Integrierte Produktentwicklung herausgegeben von Sándor Vajna

Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Institut für Maschinenkonstruktion Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Michael Schabacker

Bewertung der Nutzen neuer Technologien in der Produktentwicklung

Band 1

Mai 2001

Bewertung der Nutzen neuer Technologien in der Produktentwicklung

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades

Doktoringenieur (Dr.-Ing.)

von Dipl.-Math. Michael Schabacker

geb. am 14.12.1964 in Mannheim genehmigt durch die Fakultät Maschinenbau der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Sándor Vajna Prof. Dr. Rainer Thome

Dr.-Ing Joachim Schneider Promotionskolloquium am 22.02.2001

Michael Schabacker

Bewertung der Nutzen neuer Technologien in der Produktentwicklung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Integrierte Produktentwicklung, Band 1

© 2001

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Sándor Vajna Postfach 4120 D - 39016 Magdeburg http://imk.uni-magdeburg.de/LMI/lmi.html

Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdruckes, der Wiedergabe (Photokopie etc.), der Speicherung in Daten-

verarbeitungsanlagen und der Übersetzung, auszugsweise oder vollständig. Printed in Germany

ISBN 3-9807688-0-5

Vorwort

Ohne den Einsatz von Systemen der Rechnerunterstützung in allen Bereichen sind Unternehmen heute kaum noch lebensfähig. Obwohl diese Systeme zu integralen Bestandteilen geworden sind, verwundert es, daß der Frage nach deren wirtschaftlichem Einsatz nicht immer der höchste Stellenwert eingeräumt wird. Vielmehr wird die Wirtschaftlichkeit häufig mit einer unternehmerischen Entscheidung durch das Prinzip des entgangenen Verlusts durch den "Nicht-Einsatz" (beispielsweise im Hinblick auf Kunden-Zulieferanten-Beziehungen) begründet, obwohl sonst jedes Investitionsobjekt einer sehr kritischen Betrachtung der Wirtschaftlichkeit unterzogen wird.

In der Produktentwicklung können mit den vorhandenen Bewertungsverfahren zwar die Kosten einer Investition in Rechnertechnologie hinreichend genau bestimmt werden. Diese Verfahren sind aber nicht in der Lage, alle Nutzen des Einsatzes angemessen zu bestimmen und zuzuordnen, besonders in solchen Bereichen, die kostenstellenmäßig vom Einsatzgebiet der Technologie getrennt sind. Dies liegt im wesentlichen daran, daß in der "klassischen" Betriebswirtschaft Kosten- und Nutzenströme kostenstellenbezogen, aber nicht übergreifend betrachtet werden. Der vorliegenden Arbeit liegt eine verblüffende Analogie zwischen Produktentwicklung und Finanzwirtschaft zugrunde, die im Benefit Asset Pricing Model (BAPM) formuliert worden ist. Dieses Modell ermöglicht die Übertragbarkeit von Verfahren zur Antizipation von (im weitesten Sinne) Kurssteigerungen von Finanzobjekten auf das Verhalten von technischen Nutzen. Unterstützend kommt hinzu, daß Nutzenentwicklung und –zusammensetzung besonders bei Systemen der Rechnerunterstützung solchen Regeln folgt, die seit Jahren sowohl aus der Erfahrung (und Bestätigung) mit zahlreichen ähnlichen Anwendungen als auch aus reproduzierbaren Meßwerten resultieren, während die Finanzwirtschaft aus der Vergangenheit (die nicht immer mit Regeln beschrieben werden kann) in eine unbekannte Zukunft extrapoliert ("spekuliert") und nicht immer rationalen Einflüssen unterliegt (wie etwa die Entwicklung von Aktienkursen zeigt). Mit dem Benefit Asset Pricing Model hat Herr Dr.-Ing. Dipl.-Math. Michael Schabacker ein einfach einsetzbares und zuverlässiges Vorhersageverfahren für die Bewertung der möglichen Nutzen ausgearbeitet. Er liefert damit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis und zur Gestaltung insbesondere der Rechnerunterstützung in einer modernen Produktentwicklung. Magdeburg im Mai 2001

Prof. Dr.-Ing. Sándor Vajna

Danksagung

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik am Institut für Maschinenkonstruktion der Otto-vonGuericke-Universität Magdeburg.

Mein besonderer Dank gilt meinem Doktorvater Herrn Prof. Dr.-Ing. S. Vajna, dem Inhaber des Lehrstuhls für Maschinenbauinformatik, für die wohlwollende Förderung und Unterstützung meiner Arbeit sowie für die großzügigen Freiräume bei der Wahl meines Lösungsweges zur Erstellung eines Modells zur Nutzenbewertung neuer Technologien in der Produktentwicklung.

Bei Herrn Prof. Dr. R. Thome, Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Betriebswirtschaftslehre und Wirtschaftsinformatik der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg, und Herrn Dr.-Ing. J. Schneider von ABB Transmission and Distribution Management Ltd, Schweiz, möchte ich mich für die Übernahme des Korreferats und die aufmerksame Durchsicht dieser Arbeit sehr herzlich bedanken. Ebenfalls möchte ich allen Kolleginnen und Kollegen des Lehrstuhls sowie meinen studentischen Hilfskräften für die gute Zusammenarbeit danken.

Mein besonderer Dank gilt auch meinen Eltern, die mir das Studium der Mathematik ermöglicht haben, ohne das ein großer Teil für die mathematische Lösung dieser Arbeit nicht möglich gewesen wäre. Magdeburg im Mai 2001 Michael Schabacker

Abstrakt

Für die Bewertung neuer Technologien in der Produktentwicklung ist für deren Wirtschaftlichkeitsrechnung eine Vielzahl von Verfahren und Methoden entwickelt worden. Die Spanne dieser Verfahren und Methoden reicht von den klassischen Verfahren der Investitionsrechnung, die um Sensibilitäts- und die Risikoanalysen erweitert wurden, bis hin zu Nutzwertanalysen. Obwohl eine Vielzahl von Lösungsansätzen zur Nutzenbewertung vorliegt, ist es bislang nicht gelungen, ein Verfahren zu generieren, mit dem eine Bewertung von neuen Technologien in der Produktentwicklung erschöpfend möglich wäre. Zum einen gibt es Probleme bei der Nutzenerfassung, zum anderen bei der monetären Nutzenbewertung.

Die Nutzenerfassung einer Investition neuer Technologien in der Produktentwicklung geht von den klassischen Forderungen Kosten senken, Qualität verbessern und Zeiten verkürzen aus. Jedoch haben diese Forderungen im Kontext mit den Prozessen in der Produktentwicklung und im Umfeld mit den Kunden, Zulieferanten und Partnerfirmen verschiedene Interpretationen. Dies gilt in gleicher Weise für Methoden und Verfahren sowie dem Technologieeinsatz. Dabei kommt es auch zu Überlappungen, da z.B. Zeitverkürzung in Kostensenkung überführt werden kann, oder zu Interpretationsspielräumen, da z.B. mit Qualität die Produkt-, Service- oder die Mitarbeiterqualität (die durch Qualifikation in die neue Technologie erreicht werden kann) gemeint sein könnte. Desweiteren muß beachtet werden, daß Unternehmen heutzutage bei der Umsetzung zeitlich befristeter Vorhaben projektartig strukturiert sind. Für jedes Vorhaben wird eine eigene Projektgruppe gebildet, die sich nach der Erfüllung der Projektaufgabe wieder auflöst. In dieser Arbeit werden daher für die klassischen Nutzen Kostensenkung, Qualitätsverbesserung und Zeitverkürzung geeignete Nutzenkategorien definiert. Da in den einzelnen Nutzenkategorien monetär quantifizierbare oder sehr schwer monetär quantifizierbare Nutzen auftreten können, werden diese Nutzen für eine einheitliche Nutzenbewertung in Nutzenklassen eingeteilt. Aus diesen Nutzenklassen entsteht das Benefit Asset Pricing Model (BAPM)-Portfolio. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß dieses Portfolio Ähnlichkeiten bei der Vorgehensweise zur Beherrschung der Schwierigkeiten bei der Bewertung zukünftiger Zahlungsleistungen aufweist, wie ein Portfolio bestehend aus Kapitalmarktanlagen (z.B. Aktien, Anleihen) in einem Investmentfonds. Wenn dies der Fall ist, können Portfoliomodelle aus dem Kapitalmarkt sowie Methoden und Verfahren zur Rendite- und Risikoberechnung von Kapitalmarktanlagen analog auf die Nutzenbewertung einer Investition zurückübertragen und angewendet werden. Eine Softwarelösung soll diese Vorgehensweise an einem Berechnungsbeispiel verdeutlichen.

Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, die oben genannten Schwierigkeiten zur Nutzenerfassung und -bewertung im klassischen Controlling darzustellen und einen geeigneten Weg aufzuzeigen, der auch neuen Controlling-Methoden genügt.

Inhaltsverzeichnis

I

Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG

1.1 Ausgangssituation 1.2 Motivation

1.3 Zielsetzung

1.4 Aufbau der Arbeit

2 INVESTITIONSENTSCHEIDUNGEN IN UNTERNEHMEN 2.1 Aufgaben des klassischen Controllings 2.2 Grundzüge der Kostentheorie 2.2.1 Negative Strömungsgrößen 2.2.2 Positive Strömungsgrößen

2.2.3 Begriffe der Kostentheorie

2.3 Grundzüge der Investitionstheorie

2.3.1 Grundbegriffe der Investitionstheorie

2.3.2 Der Investitionsprozeß

1 1 2 5 6

7 7 8

8

9

10

10 10

12

2.3.3 Finanzmathematische Beurteilungskriterien für Investitionsprojekte

15

2.3.5 Berücksichtigung einer künftigen Inflation bei der Investitionsbeurteilung

17

2.3.4 Optimale Nutzungsdauer von Investitionsprojekten

2.3.6 Investitionsentscheidungen bei unsicheren Erwartungen

2.4 Grundzüge der Finanzierungstheorie

2.5 Wirtschaftlichkeitsrechnung

2.5.1 Definition Wirtschaftlichkeit

2.5.2 Wirtschaftlichkeit und Rentabilität

2.5.3 Wirtschaftlichkeit und Produktivität

2.6 Investitionsrechnung

2.7 Schwierigkeiten in der Nutzenerfassung und -bewertung neuer Technologien

2.8 Anforderungen an ein Verfahren der Investitionsrechnung

2.9 Neuere Controlling-Methoden

2.9.1 Grundidee der Balanced Scorecard

2.9.2 Sichtweisen auf das Unternehmen mit Balanced Scorecard 2.9.3 Balanced Scorecard als neues Controlling-Instrument

16 18

20

22 22

23 25

25

28

31

32 35 36 37

Inhaltsverzeichnis

II

3 NUTZENERFASSUNG UND -BEWERTUNG IN DER PRODUKTENTWICKLUNG 3.1 Grundlagen des Prozeßmanagements

3.2 Projektmanagement - Abgrenzung zu Prozeßmanagement

3.3 Prozesse in der Produktentwicklung

3.4 Werkzeuge in der Produktentwicklung

3.5 Nutzenerfassung in Nutzenkategorien

3.6 Nutzenbewertung in Nutzenklassen

3.7 Zusammenfassung der Vorgehensweise zur Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

39 39

43

44

46

49

57 62

3.8 Nutzenerfassung und -bewertung im Controlling

62

4 BEISPIELE FÜR NUTZEN UND DEREN BEWERTUNG

67

4.1 Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld

4.2 Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz 4.3 Nutzenkategorie Produktqualität 4.4 Nutzenkategorie Servicequalität

4.5 Nutzenkategorie Prozeßperformance

4.6 Nutzenkategorie Projektperformance

5 BENEFIT ASSET PRICING MODEL (BAPM)

5.1 Der Investmentprozeß bei Kapitalmarktanlagen

5.2 Rendite, Risiko und Liquidität in Nutzenportfolios

5.3 Analogien zwischen einem Nutzenportfolio und einem Investmentfonds 5.3.1 Portfoliomodelle

5.3.2 Zentrale Aussagen der Portfoliomodelle 5.3.3 Wahl des Portfoliomodells

5.3.4 Portfolio-Selection-Modell (PSM)

5.4 Gegenüberstellung der Nutzenklassen und der Kapitalmarktanlagen eines Investmentfonds 5.4.1 Rendite-Risiko-Profil von Nutzenkategorien

5.4.2 Rendite-Risiko-Profil für Nutzenklassen

5.4.3 Rendite-Risiko-Profil von Kapitalmarktanlagen

5.4.4 Zuordnung der Nutzenklassen mit Kapitalmarktanlagen

68 69 73 74 75 77

79 81

84

85 86 87 88 92

93 94 96 98 99

5.4.5 Steuerliche Behandlung des BAPM

104

5.5 Ein Algorithmus zur Lösung des BAPM

105

5.6 Erfüllungsgrad von BAPM

106

Inhaltsverzeichnis

6 SOFTWAREKONZEPT FÜR BAPM

6.1 Auswahl der Nutzen auf Werkzeugebene in den Nutzenkategorien 6.2 Zuordnung der Nutzen der Nutzenkategorien in Nutzenklassen

6.3 Berechnung der erwarteten Renditen der Nutzen entsprechend der Nutzenklassen 6.3.1 Direkt quantifizierbare Nutzen

6.3.2 Direkt schwer quantifizierbare Nutzen 6.3.3 Indirekt quantifizierbare Nutzen

6.3.4 Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen 6.3.5 Synergieeffekte

6.3.6 Darstellung der Renditen in Excel 6.3.7 Verteilen der Nutzendaten

6.4 Berechnen der Portfoliorendite der einzelnen Nutzenklassen 6.4.1 Lösung des Minimum-Varianz-Portfolios 6.4.2 Portfoliorendite E(RP) 6.4.3 Portfoliorisiko σP

6.4.4 Zinssatz RF für risikolose Anlagen

6.4.5 Lösung des Portfolio-Selection-Modells von Markowitz in Excel

III

107 107 111 113 116 116 117 118 119 120 120

122 126 130 131

131

133

6.5 Bestimmung der Nutzenportfoliorendite

134

6.7 Berechnen des monetären Wertes aller Nutzen

138

6.6 Berechnen des monetären Wertes jeder Nutzenklasse 6.8 Berechnen des monetären Wertes jeder Nutzenkategorie

136 139

7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

141

A ANHANG STOCHASTISCHE PROZESSE

145

A.1 Stochastische Prozesse

A.1.1 Definition eines stochastischen Prozesses A.1.2 Der Wiener-Prozeß

A.1.3 Definition des Wiener-Prozesses

A.1.4 Geometrischer Brownscher Prozeß

A.2 Optionspreistheorie

A.2.1 Eigenschaften von Optionen

A.2.2 Der Versicherungscharakter von Optionen A.2.3 Die Bewertung von Call-Optionen

LITERATURVERZEICHNIS

145 145 145

146 149

151 151 154 155

159

Abbildungsverzeichnis

V

Abbildungsverzeichnis Bild 1.1: Bild 2.1: Bild 2.2: Bild 2.3:

Bild 2.4: Bild 2.5:

Bild 2.6:

Bild 2.7:

Bild 2.8:

Bild 2.9:

Bild 2.10:

Bild 2.11:

Bild 3.1:

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Bild 3.14: Bild 5.1:

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Bild 5.5:

Bild 5.6:

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Bild 5.8:

Bild 5.9:

Bild 5.10:

Bild 5.11:

Vernetztes Unternehmen in Form von Prozessen, Methoden/Verfahren und Werkzeugen sowie unternehmensextern mit den Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen 4

Investition als Überführung von Geldmitteln in Anlagevermögen (in Anlehnung an [WBHV-96])

Vorauswahl der Investitionsalternativen durch Begrenzungsfaktoren (in Anlehnung an [OLF-98])

Bewertung der Investitionsalternativen (in Anlehnung an [OLF-98])

Aufstellung einer Rangfolge zur Bestimmung der vorteilhaftesten Investitionsalternative (in Anlehnung an [OLF-98])

11 13

13 13

Ablauf einer Investitionsentscheidung

14

Integrationsstufen für Fertigungssysteme und deren Wirtschaftlichkeitsrechnung

26

Beispiele für Risikopräferenzfunktionen [MÜH-96]/Nutzenfunktionen [AUC-95]

Neuere Verfahren (zusammengestellt in [NAG-90])

Verrechnung Kosten - Nutzen aus Sicht der Kostenstellen

Bewertungsverfahren und der Anforderungen

Modell der Balanced Scorecard ([IDW-99], [KAN-97])

Definition von Prozeß

Bestandteile eines Prozesses

Prozeß bzw. Prinzip, Methoden, Verfahren/Techniken und Werkzeuge im Maschinenbau bzw. Software-Engineering [KUR-92]

Abgrenzung Prozeß- und Projektmanagement

Prozesse in der Produktentwicklung, Produktion und Produktbetreuung (in Anlehnung an [FRE-01])

