Visuelle Qualitätsprüfung: warum 150.000 Euro Einmalkosten diesen Fall kippen

Steckbrief	Wert
Branche	Kunststoffverarbeitung (Spritzguss, technische Teile)
Größe	rund 450 Mitarbeitende
Use-Case	KI-gestützte visuelle Qualitätsprüfung an drei Fertigungslinien
Einmalkosten	150.000 €
Laufende Kosten (erwartet)	48.000 €/Jahr
Amortisation (erwartet)	nicht in 3 Jahren
Barwert 3 Jahre (erwartet)	-68.144 €

Dieser Fall ist eine typisierte Modellrechnung nach der Methodik der KIONIER-Arbeitshilfe C. Er beschreibt kein reales Unternehmen. Alle Werte sind Startpunkte für Ihre eigene Rechnung im ROI-Rechner (/roi-rechner/). Der Fall steht bewusst im Portfolio: Nicht jede KI-Rechnung trägt.

Ausgangslage und Baseline

Ein Kunststoffverarbeiter mit rund 450 Mitarbeitenden prüft technische Spritzgussteile an drei Linien per Sichtkontrolle. Eine kameragestützte KI-Prüfung soll Oberflächenfehler erkennen und die manuelle Endkontrolle teilweise ersetzen. Grenzfälle gehen weiter an eine Prüfkraft.

Die Baseline wurde über zwölf Wochen vor der Entscheidung erhoben und eingefroren.

Größe	Wert	Quelle
Manuelle Prüfstunden pro Jahr (3 Linien)	7.200	Schichtpläne und Zeiterfassung
Vollkostensatz Prüfkraft	55 €/Stunde	Controlling
Reklamationen wegen Durchschlupf pro Jahr	50	QS-Protokoll und Reklamationsdatenbank
Kosten je Reklamationsfall	1.800 €	Prozesskostenrechnung (Sortierung, Ersatz, Fracht)
Artikelwechsel pro Jahr	140	Fertigungssteuerung

Der Pilot an einer Linie lief vier Monate. Ergebnis: Das System ersetzt rund die Hälfte der manuellen Prüfzeit. Der Rest bleibt, weil Grenzfälle, Rüstvorgänge und neue Artikel weiterhin Menschen brauchen. Die Reklamationen aus Durchschlupf sinken hochgerechnet von 50 auf 30 Fälle. Parallel wurde ein Werkzeug überholt, das allein Ausschuss verursachte. Der Zurechnungsanteil steht deshalb bei 75 Prozent erwartet.

Der Rechenweg

Kapazität: Die Hälfte von 7.200 Prüfstunden entfällt, also 3.600 Stunden. Brutto: 3.600 × 55 € = 198.000 € pro Jahr. Die Umsetzungsquote steht erwartet bei 50 Prozent. Prüfkräfte sind über Schichten verteilt; halbe Stellen je Schicht lassen sich nur teilweise umwidmen.

Qualität: 20 vermiedene Reklamationsfälle × 1.800 € ergeben brutto 36.000 € pro Jahr, Umsetzungsquote 70 Prozent erwartet.

Die Kostenseite ist der Kern dieses Falls. Einmalig: Kameras und Beleuchtung für drei Linien 78.000 €, Integration in Linien und Fertigungssteuerung 48.000 €, Musteraufbau und Anlernen 24.000 €. Zusammen 150.000 €. Laufend: Nachtraining bei 140 Artikelwechseln pro Jahr, Wartung der Hardware und die QS-seitige Modellüberwachung. Erwartet 48.000 €/Jahr. Das sind 32 Prozent der Einmalkosten, getrieben vom häufigen Artikelwechsel.

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"modell": {
"zurechnung": {"vorsichtig": 60, "erwartet": 75, "optimistisch": 85},
"treiber": [
{"id": "kapazitaet", "label": "Kapazität", "brutto": 198000, "voll": false, "weich": false, "umsetzung": {"vorsichtig": 30, "erwartet": 50, "optimistisch": 70}},
{"id": "qualitaet", "label": "Qualität und Risiko", "brutto": 36000, "voll": false, "weich": false, "umsetzung": {"vorsichtig": 50, "erwartet": 70, "optimistisch": 85}}
],
"einmalkosten": 150000,
"laufend": {"vorsichtig": 58000, "erwartet": 48000, "optimistisch": 42000},
"anlauffaktor": 60,
"zins": 8
},
"ergebnis": {
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"erwartet": {"nutzen": 93150, "nFull": 45150, "amortMonate": null, "npv": -68144},
"optimistisch": {"nutzen": 143820, "nFull": 101820, "amortMonate": 18, "npv": 112400}
}
}

Im erwarteten Fall beträgt der anrechenbare Nutzen 93.150 € pro Jahr. Nach Abzug der laufenden Kosten bleiben 45.150 € Nettonutzen pro Jahr ab dem zweiten Jahr. Das erste Jahr bringt mit Anlauffaktor 60 Prozent nur 7.890 €. Gegen 150.000 € Einmalkosten reicht das nicht: Die Amortisation gelingt nicht in drei Jahren. Der Barwert über drei Jahre liegt bei -68.144 €. Der vorsichtige Fall fällt auf -196.991 €. Nur der optimistische Fall trägt, und ein Optimalfall ist keine Entscheidungsgrundlage.

Die drei Szenarien

Kennzahl	vorsichtig	erwartet	optimistisch
Anrechenbarer Nutzen pro Jahr	46.440 €	93.150 €	143.820 €
Nettonutzen voll (Jahr 2 und 3)	-11.560 €	45.150 €	101.820 €
Amortisation	nicht in 3 Jahren	nicht in 3 Jahren	rund 18 Monate
Barwert über 3 Jahre (8 %)	-196.991 €	-68.144 €	112.400 €

Kipp-Punkt

Hier ist der Kipp-Punkt keine Warnschwelle, sondern bereits gerissen. Damit der erwartete Fall trägt, müsste die Umsetzungsquote der Kapazität über rund 71 Prozent liegen; angesetzt sind 50. Der Zurechnungsanteil müsste auf nahezu 100 Prozent steigen. Oder die laufenden Kosten müssten unter rund 21.558 €/Jahr fallen, weniger als die Hälfte des Ansatzes.

Die messbare Stellgröße ist der Artikelwechsel. Wer die Nachtraining-Kosten je Wechsel senkt oder die Prüfung auf die zwei volumenstärksten Linien begrenzt, verändert die Rechnung strukturell. Nachmessen: QS-Leitung erfasst je Artikelwechsel den tatsächlichen Anlernaufwand über ein Quartal.

Lesart für das Gremium

Dieser Fall trägt nicht. Der erwartete Fall bleibt mit -68.144 € Barwert negativ, die Amortisation gelingt nicht in drei Jahren. Die Ursache ist strukturell: hohe Einmalkosten für drei Linien treffen auf häufige Artikelwechsel und damit dauerhaft hohe Betriebslast. Die Empfehlung lautet: nicht freigeben, nacharbeiten. Zwei Nacharbeitspfade sind rechenbar, Start auf nur zwei volumenstarken Linien mit halbierten Einmalkosten oder ein Anbietermodell mit Nachtraining-Pauschale je Artikelwechsel. Erst wenn eine dieser Varianten den erwarteten Fall über null hebt, gehört die Vorlage zurück ins Gremium.

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