19

28

30

31

35

40

41 42

43 44

Werkzeuge der Produktentwicklung (in Anlehnung an [VAJ-99])

49

Mind Mapping aus Kosten - Qualität - Zeit

51

Aufspalten eines auftretenden Nutzens aus Prozeß-Sicht in Nutzen aus der Methoden, Verfahrens- und Werkzeuge-Sicht 50

Bildung der Nutzenkategorien

55

Qualitative Verläufe verschiedener Erfahrungskurven [BRK-97]

59

Vorgehensweise Enwicklung der Nutzenkategorien in der Produktentwicklung

Erfahrungskurve kombiniert mit Alternativenbewertung

56

61

Unternehmensstrategie/Prozeßziele, Nutzenklassen, Nutzenkategorien, Nutzenpotentiale 62

Vorgehensweise Enwicklung der Nutzenkategorien in der Produktentwicklung aus der Balanced Scorecard 65

Zielkonflikte in produzierenden Unternehmen und Kapitalanlagegesellschaften

Analogie Investment-/Investitionsprozeß

st-Analyse und Soll-Konzept bei Nutzenportfolios und Investmentfonds

Methoden, Verfahren, Techniken und Werkzeuge im Investmentprozeß

Einflußfaktoren auf einem Investmentfonds

Bewertung der Portfoliomodelle anhand der Entscheidungsparameter

Überführung der Nutzenkategorien in Nutzenklassen

Schwierigkeiten bei der Nutzenbewertung

Zuordnung Nutzenklassen mit Kapitalmarktanlagen

Nutzenkategorien - Nutzenklassen - Kapitalmarktanlagen

Analogie einer Investition im Financial Engineering und in der Produktentwicklung

80

82

82

83

86

90

96 96

102

103

104

Abbildungsverzeichnis

VI Bild 5.12:

Bild 6.1:

Bild 6.2:

Bild 6.3:

Bild 6.4:

Bild 6.5: Bild 6.6: Bild 6.7: Bild 6.8: Bild 6.9:

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Bild 7.1: Bild 7.2:

Bild A.1:

Bild A.2:

Bild A.3: Bild A.4: Bild A.5:

Investition als Überführung von Zahlungsmitteln in Anlagevermögen

Add-In-Manager

Auswahl der Datenquelle

104

108

109

Auswahl der Datenquelle

109

Beispiel Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

110

Auswahl der Nutzen für das Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Auswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Beispielauswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Zuordnung der Nutzenklassen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien Hypothetischer Wertverlauf einer Inlandsanleihe [UHS-94]

Beispielauswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt

Erwartete Renditen und deren Gewichtung während einer Investitionsdauer von fünf Jahren

Namen der Tabellenblätter der einzelnen Nutzenklassen in Excel

Start der Berechnung der Nutzenportfolios

Rendite und Risiko möglicher und optimaler Portfolios [UHS-94]

Fläche aller möglichen Portfolios [UHS-94]

Portfoliomöglichkeitskurve mit Minimum-Varianz-Portfolio [FIS-96]

Optimales Portfolio unter Berücksichtigung einer risikolosen Veranlagung [UHS-94]

Risikoneigung des Investors bei Kapitalmarktanlagen [SCH-94]

Beispielrechnung für Porfoliorendite der Investition und Gewichtung der Nutzenklassen

Monetäre Bewertung der Nutzenklassen

Monetäre Bewertung der einzelnen Nutzen

Monetäre Bewertung und Gewichtung der Nutzenkategorien

Ableitung der Nutzenkategorien aus dem klassischen Ansatz und der Balanced Scorecard

Nutzenbewertungskurven bei Durchschnitts- und Weltklasseunternehmen

Eindimensionale Brownschen Bewegung [BEI-97]

Dichtefunktion der Standardnormalverteilung [UHS-94]

Grundstrategien mit Optionen - betrachtet am Fälligkeitstag: Long Call und Long Put (nach Deutsche Bank AG [DEB-89])

Grundstrategien mit Optionen - betrachtet am Fälligkeitstag: Short Call und Short Put (nach Deutsche Bank AG [DEB-89])

Hypothetischer Wertverlauf einer Kapitalmarktanlage [UHS-94]

110 111 112 113

117

120 121

121

122

124

124

125

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139 142

143

146

147 152 153

156

Tabellenverzeichnis

VII

Tabellenverzeichnis Tabelle 2.1: Negative und positive Strömungsgrößen

Tabelle 2.2: Berechnung der Investitionsrendite nach Steuern

Tabelle 2.3: Berechnung des Zinssatzes

Tabelle 2.4: Managementkonzepte im Controlling

Tabelle 2.5: Vergleich Leitsätze von Horváth, Seidenschwarz und Sommerfeldt und Balanced Scorecard

Tabelle 3.1: Prozesse und Teilprozesse/Aktivitäten in der Produktentwicklung

Tabelle 3.2: Prozesse und Teilprozesse der Produktherstellung, -nutzung und -verwertung

Tabelle 3.3: Prozesse, Teilprozesse und Werkzeuge in der Produktentwicklung

Tabelle 3.4: Häufig benutzte Erfahrungskurven in der Praxis [BRK-97]

Tabelle 3.5: Stufenmodell der Integrationsebenen [BIL-96] - Balanced Scorecard [IDW-99]

8

21

21

34 37

45

45

46

61

63

Tabelle 4.1: Schema zur Nutzenbewertung

68

Tabelle 4.3: Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz

70

Tabelle 4.2: Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld Tabelle 4.4: Unterkategorie CAD-Integrationsqualität der Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz Tabelle 4.5: Nutzenkategorie Produktqualität Tabelle 4.6: Nutzenkategorie Servicequalität

Tabelle 4.7: Nutzenkategorie Prozeßperformance

Tabelle 4.8: Nutzenkategorie Projektperformance

Tabelle 5.1: Charakterisierung der Portfoliomodelle

Tabelle 5.2: Charakterisierung der Portfoliomodelle

Tabelle 5.3: Charakterisierung der Portfoliomodelle

Tabelle 5.4: Vergleich Anzahl berechneter Inputdaten der Portfoliomodelle

69 72 74 75 77 78

88

88

89

91

Tabelle 5.5: Rendite-Risiko-Profil für Nutzenklassen

97

Tabelle 5.7: Erwartete Rendite für Kapitalmarktanlagen

99

Tabelle 5.6: Rendite-Risiko-Profil für Nutzenklassen

Tabelle 5.8: Renditeprofil für Nutzenklassen und Kapitalmarktanlagen (1. Schritt)

97

99

Tabelle 5.9: Risikoprofil für Nutzenklassen und Kapitalmarktanlagen (1. Schritt)

100

Tabelle 5.11: Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (3. Schritt)

101

Tabelle 5.10: Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (2. Schritt) Tabelle 5.12: Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (4. Schritt) Tabelle 5.13: Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (5. Schritt) Tabelle 6.1: Gleichung (6.3) für die jeweilige Nutzenklasse Tabelle 6.2: Portfoliotheoretischen Fragestellungen

Tabelle A.1: Wertetabelle für die kumulierte Dichtefunktion der Standardverteilung [UHS-94]

100 101 102 115 126 148

Abkürzungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis Abkürzungen im Bereich Maschinenbau und Betriebswirtschaft AfA

Abschreibung/Jahr in einer Währungseinheit

ANN

Gewinnannuität

AG

APT

BAPM BEM

CAD CAE

CAM

CAO CAP

CAPM CAQ CAS CAx

CBM CBT

CFROI CIM

CRM DAX DCF DIN DM

E-Mail EDM EG

ERP

EVA FEM

GmbH HHMC IW

KAGG MAPI MIM MS

Aktiengesellschaft

Arbitrage Pricing Theory

Benefit Asset Pricing Model

Boundary Element Methods Computer Aided Design

Computer Aided Engineering

Computer Aided Manufacturing Computer Aided Office

Computer Aided Planning

Capital Asset Pricing Model

Computer Aided Quality Assurance

Computer Aided Styling (im Bereich Produktentwicklung)/Computer Aided Selling (BWL) Computer Aided X

Computer Based Marketing Computer Based Training

Cash Flow Return on Investment

Computer Integrated Manufacturing

Customer Relationship Management Deutscher Aktienindex Discounted Cash Flow

Deutsches Institut für Normung e.V. Deutsche Mark Electronic Mail

Electronic Data Management Europäische Gemeinschaft

Enterprise Resource Planing Economic Value Added Finite Element Methods

Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Haarmann Hemmelrath Management Consultants GmbH Institut der Deutschen Wirtschaft Köln

Gesetz über Kapitalanlagegesellschaften Machinery and Allied Products Institute Multi-Index-Modell Microsoft

IX

Abkürzungsverzeichnis

X MVA

Market Value Added

NC

Numerous Control

MVP

ODBC PC

PDM PIMS PPC PPS

PSM RoI

SIM

TQM VBA

VDE VDI

WWW

Minimum-Varianz-Portfolio Open Database Connectivity Personal Computer

Product Data Management

Profit Impact of Market Strategies Power PC

Produktionsplanung und -steuerung Portfolio-Selection-Modell Return on Investment Single-Index-Modell

Total Quality Management

Visual Basic for Applications

Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. Verein Deutscher Ingenieure World Wide Web

Grammatikalische Abkürzungen Bd.

Band

bzw.

beziehungsweise

bzgl. etc. ff.

Hrsg. i.d.R. Nr.

o.ä. o.g. S.

s.o.

sog. u.a.

usw. vgl.

Vol. vs.

z.B.

bezüglich

et cetera (usw.)

folgende Seiten Herausgeber in der Regel Nummer

oder ähnliche (-s), (-m) oben genannte Seite

siehe oben

sogenannte(r)

unter anderem, und andere und so weiter vergleiche Volume versus

zum Beispiel

1 Einleitung

1

1 Einleitung

Die zunehmende Globalisierung der Märkte hat zweierlei Auswirkungen auf die deutsche Wirtschaft: Zum einen drängen immer mehr ausländische Anbieter auf den deutschen Markt. Zum anderen ist Deutschland als eine exportabhängige Nation noch stärker im internationalen Wettbewerb gefordert. Daher müssen Unternehmen bei der Reorganisation ihrer Betriebe strukturell und bei der Entwicklung neuer Produkte innovativ sein, um vorhandene Arbeitsplätze zu sichern bzw. neue zu schaffen [HUG-96]. Die kurzfristige Entwicklung neuer Produkte, verbunden mit einem frühzeitigen Markteintritt (Timeto-Market), hat sich zum entscheidenden Kriterium für den Markterfolg eines Unternehmens entwickelt. Der „erste Anbieter” sichert sich insbesondere in innovationsintensiven Bereichen häufig die Marktführerschaft vor seinen Mitbewerbern und damit durch beträchtliche Gewinne die Chance einer raschen Amortisation von Investitionen.

Daher sind weitere wesentliche Schlüsselfaktoren für die Zukunft eines Unternehmens Kreativität und Innovationsfähigkeit seiner Produktentwicklung. Das Bestreben, einerseits innovative, qualitativ immer hochwertigere Produkte zu entwickeln und andererseits die Zeitspannen von der Idee bis zur Marktreife für ein Produkt stetig zu verkürzen, stellt die Unternehmen hinsichtlich Reaktionsfähigkeit auf sich verändernde Marktbedingungen und Kundenbedürfnissen vor große Herausforderungen. Erfolgreiche Produkte zeichnen sich durch •

ausgereifte und neuartige Funktionalitäten,

•

eine meist verblüffende Einfachheit

•

den direkt ersichtlichen Kundennutzen und

aus. Um Produkte mit diesen Anforderungen zu entwickeln, muß vor allem der Ideenfindungsprozeß bei der Entwicklung eines Produktes unter methodischen, organisatorischen und technologischen Aspekten durchgeführt werden [GRLE-98]. Ebenso rückt der Mensch in den Mittelpunkt der Bemühungen um Verbesserungen und Effizienzsteigerungen. Neben der Fachkompetenz wird vermehrt auch die Methoden- und Sozialkompetenz gefordert [KAN-97]. 1.1 Ausgangssituation

Da bekanntlich 75% der Gesamtkosten eines Produktes bereits in den produktdefinierenden Bereichen (Entwicklung, Konstruktion und Arbeitsvorbereitung) festgelegt werden (siehe z.B. [BRF93]), gewinnt die Produktentwicklung in Deutschland immer mehr an Bedeutung, wenn sich das Unternehmensmanagement verstärkt um die Belange der Produktentwicklung bemüht [WEU-96]. Um dem Unternehmensmanagement die mit der Durchsetzung der dazu notwendigen Maßnahmen verbundenen Probleme klarzumachen, müssen Schwachstellen in der Produktentwicklung identifi-

2

1 Einleitung

ziert werden. Beispiele für Schwachstellen hat hierzu der Arbeitskreis Informationstechnik in der Produktentwicklung im Forschungsschwerpunkt Produktentwicklungsmethoden und Produktionsverfahren im Rahmen der Studie Neue Wege zur Produktentwicklung [NWP-96] auf Initiative des Berliner Kreises aus Umfragen in der Industrie zusammengetragen: • • • •

Planung, Einführung, Bewertung und Migration von neuen Technologien (z.B. CAD, CAE, CAM, EDM/PDM)

geeignete Auswahl und konsequentes Anwenden von Berechnungs-, Simulations- und Optimierungssystemen

Anwendung neuer Modellierungs- und Arbeitstechniken wie Industrial Design, FeatureTechnologie und Rapid Prototyping Produktdatenaustausch in der Produktentwicklung

Die Behebung der oben genannten Schwachstellen stellt eine große Herausforderung und auch einen großen finanziellen Aufwand dar. Aus einer zunehmenden Produktkomplexität, erhöhten qualitativen Produktanforderungen und kürzeren Produktentwicklungszeiten ergibt sich daher für viele Unternehmen die Notwendigkeit zu [WEU-96] •

• •

neuen Formen der Arbeitsorganisation z.B. durch Reorganisation von Prozessen in der Produktentwicklung zur Verbesserung der abteilungsinternen und -übergreifenden Kommunikation dem Einsatz geeigneter neuer Technologien in den frühen Phasen der Produktentwicklung und deren integrierte Anwendung

der verstärkten Einbindung der Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen in der Produktentwicklung, z.B. mit Verbesserung des Informationsflusses vom und zum Kunden bzw. Zulieferanten bzw. Partnerunternehmen.

1.2 Motivation

Ein Grundproblem einer Investition in neue Technologien besteht darin, daß Entscheider kein klares Bild über anwendbare rechnerunterstützte Arbeitsmethoden und die daraus realisierbaren Nutzen besitzen. Die Auswirkungen dieser Investitionen wie z.B. Kostensenkungen, Entwicklungszeitverkürzungen sowie Qualitätsverbesserungen ist aufgrund der Vielzahl zu berücksichtigender Wirkungsfaktoren sehr schwierig [NWP-96]. Ebenso können Synergieeffekte und Investitionen nicht kostenstellenübergreifend verrechnet werden [VAS-97c]. Die Überprüfung der Wirtschaftlichkeit aller Aktivitäten innerhalb eines Unternehmens wird üblicherweise über monetär quantifizierbare Nutzen wie Kostensenkungen, Entwicklungszeitverkürzungen sowie Qualitätsverbesserungen gemessen, jedoch nicht über schwer monetär quantifizierbare und qualitative Nutzen wie z.B. Erreichung von Wettbewerbsvorteilen und Sicherung der Konkurrenzfähigkeit [SCH-95]. Da die Unternehmen auch in die Ausschöpfung dieser Potentiale investieren, kann ihr (Miß-)Erfolg nicht kurzfristig durch ein traditionelles Rechnungswesen gemessen

1 Einleitung

3

werden. Dieses Rechnungswesen wurde für Handelsunternehmen und Firmen des Industriezeitalters (1850 - 1975) entwickelt und mißt vergangene Ereignisse und nicht die Potentiale, die in Zukunft noch wertschöpfend sein können [KAN-97]. Der Nutzen besteht somit in erster Linie aus dem Barwert der zukünftigen Nettoausschüttungen einer Investition (in Analogie zu Unternehmensbewertungen in [BOR-95]). Dazu reichen jedoch die alten Controlling-Methoden und ControllingDaten nicht aus. Dies wird u.a. in einer Studie der Unternehmungsberatungsgesellschaft Haarmann Hemmelrath Management Consultants GmbH (HHMC) mit den deutschen Top-500-Unternehmen mit folgenden Ergebnissen belegt [in TIL-99]: •

• • •

Veränderung der Rolle des Rechnungswesens innerhalb des Unternehmens von einer ex-posthin zu einer ex-ante Betrachtung. Weitere Verbreitung innovativer und ausgewogener Controlling-Instrumente, wie z.B. der Balanced Scorecard [KAN-97], um die Prozesse in den Unternehmen systematisch und zusammenhängend abzubilden. Zunehmende Abbildung der Unternehmensstrategien in den Controlling-Instrumenten.

Zunehmende Messung des intellektuellen Kapitals, d.h. des gesammelten Erfahrungswissens der Mitarbeiter in deutschen Unternehmen.

Heutige Aufgaben eines Controllers liegen im Kostenmanagement, in der Buchhaltung, in der Wartung und Entwicklung des Planungs- und Kostenrechnungssystem, in der Sicherstellung der Einheitlichkeit der Kalkulationsmethoden oder in der Beratung bei betriebswirtschaftlichen Fragestellungen. Aus der HHMC-Studie ergibt sich, daß sich das Aufgabenprofil eines Controllers in der Zukunft verändern muß. Das Institut für Controlling an der European Business School OestrichWinkel befragte 100 Controller aus der Großindustrie und der mittelständischen Industrie an der Erasmus Universität Rotterdam [GER-99]. Dabei geben sich die Controller folgende Aufgaben in der Zukunft: •

Berater bei komplexen betriebswirtschaftlichen Fragestellungen,

•

Initiator und Moderator von Veränderungs- und Lernprozessen,

• • • •

Experte für die Integration von Teilaspekten und Steuerung des Gesamtzusammenhangs, wirtschaftlicher Berater bei der Produktentwicklung und -gestaltung, Wissensmanager und Spezialist für Know-how-Transfer sowie Spezialist für Prozesse im Unternehmen.

Das Controlling geht also nicht mehr hauptsächlich den Weg von den Kostenarten über die Kostenstellen und die Kostenträger bis hin zur buchhalterischen Genauigkeit der Daten für die Kostenund Leistungsrechnung und der externen Gewinn- und Verlustrechnung. Das Bemühen, unsichere Daten vom Kunden, Wettbewerb und von den Mitarbeitern zu beschaffen, wird für den Controller immer wichtiger werden. Zusammengefaßt hat die effektive Unternehmenssteuerung ganzheitlich, vernetzt sowie kunden- und zukunftsorientiert zu erfolgen (Bild 1.1).

4

1 Einleitung

Kunden

...

Partnerunternehmen

...

Produktentwicklung

...

Zulieferanten

...

... ...

...

... Prozesse

Methoden/Verfahren

Werkzeuge

Vernetzung/Datenflüsse Bild 1.1:

Vernetztes Unternehmen in Form von Prozessen, Methoden/Verfahren und Werkzeugen sowie unternehmensextern mit den Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen

Daher gewinnen durch das veränderte Markt- und Wettbewerbsumfeld auch neue ControllingMethoden an Bedeutung. Folgende Anforderungen an die Controlling-Methoden werden für die Zukunft gestellt [GER-99]: •

Parallele Steuerung von Qualität, Zeit und Kosten als Nutzen,

•

Steuerung und Verbesserung von Prozessen,

• •

Beherrschen der Kernprozesse,

Permanentes Benchmarking zur Leistungssteigerung,

1 Einleitung

5

•

Integration der Erwartungen aller Zielgruppen (Kunden, Zulieferanten, Partnerunternehmen),

•

Steuerung des Wissensmanagement und effiziente Wissensnutzung sowie

• •

Verknüpfung von strategischen und operativen Maßnahmen,

ganzheitliches Steuern der Kosten und Nutzen von Zulieferanten durch Total Cost of Ownership

Neue Controlling-Methoden sind z.B. die Balanced Scorecard [KAN-97], Benchmarking ([DOB98], [HGV-96]), Break Even-Analyse [HOP-97], prozeßorientierte Kostenrechnungsverfahren ([HOP-97], [HGV-96]), Total Quality Management [HOD-98] und Target Costing ([GRA-98], [HGV-96]). 1.3 Zielsetzung

Die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit neuer Technologien in der Produktentwicklung benötigt Bewertungsgrößen in Form von Nutzen für die Einführung neuer Technologien (z.B. Einführung von CAD/ CAM). Ziel ist es daher, jeden entstandenen Nutzen zu erfassen und mit betriebswirtschaftlichen Verfahren in Relation zu den Kosten zu bringen. Die Gliederung eines Unternehmens in Abteilungen mit eigenen Kostenstellen und das Entstehen von Kosten und Nutzen an unterschiedlichen Stellen bereitet bei der Bestimmung der Wirtschaftlichkeit einige Schwierigkeiten, da mit den Verfahren der Betriebswirtschaftslehre die Kosten einer Kostenstelle nicht immer mit solchen Nutzen verrechnet werden können, die an einer anderen Kostenstelle entstanden sind [VWSS-94].

Ziel dieser Arbeit ist es, eine Übersicht heute gebräuchlicher Verfahren aus der Investitionsrechnung darzustellen und aus den Stärken und Schwächen dieser Verfahren ein Modell zur Nutzenbewertung zu entwickeln, das auch neuen Controlling-Methoden genügt. Aus diesem allgemein formulierten Ziel lassen sich die folgenden Teilziele ableiten: •

• • • • • • •

Aufstellung von Anforderungen zur Bewertung der Investitionsrechnung aus der Sicht der Produktentwicklung

Untersuchung neuer Controlling-Methoden und ihres geeigneten Einsatzes in der Produktentwicklung Auflistung der verwendeten Werkzeuge in der Produktentwicklung

Zusammenstellung der wichtigsten Nutzen aus Prozeß-, Mitarbeiter-, Kunden- und Werkzeugsicht Zusammenführung dieser Nutzen als Portfolio in Nutzenkategorien

Aufzeigen von Möglichkeiten zu deren Bewertung und Überführen in Nutzenklassen

Aufstellung eines Nutzenmodells zur monetären Berechnung der einzelnen Nutzenklassen und Nutzen Aufstellung eines Konzepts einer Softwarelösung für das Nutzenmodell

6

1 Einleitung

1.4 Aufbau der Arbeit

Um diese Zielsetzung zu erreichen, wird die Arbeit in fünf Teile gegliedert:

In Kapitel 2 werden Grundbegriffe aus der Investitions- und Finanzierungstheorie definiert und die theoretischen Grundlagen aufbereitet. Desweiteren werden Verfahren aus der Investitionsrechnung vorgestellt. Daraus werden die Anforderungen an ein Verfahren der Nutzenbewertung aus Sicht der Produktentwicklung abgeleitet. Ebenso wird die Vorgehensweise zur Nutzenerfassung und bewertung mit den neuen Controlling-Methoden verglichen und untersucht, welchen ControllingMethoden diese Vorgehensweise genügt.

In Kapitel 3 werden Grundbegriffe im Bereich der Produktentwicklung definiert, Werkzeuge den Prozessen in der Produktentwicklung zugeordnet und eine Vorgehensweise zur Nutzenerfassung und -bewertung beschrieben. Danach wird die Anwendung zur Nutzenerfassung und -bewertung am Beispiel einer neuen Controlling-Methode aufgezeigt. In Kapitel 4 werden Beispiele zu Nutzen und deren Bewertung in den einzelnen in Kapitel 3 entwikkelten Nutzenkategorien dargestellt.

In Kapitel 5 wird das Benefit Asset Pricing Model für die Nutzenbewertung aufgestellt. Es wird ein Ansatz gezeigt, wie Methoden und Verfahren im Portfoliomanagement aus der Banken- und Versicherungsbranche bei der Quantifizierung des Nutzens bei Investition in Werkzeuge in der Produktentwicklung angewendet werden können. In Kapitel 6 wird ein Konzept für das Benefit Asset Pricing Model in Form eines ExcelSpreadsheets zur Implementierung vorgestellt und exemplarisch an einem Beispiel dargestellt. In Kapitel 7 erfolgt die Zusammenfassung und ein Ausblick.

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

7

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

In diesem Kapitel werden die für diese Arbeit relevanten Begriffe der Investitions- und Finanzierungstheorie sowie der Wirtschaftlichkeitsrechnung definiert. Danach folgt eine Übersicht über die klassischen Verfahren der Investitionsrechnung und die verschiedenen Ansätze zur KostenNutzen-Analyse bzw. Nutzwertanalyse. Da für die Bewertung neuer Technologien nicht monetär quantifizierbare Größen, in [VDI-2216] als Nutzen bezeichnet, wie z.B. strategische Wirkungen einer Investition zur Verbesserung des Dienstleistungsangebots, auftreten, werden Schwierigkeiten zur Nutzenerfassung und -bewertung im Controlling aufgezeigt und anschließend Anforderungen an ein Verfahren der Investitionsrechnung aus den vorher genannten Schwachstellen abgeleitet. 2.1 Aufgaben des klassischen Controllings

Die Wirtschaftlichkeit einer Investition in neue Technologien ergibt sich aus einer Reduktion der Kosten und der Verzinsung bzw. Amortisation des eingesetzten Kapitals. Besonders von Interesse bei der Bestimmung der Wirtschaftlichkeit sind retrospektive Verfahren, mit denen die tatsächlich angefallenen Werte für Nutzen und Kosten erfaßt werden können. Die Erfassung der Kosten geht nach den bekannten Methoden von Accounting und Divisionskalkulation. Diese Kosten werden gemäß Schlüssel auf diejenigen aufgeteilt, die entsprechende Leistungen in Anspruch nehmen [GAB-95]. Die Bestimmung der Wirtschaftlichkeit ist die Aufgabe des betrieblichen Rechnungswesens.

Das betriebliche Rechnungswesen umfaßt Verfahren aller quantifizierbaren Beziehungen und Vorgänge des Unternehmens für die Zwecke der Planung, Steuerung und Kontrolle des betrieblichen Geschehens. In Planung und Steuerung finden Wirtschaftlichkeits- und Rentabilitätsrechnungen statt, die auf Daten des betriebswirtschaftlichen Rechnungswesen basieren, in der Kontrolle mengen- und wertmäßige Erfassung und Überwachung der betrieblichen Prozesse (z.B. Feststellung von Bestandsveränderungen, Errechnung der Stückkosten, Ermittlung von Beständen) [GAB-95].

In der Gesamtorganisation des Unternehmens wird das betriebliche Rechnungswesen häufig als Aufgabenbereich des Controlling eingeordnet. Die heutigen Aufgaben des Controlling umfassen nach [GAB-95] die Kosten-, Investitionsrechnung und Finanzierung. Die dazugehörenden betriebswirtschaftlichen Theorien sind die Kosten-, Investitions- und Finanzierungstheorie. Eine Theorie (griech. theoría = Betrachtung, zu etwas) ist ein System wissenschaftlich begründeter Aussagen zur Erklärung bestimmter Tatsachen oder Erscheinungen und der ihnen zugrunde liegenden Gesetzlichkeiten. In einem bestimmten Bereich der Wissenschaft ist sie die Lehre über die allgemeinen Begriffe, Gesetze und Prinzipien [DUD-90].

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

8

2.2 Grundzüge der Kostentheorie

Die Kostentheorie untersucht die Wirkung der Kosteneinflußgrößen, die für die Höhe der Kosten maßgeblich sind, und den Kostenverlauf in Abhängigkeit von den Einflußgrößen, Beschäftigung und Kapazität.

Da aber in [BAR-97] nach Schmalenbach „nicht alles, was etwas kostet, Kosten sind“, ist eine genaue Definition und eine Begriffsabgrenzung erforderlich. Die zu beschreibenden Begriffe werden in der betriebswirtschaftlichen Literatur als Strömungsgrößen bezeichnet, die Zahlungsund Leistungsvorgänge innerhalb einer Abrechnungsperiode darstellen. In Tabelle 2.1 wird zwischen negativen und positiven Strömungsgrößen unterschieden. Negative Strömungsgrößen (Bestandsverminderung)

Positive Strömungsgrößen (Bestandserhöhung)

Kosten

Leistung

Aufwand bzw. Aufwendung

Ertrag

Auszahlung

Einzahlung

Ausgabe

Einnahme

Tabelle 2.1: Negative und positive Strömungsgrößen

Beispiele für Bestand

Sachvermögen (Anlagevermögen, Warenvorräte, neue Technologien) Sachvermögen (Anlagevermögen, Warenvorräte, neue Technologien) Zahlungsmittel (Bargeld, Buchgeld)

Geldvermögen (Zahlungsmittel, Forderungen, Verbindlichkeiten)

Negative Strömungsgrößen vermindern den jeweiligen Bestand, positive Strömungsgrößen dagegen führen zu einer Erhöhung des jeweiligen Bestands. 2.2.1 Negative Strömungsgrößen

Negative Strömungsgrößen sind wie folgt definiert: •

• • •

Kosten sind nach [GAB-95] bewerteter Verzehr von wirtschaftlichen Gütern materieller und immaterieller Art zur Erstellung und zum Absatz von Sach- und/oder Dienstleistungen sowie zur Schaffung und Aufrechterhaltung der dafür notwendigen Teilkapazitäten. Der Aufwand bzw. die Aufwendung ist nach [BAR-97] der in Geld bewertete Verbrauch von Gütern und Dienstleistungen eines Unternehmens innerhalb einer Abrechnungsperiode.

Die Auszahlung ist nach [BAR-97] eine Abnahme des Zahlungsmittelabflusses und die Verwendung liquider Mittel in Form von Bar- oder Buchgeld aus dem Bereich des Unternehmens. Die Ausgabe ist nach [BAR-97] dem Bestand des Geldvermögens zuzurechnen. Geldvermögen umfaßt neben den Zahlungsmitteln auch den Bestand an Forderungen abzüglich den Bestand an Verbindlichkeiten.

Kosten und Aufwand stimmen darin überein, daß sie beide in Geld bewerteten Verbrauch darstellen. Sie unterscheiden sich jedoch, sobald der Aufwand nicht mehr unternehmensbedingt ist und sich als neutraler Aufwand darstellt.

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

9

Aufwand und Ausgabe stimmen darin überein, wenn z.B. in der Abrechnungsperiode eingekauftes und bezahltes Material (Ausgabe) sofort weiterverarbeitet wird (Aufwand). Sie unterscheiden sich dadurch, daß der Aufwand dem Sachvermögen und die Ausgabe dem Geldvermögen zuzurechnen ist. Auszahlung und Ausgabe sind identisch, wenn sich innerhalb einer Abrechnungsperiode nur der Bestand an Zahlungsmitteln negativ verändert, der Bestand an Forderungen oder Verbindlichkeiten jedoch unverändert bleibt. Bei einer Bestandsveränderung von Forderungen oder Verbindlichkeiten innerhalb einer Abrechnungsperiode liegt entweder eine Auszahlung oder eine Ausgabe vor, nicht jedoch beides, d.h.: Eine Auszahlung, der keine Ausgabe in der gleichen Abrechnungsperiode entspricht, führt entweder zu einem Forderungszugang oder zum Abgang einer Verbindlichkeit. Eine Ausgabe, der keine Auszahlung in der gleichen Abrechnungsperiode entspricht, führt zur Entstehung einer Verbindlichkeit oder zum Abgang einer Forderung.

In dieser Arbeit wird der Begriff Kosten benutzt, wenn der in Geld bewertete Verbrauch gemeint ist. Da in dieser Arbeit keine Forderungen und Verbindlichkeiten auftreten, wird der Begriff Auszahlung für die Bestandsverminderung von Zahlungsmitteln verwendet. 2.2.2 Positive Strömungsgrößen

Positive Strömungsgrößen sind wie folgt definiert: •

• • •

Die Leistung ist nach [BAR-97] der in Geld gemessene Wert der betrieblichen Tätigkeiten (Wertentstehung durch Sach- und Dienstleistungen). Sie sind das Pendant zu den Kosten (Wertverbrauch) und bewirken eine Erhöhung des Nettovermögens.

Der Ertrag ist nach [BAR-97] der von einem Unternehmen durch die Erstellung von Gütern und Dienstleistungen erwirtschaftete Wertzuwachs einer Abrechnungsperiode. Er erhöht das Nettovermögen und stellt wie die Leistung einen in Geld bewerteten Wertzugang dar. Eine Einzahlung ist nach [BAR-97] ein Zahlungsmittelzugang und stellt daher den Zufluß liquider Mittel in Form von jederzeit verfügbarem Bar-oder Buchgeld dar. Eine Einnahme berücksichtigt nach [BAR-97] neben der Erhöhung von Zahlungsmitteln auch Zugänge an Forderungen oder Abgänge an Verbindlichkeiten.

Leistung und Ertrag stellen beide im Unternehmen entstandene und bewertete Güter und Dienstleistungen dar. Eine Abweichung beider Begriffe ergibt sich durch unterschiedliche Bewertung von Leistungen und Erträgen. Die Leistungen werden aufgrund von Kosten bewertet, die Erträge aufgrund von Einnahmen. Einzahlung und Einnahme sind identisch, wenn sich innerhalb einer Abrechnungsperiode nur der Bestand an Zahlungsmitteln positiv verändert, der Bestand an Forderungen oder Verbindlichkeiten jedoch unverändert bleibt. Bei einer Bestandsveränderung von Forderungen oder Verbindlichkeiten innerhalb einer Abrechnungsperiode liegt entweder eine Einzahlung oder eine Einnahme vor, nicht jedoch beides, d.h.: Eine Einzahlung, der keine Einnahme in der gleichen Abrechnungsperiode entspricht, führt entweder zu einem Zugang an Verbindlichkeiten oder zum Abgang von Forderungen. Eine Einnahme, der keine

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

10

Einzahlung in der gleichen Abrechnungsperiode entspricht, führt zum Zugang von Forderungen oder zum Abbau von Verbindlichkeiten.

Der Gewinn ist die Differenz zwischen Erträgen und Aufwand einer vorgegebenen Zeit (i.d.R. ein Geschäftsjahr). Der Ertrag ist, wie bereits erwähnt, die von einem Unternehmen in einer vorgegebenen Zeit zugerechneten Einnahmen aus der Erstellung von Gütern und Dienstleistungen. Einnahmen sind Zufluß von Zahlungsmitteln. Der Erfolg ist das in monetären Größen ausgedrückte Ergebnis des Wirtschaftens, ermittelt durch die Erfolgsrechnung (z.B. Gewinn- und Verlustrechnung).

Da in dieser Arbeit die Leistungen im Gegensatz zu den Kosten bewertet werden, werden diese Leistungen nach [VDI-2216] als Nutzen bezeichnet, denn der Nutzen einer Investition ist nach [ENC-84] „die Summe der erbrachten Leistungen, die die Einführung einer solchen Investition bewirkt.“ Ferner müssen alle erkennbaren quantifizierbaren und nicht quantifizierbaren Auswirkungen ermittelt und monetär bewertet werden [ENC-84]. 2.2.3 Begriffe der Kostentheorie

Weitere Begriffe der Kostentheorie werden hier übersichtlichkeitshalber dargstellt: •

•

•

Die Kostenrechnung ist ein zentrales Teilgebiet des internen Rechnungswesens, in dem Kosten erfaßt, gespeichert, den verschiedensten Bezugsgrößen (z.B. Produkten) zugeordnet und für spezielle Zwecke ausgewertet werden.

Die Kostenstelle ist eine Bezugsgröße der Kostenrechnung. Kostenstellen sind als Orte der Kostenentstehung funktionell, nach Verantwortungsbereichen, Kostenträgergesichtspunkten und nach speziellen abrechnungs- oder leistungstechnischen Gesichtspunkten rechnungsmäßig abgegrenzte institutionelle Teile des Gesamtbetriebs, für die Kosten separat erfaßt werden [GAB-95]. Als Kostenträger werden „die Absatzleistungen oder innerbetrieblichen Leistungen bezeichnet, denen in der Kostenrechnung Kosten zugerechnet werden“ [GAB-95].

2.3 Grundzüge der Investitionstheorie

Die Investitionstheorie ist die „normative Theorie der Investitionsentscheidung, deren Ziel die Entwicklung von Entscheidungskriterien zur Optimierung von Investitionsentscheidungen ist“ [GAB-95]. 2.3.1 Grundbegriffe der Investitionstheorie

Eine Investition ist eine „zielgerichtete, i.d.R. langfristige Kapitalbindung zur Erwirtschaftung zukünftiger autonomer Erträge“ [GAB-95]. Die Beschaffung von Investitionen oder nach [WÖH-96] von Produktionsfaktoren wie Anlagen und Maschinen führt zu Ausgaben [BAR97]/Einzahlungen [HAX-93]/Kosten (Abschnitt 2.2.1), die den Einnahmen aus den verkauften Produkten zeitlich vorgelagert sind. Besonders bei langlebigen Produktionsfaktoren ist zwischen Ausgaben und Rückfluß der (finanziellen) Gegenwerte eine erhebliche zeitliche Lücke. Dies er-

11

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

fordert einen entsprechenden Bedarf an Kapital. Kapital ist ebenso die Überlassung von Geld auf Zeit. In beiden Fällen erwirbt der Kapitalgeber hierfür einen Anspruch auf künftige monetäre Rückflüsse [BAR-97]/Auszahlungen [HAX-93]/Nutzen (Abschnitt 2.2.2). Für den Kapitalgeber ist der Akt der Kapitalüberlassung ein Investitionsvorgang, für den Kapitalnehmer hingegen ein Finanzierungsvorgang [GEB-98].

Investitionen gliedern sich in Sachinvestitionen, Finanzinvestitionen und immateriellen Investitionen. Sachinvestitionen sind z.B. Anlagen, Maschinen, Vorräte oder Transportmittel und dienen zur Ersatz-, Erweiterungs- oder Rationalisierungsinvestition. Bei Finanzinvestitionen wird das zur Verfügung stehende Kapital in Beteiligungen, Kauf von Wertpapieren, Grundstücken und Immobilien etc. angelegt. Zu immateriellen Investitionen gehören Investitionen wie z.B. für Forschung, Entwicklung und Ausbildung [STA-98]. Kapital und Vermögen bringen auf zwei verschiedene Arten die im Betrieb zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhandenen Werte zum Ausdruck. Das Kapital stellt die Summe aller Geldmittel (Eigen- und Fremdkapital) dar, die vom Unternehmer oder von anderen Geldgebern zur Verfügung gestellt werden. Das Vermögen, aufgeteilt in Anlage- und Umlaufvermögen, zeigt die konkrete Verwendung des Kapitals im Unternehmen als Sachinvestitionen, Finanzinvestitionen und immateriellen Investitionen an (Bild 2.1) [WBHV-96].

Sachinvestitionen • Anlagen,

• Maschinen

• CAx-Technologien

Aktiva

Passiva

Anlagevermögen

Eigenkapital

Umlaufvermögen

Fremdkapital

Finanzinvestitionen • Beteiligungen • Wertpapiere • Immobilien

Immaterielle Investitionen • Forschung

• Entwicklung • Ausbildung Bild 2.1:

Investition als Überführung von Geldmitteln in Anlagevermögen (in Anlehnung an [WBHV-96])

Ein Investitionsprojekt bzw. Investitionsobjekt [GAB-95] ist ein wirtschaftliches Gut, das durch Kauf oder Miete/Leasing zum Zweck der Nutzung vom Unternehmen beschafft wird. Investitionsprojekte können alle wirtschaftlichen Güter sein, z.B. Grundstücke, Anlagen, Wertpapiere, Patente, Güter des Umlaufvermögens oder neue Technologien in der Produktentwicklung. Über

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

12

die Anschaffung eines solchen Gutes entscheidet die Investitionsplanung sowie das Ergebnis einer Wirtschaftlichkeitsrechnung.

Die Investitionsplanung dient der zielgerichteten Gestaltung der Investition. Mit ihrer Hilfe soll nicht nur die Liquidität und damit der Bestand des Unternehmens gesichert werden, sondern auch die Rentabilität des Investitionsprojektes gewährleistet werden [OLF-98]. 2.3.2 Der Investitionsprozeß

Zur Vermeidung von folgenschweren Fehlentscheidungen in Investitionsprojekte müssen folgende Phasen nach [OLF-98] im Investitionsprozeß durchlaufen werden: •

Anregungsphase:

− Unternehmensexterne Anregung durch Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen über die Marktentwicklung bzw. den Marktbedarf sowie externe Erfindungen − Verbesserungsvorschläge oder Erfindungen der Mitarbeiter

− Beschreibung des Investitionsproblems mit Darstellung und Begründung, Dringlichkeit der Investition sowie Vor- und Nachteile der Investition

− Berechnung der optimalen Nutzungsdauer des Investitionsprojekts (z.B. nach [HAX93]) •

− Beurteilung der Investition anhand künftiger Inflation und steuerlichen Aspekten (z.B. nach [SWO-96])

Suchphase:

− Festlegung der Bewertungskriterien, die aus den Zielen des Unternehmens, z.B. durch Gewinn-, Umsatz-, Wachstums-, Sicherheits- und Sozialstreben, Verbesserung der Kostensituation, Ausnutzung steuerlicher Möglichkeiten, abgeleitet werden.

− Festlegung der Begrenzungsfaktoren wirtschaftlicher, technischer, sozialer und rechtlicher Art, die unbedingt erfüllt sein müssen, wenn die Investitionsalternative als zulässig angesehen werden soll. Beispiele für Begrenzungsfaktoren zum Kauf einer Maschine können technische Daten, Lieferzeit oder Unfallverhütungsvorschriften sein. − Ermittlung von Investitionsalternativen durch Sammlung aller erscheinenden Quellen wie Kataloge, Fachzeitschriften, Messen etc., die einen Überblick über mögliche Investitionsalternativen verschaffen kann.

•

− Vollständige Erfassung aller Investitionsalternativen z.B. mit Brainstorming, morphologischer Kasten in einer Gruppe, die maximal 10 Teilnehmer mit möglichst unterschiedlichen Kenntnissen und Erfahrungen umfaßt.

Entscheidungsphase:

− Vorauswahl der Investitionsalternativen (Beispiel in Bild 2.2), welche den Begrenzungsfaktoren wirtschaftlicher, technischer, sozialer und rechtlicher Art, denen die Investition unterliegt, nicht gerecht werden, d.h. die betreffende Investitionsalternative wird aus der weiteren Betrachtung fallengelassen, wenn mindestens ein Begrenzungsfaktor nicht erfüllt ist.

13

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

Investitionsalternative Nr. 1 2 3 4 5 6 7

Technische Daten erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt nicht erfüllt erfüllt nicht erfüllt

Unfallverhütungsvorschriften

Lieferzeit

erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt erfüllt

2 Wochen 3 Wochen 3 Wochen 4 Wochen 2 Wochen 3 Wochen 4 Wochen

nicht erfüllte Begrenzungsfaktoren ==> Investitionsalternative 4, 5 und 7 entfallen

Bild 2.2:

Vorauswahl der Investitionsalternativen durch Begrenzungsfaktoren (in Anlehnung an [OLF-98])

− Bewertung der Investitionsalternativen mit Hilfe klassischer Investitionsrechnungen und Nutzwertanalysen (Beispiel in Bild 2.3) Bewertungskriterium

Alternative Nr. 1

Alternative Nr. 2

Alternative Nr. 3

Alternative Nr. 6

Garantie Kundendienst Störanfälligkeit Umweltfreundlichkeit

5 4 2 3

4 2 5 1

3 4 5 3

5 4 2 3

Gewinnannuität Interner Zinsfuß

Wertzahl

5 Punkte = sehr gut erfüllt 4 Punkte = gut erfüllt

Bild 2.3:

0,4325 12,0%

14

0,59 10,0%

12

3 Punkte = befriedigend erfüllt 2 Punkte = ausreichend erfüllt

0,32 11,3%

15

0,12 12,2%

14

1 Punkt = mangelhaft erfüllt 0 Punkte = ungenügend erfüllt

Bewertung der Investitionsalternativen (in Anlehnung an [OLF-98])

− Bestimmung der vorteilhaftesten Investitionsalternative mittels Aufstellung einer Rangfolge (Beispiel in Bild 2.4), z.B. mit Hilfe klassischer Investitionsrechnungen, durch Bewertung der Unsicherheit der Investition [SWO-96], Klärung des Finanzierungsbedarfs eines Investitionsprojekts z.B. durch Kredit oder Leasing [SWO-96] Kriterium Gewinnannuität Interner Zinsfuß Wertzahl

Alternative Nr. x = A x

Bild 2.4:

• •

Rang 1

Rang 2

Rang 3

Rang 4

A2 A4 A3

A1 A1 A1, A4

A3 A3 -

A4 A2 A2

Aufstellung einer Rangfolge zur Bestimmung der vorteilhaftesten Investitionsalternative (in Anlehnung an [OLF-98])

Durchführungsphase für Realisierung der Investition Kontrollphase

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

14

− Soll-Ist-Vergleich: Abweichungsanalyse zwischen den planerisch erfaßten und den sich tatsächlich ergebenden Daten − Durchführen von Anpassungsmaßnahmen, falls notwendig

− Dokumentation von Erfahrungswerten, die für künftige Planungen gewonnen werden

In dieser Arbeit ist die Anregungsphase das Aufstellen von Zielen für den Einsatz einer Investition in neue Technologien in der Produktentwicklung. Die Suchphase ergibt sich aus der IstAnalyse und dem Soll-Konzept, die Entscheidungsphase aus der Kosten- und Nutzensicht, bevor eine Wirtschaftlichkeitsrechnung für die Investitionsentscheidung erfolgt (Bild 2.5).

Ziel des Einsatzes der Investition

Personal

Investition

Nutzen

nicht quantifizierbar

Ist-Analyse Soll-Konzept

quantifizierbar

Organisation

Kosten

einmalige Kosten

Sonstiges

laufende kosten

Wirtschaftlichkeitsrechnung Investitionsentscheidung Bild 2.5:

Ablauf einer Investitionsentscheidung

Weitere Kriterien für eine Investitionsbeurteilung, die in die Wirtschaftlichkeitsrechnung mit einfließen, sind die •

Betrachtung finanzmathematischer Beurteilungskriterien für Investitionsprojekte

•

Berücksichtigung einer künftigen Inflation

• •

Berechnung der optimalen Nutzungsdauer von Investitionsprojekten

Berücksichtigung bei unsicheren Erwartungen von Investitionsentscheidungen

Diese Aspekte werden in den folgenden Abschnitten behandelt.

2.3.3 Finanzmathematische Beurteilungskriterien für Investitionsprojekte

Die Investitionstheorie befaßt sich mit Entscheidungen über Investitionen eines Betriebes, von denen Ein- und Auszahlungen [HAX-93] zu verschiedenen Zeitpunkten abhängen. Im folgenden

15

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

werden wesentliche finanzmathematische Beurteilungskriterien für Investitionsprojekte vorgestellt [SWO-96]: •

Kapitalwert: Ziel eines Unternehmens ist die Maximierung des Kapitalwertes zum Zeitpunkt t. Der Kapitalwert Kt eines Investitionsprojekts zum Zeitpunkt t ist der Barwert der erwarteten künftigen Ein-/Auszahlungen aus dem Investitionsprojekt ab t0. Der Kapitalwert zum Zeitpunkt t = 0 ist gegeben durch: K0 = ∑ ( Et − At )(1+ r ) , n

t

Et

At

•

t=0

Zeit

(2.1)

−t

erwartete Einzahlungen aus dem Investitionsprojekt zum Zeitpunkt t

erwartete Auszahlungen aus dem Investitionsprojekt zum Zeitpunkt t r Zinssatz (Diskontierungssatz) n Nutzungsdauer einer Investition. Gewinnannuität: Die Gewinnannuität eines Investitionsprojektes ist dem Kapitalwert K0 zum Zeitpunkt t = 0 äquivalente, sich über die Nutzungsdauer des Investitionsprojektes erstrekkende konstante Jahresrente. Gemäß dieser Definition läßt sich die Gewinnannuität Ann aus folgender Gleichung berechnen: K0 = ∑ Ann ⋅ (1 + r) = Ann∑ (1 + r) , n

t r n

t =1

n

−t

−t

t =1

Zeit Zinssatz (Diskontierungssatz) Nutzungsdauer einer Investition.

(2.2)

Die Multiplikation mit (1+r) auf beiden Seiten der Gleichung (2.2) ergibt: K0 ⋅ (1 + r) = Ann ⋅ ∑ (1 + r) . n−1 t=0

−t

Die Subtraktion der Gleichung (2.3) mit Gleichung (2.2) ergibt: K0 ⋅ r = Ann(1 − (1+ r)− n ) , d.h.

Ann = Der Faktor

•

K0 ⋅ r r ⋅(1 + r) n = K ⋅ . −n 0 (1+ r)n − 1 1 − (1+ r )

(2.3)

(2.4)

r ⋅ (1+ r)n heißt Annuitätenfaktor. Bei n → ∞ ist der Annuitätenfaktor r. (1 + r) n − 1

Die Gewinnannuität kann als der finanzmathematisch exakt ermittelte durchschnittliche Jahresgewinn aus dem Investitionsprojekt interpretiert werden. Ein Investitionsprojekt ist dann vorteilhaft, wenn Ann ≥ 0 ist. Bei alternativen Investitionsprojekten ist das mit der größten Gewinnannuität zu wählen.

Interner Zinsfuß: Ausgangsdaten der Investitionsrechnung sind die mit den Investitionen verbundenen Ein- und Auszahlungen sowie die Rendite einer Investition. Die Rendite ist ein

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

16

jährlicher Gesamtertrag eines angelegten Kapitals, das in Prozenten ausgedrückt wird. Nach [GAB-95] ist der interne Zinsfuß p die Effektivverzinsung bzw. interne Rendite einer Investition. Es ist der Zinsfuß, bei dem der auf den Kalkulationszeitpunkt bezogene Kapitalwert einer Investition gleich Null ist bzw. dem Barwert der Auszahlungen gleich dem Barwert der Einzahlungen einer Investition ist. Der Kapitalwert aller Nettozahlungsüberschüsse einer Investition ist gleich den Anschaffungsauszahlungen, in einer Gleichung ausgedrückt: K0 = 0 = ∑ ( Et − At )(1 + p) . n

t

Et

At p n

Zeit

−t

t =0

(2.5)

erwartete Einzahlungen aus dem Investitionsprojekt zum Zeitpunkt t

erwartete Auszahlungen aus dem Investitionsprojekt zum Zeitpunkt t interner Zinsfuß Nutzungsdauer einer Investition.

2.3.4 Optimale Nutzungsdauer von Investitionsprojekten

Die Nutzungsdauer ([OLF-98], [SWO-96]), die Investitionsdauer [SWO-96] oder die Lebensdauer [HAX-93] eines Investitionsprojekts, die bei der quantitativen Ermittlung seiner Vorteilhaftigkeit festgelegt werden muß, ist der Zeitraum, in dem das Investitionsprojekt zweckentsprechend verwendet werden kann. Es gibt folgene Arten der Nutzungsdauer [OLF-98]: •

•

• •

Die technische Nutzungsdauer umfaßt den Zeitraum, in dem das Investitionsprojekt maximal genutzt werden kann. Sie ist schwer bestimmbar und hängt davon ab, inwieweit man bereit ist, Kosten für Reparaturen in Kauf zu nehmen.

Die wirtschaftliche Nutzungsdauer umfaßt den Zeitraum, in dem das Investitionsprojekt unter ökonomischen Gesichtspunkten genutzt werden kann. Sie liegt grundsätzlich unter der technischen Nutzungsdauer. Einflußfaktoren der wirtschaftlichen Nutzungsdauer sind z.B. der technische Verschleiß des Investitionsprojekts, der durch seine Nutzung erfolgt.

Die betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer umfaßt den Zeitraum, der für jedes einzelne Investitionsprojekt von der Finanzverwaltung festgelegt ist, da diese für die Höhe der Abschreibungen maßgebend ist [GAB-95]. Diese läßt sich aus der AfA-Tabelle entnehmen. Die rechtliche Nutzungsdauer umfaßt den Zeitraum, den ein Investitionsprojekt durch rechtsverbindliche Vereinbarung für den Investor nutzbar ist, auch wenn das Investitionsprojekt technisch und/oder wirtschaftlich weiter genutzt werden könnte.

Die Nutzungsdauer eines Investitionsprojekts ist optimal, wenn der Kapitalwert des Unternehmens für die Anteilseigner maximiert wird. In den vorigen Abschnitten wurde die optimale Nutzungsdauer eines Investitionsprojekts als gegeben angenommen. In dieser Arbeit gilt dies ebenso, sie entspricht der betriebsgewöhnlichen Nutzungsdauer. Sollte die optimale Nutzungsdauer in einer späteren Ausbaustufe der Softwarelösung benötigt werden, sei hier auf [SWO-96] verwiesen, in der die mathematische Berechnung der optimalen Nutzungsdauer hergeleitet wurde.

17

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

2.3.5 Berücksichtigung einer künftigen Inflation bei der Investitionsbeurteilung

Eine künftige Inflation beinflußt die nominellen Einzahlungsüberschüsse als auch künftige Zinssätze. Um die künftige Inflation bei der Investitionsrechnung zu berücksichtigen, gibt es zwei Varianten [SWO-96]: • •

Ermitteln der nominellen Einzahlungsüberschüsse mit Diskontierung mittels des nominellen Zinssatzes

Zugrundelegen der Einzahlungsüberschüsse auf Basis des Preisniveaus zu t = 0 mit Diskontierung des erwarteten Realzinsfußes

Die Äquivalenz beider Methoden läßt sich zeigen mit K0 = ∑ Dt (1 + rnominal)− t n

t=0

(= Variante 1)

[

= ∑ Dt (real)(1+ rinf )t ⋅ (1 + rreal )(1 + rinf ) n

t=0

= ∑ Dt (real)(1+ rreal )− t n

mit K0

Dt

t=0

Kapitalwert des Investitionsprojekts zum Zeitpunkt t = 0

nominelle Einzahlungsüberschüsse zum Zeitpunkt t: Dt = Dt (real)(1 + rinf )

rreal

Realzinsfuß

rnominal

nomineller Zinsfuß: (1+ rreal)(1 + rinf) Nutzungsdauer des Investitionsprojekts

n

−t

(= Variante 2)

Dt(real) reale Einzahlungsüberschüsse auf Preisbasis t = 0

rinf

]

t

Inflationsrate

Die beiden Varianten der Inflationsberücksichtigung sind unabhängig davon gültig und identisch, ob die Einzahlungsüberschüsse und/oder der Zinssatz tatsächlich mit der Inflationsrate oder stärker/schwächer als die Inflationsrate zunehmen. Die Abhängigkeit von Einzahlungsüberschüssen und Zinssatz von der Inflationsrate beeinflußt jedoch den Effekt einer Inflation auf den Kapitalwert.

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

18

2.3.6 Investitionsentscheidungen bei unsicheren Erwartungen Ein Investitionsprojekt birgt zwei Risiken [GAB-95]: •

•

Das Investitionsrisiko ist die Möglichkeit, daß die zukünftigen Einzahlungsüberschüsse eines Investitionsprojektes, das nur mit Eigenkapital finanziert ist, zu einer Verschlechterung der Vermögensposition des Investors führen. Das Risikoausmaß ist eine Funktion der Wahrscheinlichkeit und der Höhe der Verschlechterung [GAB-95].

Das Finanzierungsrisiko ist das Risiko der Eigentümer, das durch die Finanzierungsform zusätzlich zum Investitionsrisiko entsteht. Die Finanzierung von Investitionsprojekten sind Maßnahmen der Mittelbeschaffung und -rückzahlung und damit der Gestaltung der Zahlungs-, Informations-, Kontroll- und Sicherungsbeziehungen zwischen Unternehmen und Kapitalgebern [GAB-95]. Finanzrisikos von Investitionsprojekten spielen in dieser Arbeit keine Rolle.

Da bei Investitionsentscheidungen ständige Ungewißheit über die Entwicklung nach der Einführung eines Investitionsprojekts besteht, ob das Projekt zum Erfolg geführt wird oder nicht, ist ein Aspekt dieser Arbeit die Berücksichtigung des Investitionsrisikos. Dieses Problem ist Gegenstand der betriebswirtschaftlichen Risikotheorie. Hierbei geht es nicht darum, die Ungewißheit insgesamt zu beseitigen, sondern vermeidbare Fehlerquellen bei der Investitionsbeurteilung auszumerzen. Über die Begriffe Sicherheit, Risiko, Unsicherheit und Ungewißheit gibt es in der Literatur (z.B. in [OLF-98], [MÜH-96], [STB-96], [KEP-90], [BAU-91], [SOM-91]) unterschiedliche Auffassungen. Für die weitere Arbeit gelten folgende Definitionen [MÜH-96]: • •

Sicherheit: Eine Investition führt zu einem eindeutigen Ergebnis, dessen Eintritt mit 100% Wahrscheinlichkeit bekannt ist. Unsicherheit: Die Unsicherheit kann in zwei Formen auftreten:

− Risiko: Eine Investition kann zu mehreren Ergebnissen mit bekannten Eintrittswahrscheinlichkeiten führen. Diese können entweder auf der Kenntnis einer empirisch ermittelten Häufigkeitsverteilung beruhen oder werden aus Überlegungen und Erfahrungen gewonnen. − Ungewißheit: Für das Eintreten der relevanten Zustände können keine Wahrscheinlichkeiten angegeben werden.

Im Rahmen dieser Arbeit werden die Begriffe Unsicherheit und Risiko synonym verwendet. Der Begriff Ungewißheit wird in dieser nicht verwendet, da die benutzten Methoden und Verfahren auf Wahrscheinlichkeiten beruhen. Die Möglichkeiten des Unternehmens, diesen Unsicherheiten Rechnung zu tragen, werden mit dem Begriff Risikomanagement ( engl. risk management) umschrieben [ELL-98]. Die wichtigsten Methoden zur Risikoberücksichtigung bei Investitionen sind [MÜH-96]: •

Wahrscheinlichster Wert [MÜH-96]: Diese Methode berücksichtigt Folgekosten bzw. Ersparnisse einer Investition und wird herangezogen, wenn im konkreten Fall Risiken und Chancen des Eintritts der Ereignisse gleich oder ähnlich sind und sich deshalb kompensieren.

19

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

•

• •

•

Korrekturverfahren ([OLF-98], [MÜH-96]): Bei den Korrekturverfahren wird die Ungewißheit von eintretenden Ereignissen überbrückt, indem diese mit Risikozuschlägen oder -abschlägen versehen werden. Ereignisse können Heraufsetzung des Kalkulationszinssatzes, Kürzung der voraussichtlichen Nutzungsdauer des Investitionsprojekts, Heraufsetzung der zu erwartenden Investitionsausgaben und laufenden Betriebskosten bzw. Herabsetzung der vermutlich anfallenden Einnahmen und Ersparnisse sein.

Amortisationszeit [MÜH-96]: Beim Vergleich mehrerer Investitionsalternativen werden die dazugehörenden Amortisationszeiten unter den in den Korrekturverfahren ([OLF-98], [MÜH-96]) genannten Punkte betrachtet. Sensibilitätsanalyse [MÜH-96]/Sensitivitätsanalyse (engl. sensitivity analysis) [HAX-93]: Mit dieser Analyse werden Erkenntnisse gewonnen, wie empfindlich ein ermitteltes Ergebnis ist, wenn die in den Korrekturverfahren ([OLF-98], [MÜH-96]) beschriebenen Ereignisse eintreten können.

Risikoanalyse (engl. risk analysis) (u.a. [OLF-98], [MÜH-96]): Der Zweck ist hier die Gewinnung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Begrenzungsfaktoren und Bewertungskriterien einer Investition (z.B. interner Zinssatz). Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung beruht auf einer Formulierung einer Risikopräferenzfunktion [MÜH-96] bzw. Nutzenfunktion [AUC-95] für den Investor, die sein Verhalten im Risikofall einigermaßen zuverlässig beschreibt. Beispiele für Risikopräferenzfunktionen (Bild 2.6) sind konkave, lineare oder konvexe Nutzenfunktionen [HAX-93].

konkave Nutzenfunktionen U (risikoscheuer Investor)

U

|

z1

|

z2

|

...

|

zi

z

linerare Nutzenfunktionen U (risikoneutraler Investor) U

|

z1

|

z2

|

...

|

zi

z

konvexe Nutzenfunktionen U (risikofreudiger Investor) U

|

z1

|

z2

|

...

|

zi

z

zi mit i = 1,...,n Ergebnisgrößen eines Begrenzungsfaktors/Bewertungskriteriums z

Bild 2.6:

• •

Beispiele für Risikopräferenzfunktionen [MÜH-96]/Nutzenfunktionen [AUC-95]

Simulationsverfahren [MÜH-96]: Hier wird der Unsicherheit der Erwartungen in der Struktur des Modells durch Zufallsgeneratoren Rechnung getragen, mit deren Hilfe die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Einflußgrößen abgebildet wird.

Entscheidungsbaum-Verfahren (u.a. [OLF-98], [MÜH-96]): Es werden die komplexen Probleme mehrperiodischer Investitionsentscheidungen in Form eines Entscheidungsbaumes aufgezeigt, damit verschiedene Zustände von vornherein in die Planung mit einbezogen werden können. Aus einer Vielzahl alternativer Entscheidungsfolgen ist die optimale Folge zu bestimmen.

2.4 Grundzüge der Finanzierungstheorie

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

20

Die Finanzierungstheorie ist die „normative Theorie der Finanzierung mit dem Ziel, Entscheidungskriterien zur optimalen Gestaltung von Investition, Finanzierung und Ausschüttung zu entwickeln“ [GAB-95].

Einen renditeorientierten Investor interessieren hauptsächlich die ihm tatsächlich zur Verfügung stehenden Investitionserträge, d.h. nach Abzug aller Steuern verbleibenden Gewinne seiner Kapitaleinsätze [MÜH-96]. Steuern spielen daher für Investitionsentscheidungen eine erhebliche Rolle, da sie bewirken können, daß [WAR-97] •

aus einer vorteilhaften Investition eine unvorteilhafte wird (bzw. umgekehrt).

•

sich die wirtschaftlich optimale Nutzungsdauer von Investitionsprojekten verschiebt.

•

sich beim Vergleich von Investitionsalternativen die Rangfolge verändert.

Das Eigenkapital eines Unternehmens setzt sich aus mehreren bilanziellen Positionen wie Einlagen der Anteilseigner, Rücklagen oder stille Reserven zusammen. Unter steuerlichem Gesichtspunkt sind Eigenkapitalzinsen steuerlich nicht absetzbar [OLF-98]. Der Gewinn wird voll bela-

stet, je nach Rechtsform des Unternehmens durch die Einkommenssteuer (ESt), Gewerbekapitalsteuer (GewKSt), Gewerbeertragssteuer (GewESt), Vermögenssteuer (VSt) und Körperschaftssteuer (KSt) [SWO-96]. Das Fremdkapital eines Unternehmens stellt die Gesamtheit seiner Schulden dar und wird in der Bilanz als Rückstellungen oder Verbindlichkeiten ausgewiesen. Fremdkapitalzinsen sind steuerlich als Aufwand absetzbar [OLF-98]. Bei der Fremdfinanzierung zahlt man den Gewinn in Form von Gewerbekapitalsteuer und Gewerbeertragssteuer aus [SWO-96]. Die Gewerbekapitalsteuer berechnet sich aus dem Steuersatz (Steuermeßbetrag multipliziert mit dem Hebesatz) vom Vermögen.

Die Gewerbeertragssteuer hängt vom Steuersatz (Steuermeßbetrag multipliziert mit dem Hebesatz) und dem Gewinn vor Steuern abzüglich der ermittelten Gewerbekapitalsteuer ab: GewESt = Steuersatz ⋅

Gewinn − GewKSt 1+ Steuersatz

Der Hebesatz wird vom Rat der Gemeinde beschlossen und bezeichnet den Prozentsatz, der als Multiplikator des Steuermeßbetrages verwandt wird, um die von den Steuerpflichtigen zu zahlende Gewerbesteuer und Grundsteuer A und B zu ermitteln. Die Grundsteuer A und B ist eine reine kommunale Steuer und wird auch als Realsteuer bezeichnet. Diese Steuern sind eine auf das Grundstück bezogene Steuer, die von jedem Grundbesitzer zu zahlen ist. Unterschieden wird zwischen land- und forstwirtschaftlichen Betrieben (Grundsteuer A), die im allgemeinen einem niedrigeren Hebesatz unterliegen, und sonstigen Grundstücken (Grundsteuer B). Das Finanzamt legt den Steuermeßbetrag durch Multiplikation eines Einheitswertes mit einer Steuermeßzahl in einem Steuermeßbescheid für jeden Grundbesitzer fest. Die Gemeinde stellt mit einem Grundsteuerbescheid die tatsächlich zu entrichtende Grundsteuer fest, in dem auf den Steuermeßbetrag der Hebesatz angelegt wird [WWW-99b].

21

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

Die Körperschaftssteuer mit dem Satz von 45 % berechnet sich aus dem Gewinn vor Steuern abzüglich Gewerbekapitalsteuer und Gewerbeertragssteuer.

Der Steuersatz der Vermögenssteuer beträgt 0,6 % von 75 %, also 0,45 % des Eigenkapitals. Die Vermögenssteuer ergibt sich aus dem Steuersatz der Vermögenssteuer multipliziert mit dem Vermögen. Folgendes Beispiel zeigt, daß beim deutschen Steuersystem die Fremdfinanzierung der Eigenfinanzierung vorzuziehen ist [SWO-96]:

Das Vermögen beläuft sich auf 10 Einheiten (E) und die Investitionsrendite vor Steuern auf 10%. Der Gewinn vor Zinsen und Steuern ist daher 1 E. Bei der Eigenfinanzierung verbleibt eine Investitionsrendite nach Steuern von 3,77% (Tabelle 2.2). Gewinn vor Steuern

GewKSt (Steuermeßbetrag 0,2% * Hebesatz 400 = 0,8%)

1,000 E

0,008 * 10 E

-0,080 E

GewESt (Steuermeßbetrag 5% * Hebesatz 400 = 20%)

0,20*(1-0,08)/1,20

-0,153 E

KSt 45% für einbehaltene Gewinne

0,45*0,767

-0,345 E

0,0045*10

-0,045 E

Zwischensumme

VSt (0,6% von 75% = 0,45 % des Eigenkapitals) Gewinn nach Steuern

0,767 E

0,377 E

Investitionsrendite nach Steuern

3,77 %

Tabelle 2.2: Berechnung der Investitionsrendite nach Steuern

In Tabelle 2.3 sind die Summanden zur Bestimmung des Gewinns vor Steuern angegeben. Da bei Fremdfinanzierung der gesamte Gewinn in diesem Beispiel (1 Einheit) in Form von Steuern und Zinsen ausgezahlt wird, muß daher der Zinssatz k ermittelt werden. Vermögen * k

GewKSt auf die Hälfte der Verbindlichkeiten (Steuermeßbetrag 0,2% * Hebesatz 400 = 0,8%)

10*k

0,008 * 5

GewESt auf Gewinn nach Zinsen und nach GewKSt plus 0,20*(1-10k+10k/2 die Hälfte der Zinsen 0,008*5)/1,20 (Steuermeßbetrag 5% * Hebesatz 400 = 20%) Gewinn vor Steuern

Tabelle 2.3: Berechnung des Zinssatzes

1

Der Zinssatz k ergibt sich also aus der Gleichung

10*k + 0,008*5 + 0,20 (1-10k + 10k/2 - 0,008*5)/1,20 = 1.

Nach Auflösung obiger Gleichung nach k ergibt sich k = 0,0873 oder k = 8,73%.

Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Feststellung von Steuern ist die Berücksichtigung der kalkulatorischen Abschreibungen. Diese werden für die Wertminderung materieller und

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

22

immaterieller Gegenstände des Anlagevermögens in der Abrechnungsperiode als Kosten angesetzt. Die Abschreibung kann linear oder degressiv erfolgen [OLF-98]. Bei kurzlebigen Anlageinvestitionen erweist sich die geometrisch-degressive Abschreibung als nützliche Maßnahme zur Absicherung der Vorteilhaftigkeit. Bei der Berechnung der kalkulatorischen Abschreibungen ist vom höheren Wiederbeschaffungspreis der Wirtschaftsgüter auszugehen [MÜH-96].

Da obige Berechnung der Investitionsrendite nach Steuern bei Eigen- und Fremdfinanzierung sich als umständlich gestaltet, werden in [SWO-94] einige Steuersysteme im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf Finanzierungsentscheidungen untersucht. Dort werden Gewinne aus Investi-

tionsprojekten gleichermaßen mit dem Satz s = 40% besteuert. Für die Rendite RInvestitionsprojekt ei-

nes Investitionsprojektes nach Steuern gilt

RInvestitionsprojekt nach Steuern = RInvestitionsprojekt vor Steuern * (1 − s).

(2.6)

2.5 Wirtschaftlichkeitsrechnung

Die Wirtschaftlichkeitsrechnung ist ein „Kalkül zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit einer Handlung“ [GAB-95]. Unterschiedliche Arten von Handlungen (Investition, Produktionsverfahren, Angebot eines Produkts, Unternehmenstätigkeit insgesamt usw.) machen unterschiedliche Arten von Wirtschaftlichkeitsrechnung erforderlich: in erwerbswirtschaftlichen Unternehmen insbesondere die Investitionsrechnung und Auswertungsrechnung der Kostenrechnung (Verfahrensvergleiche, Produkterfolgsrechnungen, Losgrößenrechnungen usw.), in öffentlichen Institutionen u.a. Kosten-Nutzen-Analyse und Nutzwertanalyse [GAB-95].

Die Aufgabe der Wirtschaftlichkeitsrechnung besteht darin, „anhand bestimmter Wirtschaftlichkeitskriterien einzelne Bereiche des Betriebes im Zeitablauf, im Vergleich zu Vorgabewerten oder zu anderen Betrieben“ zu untersuchen und miteinander zu vergleichen [LÜC-91]. 2.5.1 Definition Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftlichkeit ist ein „wirtschaftssystem- und unternehmenszielindifferenter Ausdruck dafür, inwieweit eine Tätigkeit dem Wirtschaftlichkeitsprinzip genügt. Das Wirtschaftlichkeitsprinzip ist ein ökonomisches Prinzip“ [GAB-95]. Ein bestimmter Erfolg soll mit dem geringstmöglichen Mitteleinsatz (Minimalprinzip) bzw. mit einem bestimmten Mitteleinsatz der größtmögliche Erfolg (Maximalprinzip) erzielt werden.

In [ENC-84] ist Wirtschaftlichkeit definiert als „der Quotient aus dem Wert einer zu erbringenden Leistung und den zu Erbringung der Leistung entstehenden Kosten“, in [WBHV-96] und

[NAG-95] als der Quotient aus in Geld bewertetem Ertrag und in Geld bewertetem Einsatz an Aufwand:

23

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

Wirtschaftlichkeit = Wirtschaftlichkeit =

Leistung Kosten

[ENC-84]

Ertrag Aufwand

[WBHV-96]

In den Abschnitten 2.2.1 und 2.2.2 wurden die Begriffe Kosten bzw. Aufwand und Leistung bzw. Ertrag definiert und anstatt dem Begriff Leistung der Begriff Nutzen eingeführt. Zusammengefaßt gilt daher für diese Arbeit folgende Gleichung: Wirtschaftlichkeit =

Nutzen Kosten

Wirtschaftlichkeit =

Output Input

(2.7)

Im Gegensatz zu diesem wertmäßigen Ansatz verwendet man in der Literatur auch häufig zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit den folgenden mengenmäßigen Ansatz [NAG-95]:

Dies kollidiert jedoch mit der Definition der Produktivität (Abschnitt 2.5.3).

Der Übersichtlichkeit halber sei noch die absolute Wirtschaftlichkeit definiert, für die gilt: Nutzen >1 Kosten

[VDI-2216]

Ertrag > 1 [WBHV-96], Aufwand

d.h. ein Investitionsprojekt ist genau dann absolut wirtschaftlich, wenn sein Kapitalwert größer als Null ist. Dies folgt auch aus Gleichung (2.4), wenn die Gewinnannuität Ann ≥ 0. 2.5.2 Wirtschaftlichkeit und Rentabilität

Rentabilität ist das Verhältnis einer Erfolgsgröße zu eingesetztem Kapital einer Abrechnungsperiode. Beide Größen werden bilanziell gemessen [GAB-95]. Es können mehrere Rentabilitätsarten unterschieden werden: •

Gesamtkapital-Rentabilität [GAB-95]: Der Gewinn einer Investition (einschließlich der Fremdkapitalzinsen) wird in Beziehung zum gesamten zur Verfügung stehenden Kapital der Unternehmung (Eigen- und Fremdkapital) gesetzt. − Gesamtkapital-Rentabilität Gewinn vor Zinsen und vor Steuern *100% Gesamtkapital − Gesamtkapital-Rentabilität nach Steuern =

vor

Steuern

=

Gewinn nach Steuern und Zinsen *100% Gesamtkapital

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

24

•

Gesamtkapital-Rentabilität auf der Basis des Cash-Flow [BAR-97]: Dem durchschnittlich in einer Abrechnungsperiode eingesetzten Gesamtkapital wird der Cash-Flow der Abrechnungsperiode gegenübergestellt: Cash − Flow + Fremdkapitalzinsen + AfA *100% Gesamtkapital

Gesamtkapital-Rentabilität =

•

Der Cash-Flow zeigt an, in welchem Umfang Jahresüberschuß und zusätzliche Mittel (z.B. Erhöhung oder Auflösung von Rückstellungen und Rücklagen) zur Rendite des Gesamtkapitals beigetragen haben.

Eigenkapital-Rentabilität [GAB-95]: Relative Größe, die angibt, mit welcher Rate sich das während einer Abrechnungsperiode eingesetzte Eigenkapital verzinst: − Eigenkapital-Rentabilität vor Steuern =

Gewinn vor Zinsen und vor Steuern *100% Eigenkapital

− Eigenkapital-Rentabilität nach Steuern =

Gewinn nach Steuern und Zinsen *100% Eigenkapital

•

Eigenkapital-Rentabilität auf der Basis des Cash-Flow [OLF-98]:

•

Betriebs-Rentabilität [GAB-95] ergibt sich aus dem Verhältnis des Betriebsgewinns zu betriebsnotwendigem Kapital. Der Betriebsgewinn ermittelt sich aus den Aufwendungen und Erträgen vom Gewinn nach Steuern und Zinsen. Unter betriebsnotwendigem Kapital versteht man das im Unternehmen eingesetzte Kapital, soweit es zur Erfüllung des Betriebszwecks notwendig ist.

•

− Eigenkapital-Rentabilität =

Betriebs-Rentabilität =

Cash − Flow *100% Eigenkapital

Betriebsgewinn *100% betriebsnotwendiges Kapital

Umsatz-Rentabilität [GAB-95]: Zu unterscheiden sind: − Brutto-Umsatz-Rentabilität = − Netto-Umsatz-Rentabilität =

Gewinn vor Zinsen und vor Steuern *100% Nettoumsätze

Gewinn nach Steuern und Zinsen *100% Nettoumsätze

•

Umsatz-Rentabilität auf der Basis des Cash-Flow [OLF-98]:

•

Return on Investment (RoI) [OLF-98] ist eine erweiterte Form der GesamtkapitalRentabilität. Durch Einbeziehung der Umschlagshäufigkeit des investierten Kapitals werden die Beziehungen zwischen Gewinn, Umsatz und eingesetztem Kapital dargestellt. Die Umsatzrendite wird nicht isoliert, sondern im Zusammenhang mit dem investierten Kapital gesehen. [OLF-98]. RoI ist auch unter dem Namen DuPont-Formel bekannt [OLF-98]:

− Umsatz-Rentabilität =

RoI =

Cash − Flow *100% Umsatz

Gewinn Gewinn Umsatz *100% = * *100% Investiertes Kapital Umsatz Investiertes Kapital

= Umsatzrentabilität * Umschlagshäufigkeit des investierten Kapitals

25

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

Die Rentabilität ist dem Begriff der Wirtschaftlichkeit gleichbedeutend, wenn dem Gewinn einer Investition der Nutzen einer Investition und dem Gesamtkapital das eingesetzte Kapital in Form von Kosten gegenübergestellt wird. 2.5.3 Wirtschaftlichkeit und Produktivität

Produktivität ist in der Betriebswirtschaftslehre die „Ergiebigkeit der betrieblichen Faktorkombination“ [GAB-95]. Hierbei werden technisch-mengenmäßige Größen ins Verhältnis gesetzt [NAG-95]: Produktivität =

Leistungsmenge (Output) oder Einsatzmenge (Input)

Produktivität =

Ausbringungsmenge Faktoreinsatzmenge

Als (Faktor-)Einsatzmenge werden z.B. Materialeinsatz, Maschinenstunden und Arbeitsstunden in die Berechnung einbezogen, als Leistungs- bzw. Ausbringungsmenge z.B. die gefertigte Stückzahl eines Produktes. Die Produktivität ist insofern dem mengenmäßigen Ansatz der Wirtschaftlichkeit gleichbedeutend. 2.6 Investitionsrechnung

In [STA-98] werden zwei Arten von Wirtschaftlichkeitsrechnungen unterschieden: die Verfahrensvergleiche und die Investitionsrechnung. Verfahrensvergleiche werden für investitionslose Maßnahmen benutzt und werden als reine Kostenvergleiche durchgeführt. Diese Maßnahmen beeinflussen weder den Ertrag noch sind sie mit Investitionen verbunden, wie z.B. •

• •

die Durchführung einer Reparatur an einem Fabrikgebäude durch die betriebsinterne Baugruppe oder durch auswärtige Bauhandwerker, Transport der Produkte mit der Bahn oder mit Lastwagen einer Spedition, Herstellung eines Produktes nach dem Verfahren A oder Verfahren B.

Bei den Verfahrensvergleichen kann also die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden, ohne daß vorher Investitionen vorgenommen werden müssen. In dieser Arbeit jedoch spielen Verfahrensvergleiche eine untergeordnete Rolle. Daher werden im folgenden Investitionsrechnungen betrachtet.

Investitionsrechnungen haben die Aufgabe, alle monetären Auswirkungen eines Investitionsprojektes aufzubereiten und zu verarbeiten [MÜH-96]. Die Verfahren zur Investitionsrechnung, die vorwiegend in den Unternehmen eingesetzt werden, können der zunehmenden Komplexität bei

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

26

der Investition in neue Technologien nicht gerecht werden. Dies drückt sich aus in folgenden Schwierigkeiten der Investitionsrechnungen [RET-96]: •

• •

•

Da alle Veränderungen, die durch die Einführung von Investitionsprojekten erreicht werden, in monetäre Einnahmen und Ausgaben zu erfassen sind, können strategische Auswirkungen einer Investition nicht mit aufgenommen werden.

Da alle Einnahmen und Ausgaben zeitlich zugeordnet werden, ist es bei langfristigen Investitionen oft unmöglich, den Zeitpunkt der Einnahmen und Ausgaben genau zu bestimmen.

Die Begrenzung des betrachteten Zeitraums auf eine kurze überschaubare Zeit ist bei der Investition in neue Technologien nicht immer möglich, da die Nutzungsdauer solcher Investitionsprojekte oft sehr lang ist. Während der Nutzungsdauer können sich die Abläufe in den Unternehmen verändern, so daß auch Änderungen an den Investitionsprojekten erforderlich sind. Dies führt zu einer ständigen Revision der Einnahmen und Ausgabenberechnung. Je langfristiger Investitionen sind, umso schwieriger ist die Vorhersage der Auswirkungen. Da neue Technologien in komplexe organisatorische Prozesse eingreifen, kann die Sicherheit der Erwartung nicht angenommen werden.

Der Bedarf nach geeigneten Verfahren der Investitionsrechnung steigt daher und drückt sich in den komplexer werdenden Ansätzen z.B. bei der Bewertung von Fertigungssystemen (Bild 2.7) aus.

Integrationsstufen für Fertigungssysteme Maschinen, Anlagen Fertigungszellen

Verbundene Systeme

Integrierte Systeme

Bild 2.7:

Wirtschaftlichkeitsrechnung Traditionelle Wirtschaftlichkeitsrechnungen - Statische Verfahren - Dynamische Verfahren

Traditionelle Wirtschaftlichkeitsrechnungen + Mehrfachziel-Ansätze - Operation Research-Modelle - Simulationsmodelle - Scoring-Modelle

Traditionelle Wirtschaftlichkeitsrechnungen + Portfoliotechnik + analytische Vorgehensweise - Wertanalyse - Risikoanalyse

Neue, die subjektive Meinungsbildung stärker berücksichtigende Bewertungsansätze zur besseren Operationalisierung des strategischen Nutzens, z.B. mit den Kriterien - Unternehmensziele - Wettbewerbsvorteile - Technologische Relevanz - Forschung & Entwicklung

Integrationsstufen für Fertigungssysteme und deren Wirtschaftlichkeitsrechnung

Häufig verwendete Verfahren der Investitionsrechnung in der Praxis sind: •

Statische Verfahren [OLF-98] beziehen sich auf eine Abrechnungsperiode und basieren auf Kosten und Erträgen. Als wichtigste Verfahren [VDI-2216] sind die Kostenvergleichs-, Ge-

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

•

•

•

•

•

27

winnvergleichs-, Rentabilitäts- und die Amortisationsrechnung zu nennen. Eine weitere, teilweise dynamisierte Investitionsrechnung ist das am Machinery and Allied Products Institute (MAPI) von Terborgh [TER-69] entwickeltes MAPI-Verfahren [WBHV-96]. Sie verbindet die Rentabilitätsrechnung mit der Bestimmung des Zeitpunkts für Ersatzinvestitionen, findet jedoch in der betrieblichen Praxis keine große Verwendung, weshalb auf eine ausführliche Darstellung verzichtet wird [OLF-98].

Dynamische Verfahren [OLF-98] beziehen sich auf alle Abrechnungsperioden des Investitionsprojekts, basieren auf Einnahmen und Ausgaben und bedienen sich finanzmathematischer Methoden. Die wichtigsten Verfahren [VDI-2216] sind die Kapitalwertmethode, Methode des internen Zinsfußes und Annuitätenmethode. Ein weitere Methode ist die in [WBHV-96] beschriebene Baldwin-Methode.

Die Kosten-Nutzen-Analyse [GAB-95] ist ein Verfahren zur vergleichenden Bewertung von Objekten oder Handlungsalternativen. Die zukünftigen, auf den gegenwärtigen Zeitpunkt abdiskontierten Kosten und Nutzen (Erträge) des einzelnen Projektes werden bestimmt und mit den entsprechenden Größen alternativer Investitionsprojekte verglichen. Gewählt wird die Alternative mit der größten Differenz zwischen Nutzen (Erträgen) und Kosten. Hauptproblem: Die Bewertungsmaßstäbe der Kosten und Nutzen, der Umfang der in das Kalkül einbezogenen externen Effekte, die Bestimmung des Diskontfaktors sowie die Berücksichtigung von Nebenwirkungen können nicht „objektiv“ festgelegt werden.

Die Kosten-Wirksamkeits-Analyse [GAB-95] ist ein in öffentlichen Haushaltswirtschaften angewendetes Verfahren zur vergleichenden Bewertung von Objekten oder Handlungsalternativen, bei dem Elemente der Kosten-Nutzen-Analyse mit solchen der Nutzwertanalyse verbunden werden. Als Kostenbarwert werden die direkten Kosten der jeweiligen Alternative erfaßt; externe Effekte bzw. nicht in Geld bewertbare Nutzeneinbußen werden als Negativposten auf der - nicht monetär bewerteten - Nutzenseite berücksichtigt. Die Nutzenmessung erfolgt wie in der Nutzwertanalyse. Gewählt wird diejenige Handlungsalternative, bei der entweder für einen vorgegebenen Nutzwert die geringsten Kosten anfallen oder bei der ein vorgegebener Kostenrahmen den höchsten Nutzwert erzielt.

Die Nutzwertanalyse, Scoring-Modelle oder auch Rangfolge-Modelle [GAB-95] genannt, sind Verfahren zur Alternativenbewertung, wobei Alternativen auch an solchen Bewertungskriterien gemessen werden, die nicht in Geldeinheiten ausdrückbar sind. Bei der Nutzwertanalyse werden z.B. technische, psychologische und soziale Bewertungskriterien berücksichtigt, die sich an quantitativen und qualitativen Merkmalen orientieren (multiattributive Nutzenbetrachtung). Die Nutzwertanalyse versetzt die bewertenden Personen in die Lage, die Alternativenbewertung sowohl unter Berücksichtigung eines multidimensionalen Zielsystems als auch spezifischer Zielpräferenzen vorzunehmen. Ein Nachteil ist die auf subjektiven Urteilen fußende Zielkriteriengewichtung und Teilnutzenbestimmung. Da damit das Ergebnis entscheidend beeinflußt werden kann, kommt es hier i. d. R. bei Mehrpersonenentscheidungen zu Konflikten. Vorteile: Die Nutzwertanalyse ist als eine heuristische Methode zur systematischen Entscheidungsfindung wegen ihres nachvollziehbaren und überprüfbaren Ablaufs als vorteilhafte Ergänzung anderer Methoden zu betrachten, die dem Aufbau der Entscheidungsproblematik bei der Bewertung und Auswahl komplexer Alternativen dienen.

Simulationsunterstützte Bewertungsverfahren [LOR-96] können in Simulationsmodelle und in Operation Research Modelle eingeteilt werden, die in ihren Anforderungen wesentlich weniger einengend sind als die Verfahren der traditionellen Investitionsrechnung. Bei beiden Modellen liegt eine lineare Optimierung zugrunde, die es erlaubt, eine Maximierungs- oder Minimierungsaufgabe unter Nebenbedingungen zu lösen. Man maximiert bzw. minimiert eine bestimmte Größe (z.B. Zinsfuß, Anzahl der Nutzungsdauer) unter Berücksichtigung der Nebenbedingungen und erhält das optimale Investitionsprojekt. Das Investitionsprojekt ist

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

28

•

optimal, das in der betrachteten Abrechnungsperiode den höchsten Gewinn zu erwirtschaften erlaubt.

Neuere Verfahren ([NAG-90], [RET-96]) sehen den Nutzen von Investitionsprojekten nicht mehr nur in konkreten Einsparungen, sondern in besseren, schnelleren und kontrollierbaren Informationen und dem verstärkten Einsatz der Investitionsprojekte zur Erlangung von Wettbewerbsvorteilen sowie in Tätigkeitsveränderungen bei neuen Investitionsprojekten. In Bild 2.8 sind aus Gründen der Vollständigkeit Verfahren zur Bewertung der Nutzen aus [NAG-90] zusammengestellt, jedoch sind diese Verfahren mehr auf Investitionsprojekte in Informationssysteme fokussiert, wobei hauptsächlich strategische Wettbewerbsvorteile, Produktivitätsverbesserungen und Kostenersparnisse bewertet werden.

Neuere Verfahren

Schwerpunkt Informationsverarbeitung Unterstützung Einfluß Berücksichtigung Globale der kritischen Informations- der GeschäftsZielrichErfolgssysteme prozesse tungen des Kunden faktoren auf den Wettbewerb IS-Praxis Modell

Porter/ Miller

Ives/ Learmonth

McLaughlin

Nolan/ Nortan

McFarlan/ McKennedy

Grosse

Benjamin

Parsons

Bild 2.8:

Notowidigdo

Schwerpunkt Schwerpunkt BürokomVergleichsmunikation werte

Picot/ Reichwald Sassone/ Schwartz Praxis Modell

Kennzahlenmethode

Schwerpunkt Tätigkeitsveränderungen

Das Hedonistische Verfahren

Empirische Nutzendaten

FAOR KostenNutzenAnalsye

Neuere Verfahren (zusammengestellt in [NAG-90])

2.7 Schwierigkeiten in der Nutzenerfassung und -bewertung neuer Technologien

In den meisten Wirtschaftlichkeitsberechnungen neuer Technologien werden zwar die Kosteneinsparungen berücksichtigt, die mittelbaren Auswirkungen gehen dagegen nicht in die Kalkulation ein. Dadurch ergibt sich oftmals ein falsches Bild von der Wirtschaftlichkeit neuer Technologien. Um dies zu vermeiden, muß die Nutzenseite verstärkt in die Wirtschaftlichkeitsberechnung mit einbezogen werden [NAG-90].

Die Nutzen bestimmen sich aus der Summe der erbrachten Leistungen, die die Anwendung der neuen Technologie bewirkt. Das bedeutet, daß alle signifikanten, direkt oder indirekt quantifizierbaren Auswirkungen (auch kostenstellenübergreifend) zu ermitteln sind ([VDI-2216], [WÖH-96]). Dabei treten jedoch Schwierigkeiten bzgl. der unternehmensinternen und -externen Nutzenerfassung und bzgl. der kostenstellenübergreifenden Nutzenbewertung auf.

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

29

Da eine Einführung neuer Technologien in der Produktentwicklung auch Organisationsveränderungen mit sich bringt, müssen für die Wirtschaftlichkeitsrechnung die mit diesen Investitionen verbundenen Prozeßveränderungen im Unternehmen und die daraus resultierende Wirkung der Nutzen erfaßt werden. So entsteht z.B. bei der Anwendung von CAD/CAM-Systemen eine Reihe neuer Tätigkeiten, für die es im herkömmlichen Ablauf keine Entsprechung gibt. Dies sind insbesondere Planung und Simulation von Prozessen. Bei solchen Aktivitäten ist die Vergleichbarkeit mit herkömmlichen Vorgehensweisen nicht gegeben und damit eine direkte Nutzenermittlung unmöglich [VAS-97b].

Ebenso müssen die einzelnen Wirkungen, die oft erstmalig oder in neuer Größenordnung auftreten, begründet bewertet werden. Dies betrifft nicht nur die wirtschaftliche Bewertung der einzelnen Technologien, sondern auch deren integrierte Bewertung. Z.B. werden Zeitverkürzungen durch CAx-Systeme nur dann wirksam, wenn für alle nachgelagerten Prozesse organisatorische Veränderungen eingeleitet werden. Auch Flexibilitätserhöhungen durch CAx-Systeme werden nur gewinnwirksam, wenn flexiblere Arbeitsweisen im gesamten Unternehmen gewährleistet sind. Ansonsten wird die potentielle Flexibilität des Investitionsprojekts nicht ausgenutzt. Qualitätsverbesserungen durch ein CAx-System müssen sich bis zum Produkt fortpflanzen, wenn sie gewinnwirksam werden sollen. Höhere Produktivität der CAx-Systeme kommt nur zustande, wenn die gestiegene Leistungsfähigkeit ausgenutzt wird [PLE-91].

Für organisatorische Veränderungen in einem Unternehmen spielt auch die Kostenstellenproblematik eine Rolle. In der Produktentwicklung gewinnen neue Konzepte für neue, erweiterte und anpassungsfähige Vorgehensweisen zur Verbesserung der Prozesse an Bedeutung. Eines dieser Konzepte ist die Integrierte Produktentwicklung. Diese enthält die integrierte Anwendung von Prozessen, Verfahren und Methoden sowie manueller und rechnerunterstützter Werkzeuge [VAB-98a]. Sie versteht sich als ein dynamisches Netzwerk von Knoten, denen Funktionen etc. zugeordnet sind [VAB-97]. Zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit der Integrierten Produktentwicklung lassen sich die Knoten auch als Kostenstellen interpretieren, in denen in die jeweiligen Anwendungen wie Prozesse, Verfahren, Methoden und Werkzeuge investiert wird. Ziel ist es daher, jeden entstandenen Nutzen an diesen Knoten zu erfassen und mit betriebswirtschaftlichen Verfahren in Relation zu den Kosten zu bringen (Bild 2.9). Die Gliederung der Integrierten Produktentwicklung in Knoten mit eigenen Kostenstellen und das Entstehen von Kosten und Nutzen an unterschiedlichen Stellen bereitet bei der Bestimmung der Wirtschaftlichkeit einige Schwierigkeiten, da mit den Verfahren der Betriebswirtschaftslehre die Kosten einer Kostenstelle nicht immer mit solchen Nutzen verrechnet werden können, die an einer anderen Kostenstelle entstanden sind [VWSS-94].

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

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Kostenstelle Erfassung der direkten Nutzen

auftretender indirekter Nutzen an dieser Kostenstelle mögliche Verbindungen aktuell benutzte Verbindungen

Auswirkung einer Investition an verschiedenen Kostenstellen Bewertung der Nutzen an verschiedenen Kostenstellen Bild 2.9:

Verrechnung Kosten - Nutzen aus Sicht der Kostenstellen

Eine Einführung neuer Technologien beinhaltet neben der unternehmensinternen Nutzenerfassung auch die Nutzenerfassung im unternehmensweiten Umfeld mit dem Markt bzw. dem Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen. Dies kann beispielsweise •

Erhaltung der Produktqualität zu niedrigen Preisen mit kurzer Durchlaufzeit

•

in einer erhöhten Fertigungssicherheit

• • • • • •

in einer erhöhten Flexibilität der Produktvielfalt

in einer Erhöhung des Prozentsatzes von Nachfolgeaufträgen des Kunden durch eine gesteigerte Qualität des Produkts

in einer Erhöhung der Frequenz von Nachfolgeaufträgen des Kunden, indem Produkte schneller und häufiger auf den Markt gebracht werden Anpassung von Produkten und Produktion an den technischen Fortschritt

Einführung innovativer Produkte und Dienstleistungen, die von den Kunden erwartet werden Beseitigung von Engpässen

bestehen [VAS-97c].

31

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

2.8 Anforderungen an ein Verfahren der Investitionsrechnung Investitionen sind wie folgt gekennzeichnet [BLL-95]: •

sie sind mit Auszahlungen (Kosten) und Einzahlungen (Nutzen) verbunden,

•

sie haben längerfristige Folgewirkungen, die sich aus der Unternehmensstrategie ergeben.

•

es erfolgen zuerst Auszahlungen in Erwartung künftiger Einzahlungen und

Folgende Anforderungen aus den vorhergehenden Abschnitten für ein Verfahren der Investitionsrechnung sind daher von Interesse: •

Berücksichtigung von direkten und indirekten Nutzen in der Produktentwicklung

•

Berücksichtigung des Risikos bei Einführung neuer Technologien

• • • • •

verursachungsgerechte Kostenstellen

Berücksichtigung von Synergieeffekten

Berücksichtigung von Geldentwertung/Preissteigerung Berücksichtigung von Steuern

Prozeßorientierung in der Produktentwicklung

Prozeßorientierung in der Produktentwicklung

Berücksichtigung von Steuern

Berücksichtigung von Geldentwertung/Preissteigerung

Berücksichtigung von Synergieeffekten

verursachungsgerechte Kostenstellen

Statische und dynamische Verfahren

Berücksichtigung von direkten und indirekten Nutzen in der Produktentwicklung

Anforderungen an Bewertung der Wirtschaftlichkeit Bewertungsverfahren

Berücksichtigung des Risikos bei Einführung neuer Technologien

Bild 2.10 zeigt, welche der in Abschnitt 2.6 beschriebenen Verfahren die Anforderungen erfüllt.

Kosten-Nutzen-Analyse Kosten-Wirksamkeits-Analyse Nutzwertanalyse, ScoringModelle etc.

Simulationsunterstützte Bewertungsverfahren Risikoanalyse

weitere Nutzenanalyseverfahren nach [NAG-90] sehr gut geeignet

Bild 2.10:

bedingt geeignet

Bewertungsverfahren und der Anforderungen

nicht geeignet

Das künftige Verfahren muß neben neuen Methoden für die Nutzenerfassung auch die Integrationsauswirkungen der Prozeßorientierung berücksichtigen. Im folgenden Abschnitt werden neuere Controlling-Methoden untersucht.

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

32

2.9 Neuere Controlling-Methoden

Der Wirtschaftlichkeitsnachweis von Investitionen in neue Technologien in der Produktentwicklung gestaltet sich schwierig, da die Nutzen dieser Werkzeuge weit gestreut sind. Die Investitionsrechnung stellt keine geeigneten Bewertungsverfahren, wie im vorigen Abschnitt gesehen, zur Verfügung. Ein weiteres Problem dieser Verfahren ist eine unzulässige Mischung quantifizierbarer und qualitativer Nutzengrößen (sofern sie nicht völlig vernachlässigt wurden), die die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse stark einschränken, sowie die fehlende Prozeßorientierung [BAU-95].

Viele Unternehmen haben sich von einer „aufbauorientierten Funktionalorganisation zu einer ablauforientierten Prozeßorganisation“[KRA-99] gewandelt und damit die Idee des Prozeßmanagements (siehe Kapitel 3) in ihrer Organisation abgebildet. Doch für ein umfassendes Prozeßmanagement ist es nicht ausreichend, die Organisationsstrukturen anzupassen, auch die Controlling-Instrumente müssen entsprechend angepaßt werden [WIL-00]. In [KRA-99] gilt dazu der Leitsatz: „If you can’t measure it you can’t manage it“. Diese notwendige Anpassung der Controlling-Instrumente ist aber großteils ausgeblieben, die Frage nach einem zum Prozeßmanagement passenden Controlling-Instrument noch nicht beantwortet. Im folgenden wird ein Ansatz gezeigt, der möglicherweise geeignet ist, die Lücke zwischen den Anforderungen des Prozeßmanagements an die Controlling-Instrumente zu schließen.

Die Neuorientierung des Controllingverständnisses spiegelt sich in den von Horváth, Seidenschwarz und Sommerfeldt formulierten Leitsätzen in [HSS-93] mit folgenden Merkmalen wider [HOP-97]: •

•

• •

•

Controlling beginnt beim Kunden: Das Produkt beinhaltet genau die vom Kunden gewünschten Produktfunktionen und wird zu einem marktgerechten Preis angeboten. Als Controlling-Instrumente eignen sich hierfür das Target Costing, d.h. zielkostenbezogene Produktplanung, und das Kaizen, das eine ständige Verbesserung des Standards anstrebt.

Controlling muß in den Köpfen der Mitarbeiter stattfinden: Das Controlling beinhaltet mehr Beratungs- und Trainingsfunktionen und verringert gleichzeitig Fremdkoordination. Ziel hierbei ist es, die Mitarbeiter, die die Kosten eines Produktes beeinflussen, durch Schulung ein einfaches, aber wirksames Controllingwissen zu vermitteln.

Controlling startet sofort und verbessert laufend - vor allem Prozesse: Mitarbeiter überdenken Verbesserungen der Prozesse, die vom Controlling gezielt gefördert werden.

Steuerungsgrößen für alle Mitarbeiter muß jeder verstehen: Zur Unternehmenssteuerung werden Berichte auf der Basis von Kosten- und Finanzgrößen erstellt. Die Adressaten dieser Berichte sind jedoch die Manager, nicht die Mitarbeiter. Das muß aber geändert werden, um dieses Mitarbeiterpotential auszuschöpfen. Neben Aufgabe und Verantwortung müssen auch Kompetenz und vor allem verständliche und einfache Informationen delegiert werden.

Einfachheit muß selbstverständlich sein: Heutigen Berichts- und Kostenrechnungssysteme fehlt Aktualität, Einfachheit und Benutzerorientierung. Doch gerade diese sollten schnell und frühzeitig verfügbar sein und daher muß das Controlling mit einfach erfaßbaren Mengenund Zeitgrößen erfaßt werden.

33

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

•

•

•

•

Controller müssen Abteilungsgrenzen überwinden: Viele jetzige Arbeiten der Controller werden zukünftig von den Mitarbeitern vor Ort durchgeführt. Die Controller dagegen werden vermehrt zu Trainern und Prozeßgestaltern, deren Schwerpunkt funktionsübergreifend beim Prozeß- und Produktmanagement liegt.

Controlling darf nicht am Werkstor enden: Controlling wird nicht länger als interne Funktion verstanden, sondern schließt auch die Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen ein. Dabei hilft eine unternehmensübergreifende Kalkulation bzw. Prozeß- und Kostentreiberanalyse.

Controlling muß der Unternehmensstrategie dienen: Da das heutige Controlling zu sehr auf Kostenbelange wie z.B. Kostenerfassung, -verrechnung und -systeme fixiert ist und die wettbewerbsrelevanten Faktoren Qualität und Zeit zu wenig mitberücksichtigt, hat das Controlling zukünftig die Aufgabe, alle für den Wettbewerb relevanten Prozesse, deren Kosten, Zeiten und Qualitäten zu ermitteln und transparent zu gestalten. Dazu sind bestehende Kostenrechnungs- und Berichtssysteme hinsichtlich Qualitäts- und Zeitgrößen zu modifizieren bzw. zu ergänzen. mehr Flexibilität durch kürzere Planungszyklen erstreben: Jeder Controller prüft hierbei, ob beispielsweise halbjährige Budgets oder weitere wettbewerbsrelevante Planungsmodifikationen einen Flexibilitätsgewinn bringen können.

Eine Möglichkeit des neuen Controllingverständnisses ist der von Kaplan und Norton konzipierte Ansatz der Balanced Scorecard [KAN-97]. Dieser Ansatz ist in der Lage, Vermögenswerte, auch wenn diese in einer Unternehmensbilanz nicht auftauchen, wie Produktentwicklungen, Prozesse im Unternehmen, Mitarbeiter-Know-how, -Motivation und -Flexibilität, Kundentreue und neuen Technologien einen finanziellen Wert zuzuschreiben [KAN-97], während die in Tabelle 2.4 dargestellten Managementkonzepte immer nur einige der genannten Vermögens-

werte beinhalten, die sich aus den in Tabelle 2.4 beschriebenen Zielen ableiten lassen. Ebenso bieten diese Managementkonzepte keine adäquate Entscheidungs- und Koordinationsunterstützung [KEL-97].

Managementkonzepte [HNR-96] Time-based Management/ Time-based Competition

Ziele des Managementkonzepts [HNR-96] • • •

Total Quality Management (TQM)

• •

Reduktion der Zeitspanne vom Beginn bis zur Markteinführung eines Produkts

Weitere unter dem Managementkonzept genannte Methoden und Konzepte -

Verkürzung der Auftragsbearbeitungs- und Durchlaufzeiten Erhöhung der Servicequalität durch Beschleunigung der Reaktion auf Kundenwünsche und -beschwerden

maximale Kundenzufriedenheit meßbar machen Verringerung von Fehlerquellen

-

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

34 Managementkonzepte [HNR-96] Lean Management

Ziele des Managementkonzepts [HNR-96] • •

•

•

• • Bewegliches Management Value-based Management

• •

Reduktion von Komplexitätskosten durch Reduktion der Produktvielfalt

Reduktion der Fertigungstiefe durch Auslagerung von wenig wertschöpfungsintensiven Fertigungsschritten und Konzentration auf die strategisch erfolgskritischen Wertschöpfungsschritte bei gleichzeitiger Erhöhung der Integration der Zulieferanten Schaffung von marktorientierten, selbststeuerungsfähigen Einheiten in überschaubarer Größe, Transparenz von Ursache und Wirkung und schnelle Rückkopplung über Erfolg und Mißerfolg

Kostenbewußte Produktentwicklung durch Target Costing und konstruktionsbegleitende Kalkulation sowie Beschleunigung der Forschungs- und Entwicklungsarbeit durch Simultaneous Engineering Reduktion der Durchlaufzeiten und Bestände durch kontinuierlichen inner- und außerbetrieblichen Materialfluß Laufende Produkt- und Prozeßverbesserung (Continuous Improvement)

Bildung von Projektgruppen für Umsetzung zeitlich befristeter Vorhaben Langfristige Maximierung des Werts der Eigentümer/Aktionäre (ShareholderValue) eines Unternehmens

Weitere unter dem Managementkonzept genannte Methoden und Konzepte •

• •

• • •

•

Target Costing zur marktorientierten (strategischen) Produktkalkulation [HOF-96]

Benchmarking zur Identifikation von Leistungssteigerungspotentialen und wettbewerbsorientierten Zielplanung [HOF-96] Time-based Management (s.o.)

Total Quality Management (s.o.)

Kaizen zur Erarbeitung und Umsetzung von laufenden Verbesserungsvorschlägen im Rahmen sog. Quality Circles [HNR-96] Just in Time in der Lieferung von richtigen Produkten zur richtigen Zeit im Zusammenspiel zwischen Zulieferant und Unternehmen [NAG-95]

•

•

•

•

Tabelle 2.4: Managementkonzepte im Controlling

Prozeßkostenmanagement zur Prozeßplanung und -steuerung von Geschäftsabläufen im Unternehmen [WÜE-96]

Shareholder-Value-Analyse ist ein Verfahren zur Unternehmensbewertung und schätzt den wirtschaftlichen Wert einer Investition durch die prognostizierten Cash-Flows [RAP95], d.h. Quantifizierung von Unternehmensstrategien als Bindeglied zwischen qualitativer Strategieplanung und operativer Mittelfristplanung [HOF-96] Stakeholder-Value-Konzept ist eine Erweiterung der Shareholder-ValueAnalyse, um auch Interessen z.B. von Mitarbeitern als nur von den Kapitaleignern berücksichtigen zu können [HNR-96]

Economic Value Added (EVA) zur zukunftsorientierten Unternehmensbzw. Projektbewertung wie auch zur historischen Leistungsmessung [HOS98]

Weitere Shareholder-Value orientierte Ansätze (zusammengestellt in [HOS-98]: Discounted Cash Flow (DCF), Economic Profit, Cash Flow Return on Investment (CFROI), Added Value, Market Value Added (MVA)

Die Balanced Scorecard ist „mehr als eine Sammlung von isolierten, zusammenhangslosen oder gar gegensätzlichen Zielen. Vielmehr stellt sie die Ertrags-, Kostensenkungs-, Produktivitätsver-

35

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

besserungs- und Investitionsziele im Rahmen eines integrierten Shareholder-Value-Konzeptes in den strategischen Kontext“ [FRA-99]. 2.9.1 Grundidee der Balanced Scorecard

Die Balanced Scorecard wurde als operatives Führungsinstrument konzipiert [BOT-00] und bis zum Beginn der neunziger Jahre zunächst bei einigen US-amerikanischen Firmen wie z.B. Kenyon Stores, Rockwater und Pioneer Petroleum [KAN-97] erprobt. Sie wurde ursprünglich mit dem Ziel entworfen, die in Unternehmen überwiegend anhand von finanziellen Größen gemessene Leistungsfähigkeit durch geeignete Informationen über die Kunden, die internen Geschäftsprozesse sowie die Anpassungsfähigkeit des Unternehmens zu ergänzen [WWW-99a] (Bild 2.11). Dadurch können zukunftsträchtige Entwicklungspotentiale gemessen sowie die alleinige Ausrichtung der unternehmerischen Aktivitäten auf den kurzfristigen Gewinn einer Abrechnungsperiode vermieden werden [IDW-99]. Kundenperspektive

Wie sollen wir gegenüber unseren Kunden auftreten, um unsere Ziele zu verwirklichen?

Finanzielle Perspektive

Wie sollen wir gegenüber unseren Kapitalgebern auftreten, um den finanziellen Erfolg zu erhöhen?

Vision und Strategie

Prozeßbezogene Perspektive

In welchen Geschäftsprozessen müssen wir die Besten sein, um unsere Teilhaber und Kunden zufrieden zu stellen?

Lern- und Innovationssperspektive

Wie können wir unsere Veränderungs- und Wachstumspotentiale fördern, um unsere Visionen zu verwirklichen? Bild 2.11:

Modell der Balanced Scorecard ([IDW-99], [KAN-97])

Die Grundidee der Balanced Scorecard beruht auf der Annahme, daß eine eindimensionale Beschreibung und Steuerung eines Unternehmens unabhängig davon, welche Dimension Verwendung findet, der Realität nicht gerecht wird. Mit ihrer Hilfe sollen die wesentlichen Dimensionen eines Unternehmens abgebildet und die für die Steuerung des Unternehmens benötigten Informationen verfügbar gemacht werden. Die als relevant erachteten Dimensionen eines Unternehmens sind ([KAN-96a], [KAN-96b], [WWW-99a]): •

Finanzen: Die finanzielle Dimension eines Unternehmens wird traditionell in Jahres- oder Quartalsabschlüssen dargestellt. Sie beinhaltet Informationen über die Vermögens-, Finanzund Ertragslage eines Unternehmens.

36

• • •

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

Kunden: Eine kundenorientierte Sichtweise liefert Informationen über die Positionierung des Unternehmens in bestimmten Marktsegmenten, über die Kundenzufriedenheit oder die Kundenbindung.

Geschäftsprozesse: Auf Ebene der Geschäftsprozesse erfolgt die Beschreibung des Unternehmens anhand der einzelnen im Unternehmen implementierten Prozesse und Aktivitäten.

Lernen/Wachstum: Die vierte Dimension beinhaltet sogenannte weiche Erfolgsfaktoren. Dieses sind die Motivation und der Ausbildungsstand der Mitarbeiter, der Zugang zu relevanten externen Informationsquellen und die Organisation des Unternehmens.

2.9.2 Sichtweisen auf das Unternehmen mit Balanced Scorecard

Der grundsätzliche Aufbau der einzelnen Sichtweisen (Dimensionen) auf das Unternehmen mit Hilfe der Balanced Scorecard ist identisch. Er gliedert sich in die folgenden vier Abschnitte ([KAN-96a], KAN-96b], [WWW-99a]): •

•

• •

Strategien: Für jeden der vier Aspekte, unter denen das Unternehmen betrachtet wird, sind die strategischen Ziele zu formulieren. Diese Aufgabe ist durch die Unternehmensführung zu erfüllen. Für den Finanzbereich sind an dieser Stelle die Anforderungen der Investoren (Eigen- und Fremdkapitalgeber) sowie der Kapitalmärkte zu berücksichtigen. Darüber hinaus wird generell der langfristige ökonomische Erfolg, der das Überleben des Unternehmens sichert, als Zielsetzung betrachtet. Analog sind auch die strategischen Ziele im Hinblick auf die Kunden des Unternehmens (Kundenzufriedenheit, Kundenbindung), die Geschäftsprozesse (Festlegung der Bereiche für die Verbesserung von Geschäftsprozessen) sowie die weichen Faktoren des Unternehmens (Ausbildungsstand und Motivation der Mitarbeiter, Zugang zu wichtigen Informationen) abzuleiten. Maßgrößen: Nachdem die Formulierung der strategischen Ziele abgeschlossen ist, sind in jedem Bereich geeignete Maßgrößen, die eine Messung des Zielerreichungsgrades zulassen, abzuleiten. Schwierigkeiten dürften im wesentlichen bei der Messung der Anpassungsfähigkeit (Lernen/Wachstum) auftreten. Für den Finanzbereich beschränkt sich die Problematik auf die Auswahl geeigneter Kennzahlen für einzelne in den strategischen Zielen berücksichtigte Bereiche (Rendite, Liquidität, Wachstum). Neue Ansätze hinsichtlich der für die Unternehmenssteuerung verwendeten Kennzahlen sind hierbei nicht ersichtlich. Zielgrößen: Zu den im Einzelnen verwendeten Maßgrößen sind im Rahmen der Operationalisierung der strategischen Ziele konkrete Zielgrößen vorzugeben und auf der Balanced Scorecard auszuweisen. Initiativen: Der vierte Abschnitt beinhaltet eine verbale Umschreibung der zur Erreichung der einzelnen strategischen Ziele ergriffenen Initiativen.

Im Rahmen der Anwendung der Balanced Scorecard als Instrument des strategischen Managements sind Probleme in den drei folgenden Bereichen zu lösen ([KAN-96a], KAN-96b], [WWW-99a]): •

•

Die in den unterschiedlichen Dimensionen festgelegten strategische Ziele werden sich zumindest teilweise widersprechen. Daher müssen Prioritäten für die einzelnen Ziele festgelegt werden. Im Rahmen des hierfür notwendigen Diskussionsprozesses dient die Balanced Scorecard als Kommunikationsmittel.

Eine Voraussetzung zur Lösung der angeführten Zielkonflikte ist, daß die Einflüsse einzelner Maßnahmen zur Erreichung der unterschiedlichen strategischen Ziele auf die Maßgrö-

37

2 Investitionsentscheidungen in Unternehmen

•

ßen der anderen Dimensionen, insbesondere auf die finanzielle Dimension, aufgezeigt werden. Dazu wird vorgeschlagen, die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Zielen durch Wirkungsketten zu visualisieren. Hierzu werden im allgemeinen ausschließlich qualitative, nicht quantitative Wirkungen bestimmt werden können. Die Unterstützung durch die Balanced Scorecard zur Lösung dieses Problembereichs beschränkt sich ebenfalls auf ihre Eignung als Kommunikationsmedium zwischen betroffenen Abteilungen eines Unternehmens. Als abschließender Schritt wird der Einsatz der Balanced Scorecard nicht nur auf die Unternehmensführung zu beschränken gefordert, sondern diese auch auf Abteilungsebene bzw. der Ebene des einzelnen Mitarbeiters zu implementieren.

2.9.3 Balanced Scorecard als neues Controlling-Instrument

Um nun zu zeigen, daß die Balanced Scorecard dem neuen Controllingverständnis von Horváth, Seidenschwarz und Sommerfeldt genügt, werden diese Leitsätze in Tabelle 2.5 mit den Grundaussagen der Balanced Scorecard gegenübergestellt. Leitsätze von Horváth, Seidenschwarz und Sommerfeldt [HSS-93]

Erfüllt die Balanced Scorecard die Leitsätze? ([KAN-96a], KN-96b], [WWW-99a])

Controlling muß in den Köpfen der Mitarbeiter stattfinden

Ja, durch motiviertes und qualifiziertes Personal

Controlling beginnt beim Kunden

Ja, durch Aufstellen von Kundenzielen

Controlling startet sofort und verbessert laufend vor allem Prozesse

Ja, durch den Fokus auf Prozeßbeherrschung

Einfachheit muß selbstverständlich sein

Ja, da dies durch die Steuerungsgrößen gewährleistet ist.

Steuerungsgrößen muß jeder verstehen

nicht nur die Führung, jeder muß informiert sein Controller müssen Abteilungsgrenzen überwinden Controlling darf nicht am Werkstor enden

Controlling muß der Strategie des Unternehmens dienen Mehr Flexibilität durch kürzere Planungszyklen erstreben

Ja, da diese aus den Lern-, Innovations-, Prozeß-, Kunden- und finanziellen Zielen gebildet werden.

Ja, erst durch strategische Zielformulierung der Unternehmensleitung, dann Kommunikation mit den Mitarbeitern Ja, ist aus den vier Kenngrößen sichergestellt.

Ja, durch Einbeziehung des Kunden ist das gewährleistet

Ja, Unternehmensleitung legt strategische Ziele fest Ja, durch Prozeßbeherrschung sowie motiviertes und qualifiziertes Personal wird dies gewährleistet

Tabelle 2.5: Vergleich Leitsätze von Horváth, Seidenschwarz und Sommerfeldt und Balanced Scorecard

Das Konzept der Balanced Scorecard erfüllt also diese Leitsätze und bietet daher einen idealen Ansatzpunkt für ein modernes Controlling. Anstatt nur mit Zahlen zu handeln und Vergangenheit zu interpretieren, muß der Controller von heute in erster Linie mit Hilfe von Informationen Zukunftsorientierung und Handlungsmotivation vermitteln [FRS-99], d.h. permanentes Prozeßcontrolling betreiben. Dies umfaßt eine kontinuierliche Verbesserung der Prozeßarbeit (Continuous Improvement [GSVR-94]) wie das tägliche Analysieren, Vergleichen und Steuern [GED99].

38

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

Viele Unternehmen haben in neue Technologien investiert, um die Qualität der Produktentwicklung zu verbessern. Dabei werden jedoch neu aufeinander abgestimmte Veränderungen von Aufbau- und Ablauforganisation sowie die integrative Anwendung neuer Technologien selten konsequent umgesetzt.

Eine Investition sollte zuerst die Mitarbeiter für die neue Technik begeistern, z.B. durch Beteiligung an der Auswahl des neuen Systems, und daher deren Motivation fördern. Damit eine möglichst umfassende Motivation erreicht wird, benötigen die Mitarbeiter genügend Zeit, ihre Arbeitstechniken mit dem neuen System zu ändern. Dazu ist eine Investition in deren Ausbildung bzw. Weiterqualifikation notwendig. Viele Anwender benutzen die neuen Systeme dazu, die bestehenden Abläufe zu automatisieren [KAI-99] oder - im schlimmsten Fall - an althergebrachten Arbeitsweisen festzuhalten. Z.B. werden mit einem 3D-CAD/CAM-System 3D-Modelle erstellt und daraus Technische Zeichnungen abgeleitet. Die Technischen Zeichnungen werden für die NC-Fertigung benötigt, um das NC-Programm manuell daraus generieren zu können. Die Potentiale eines heutigen 3D-CAD/CAM-Systems, d.h. das automatische Generieren eines NCProgramms aus einem 3D-Modell, werden damit nicht genutzt. Der Schlüssel für mehr Qualität in der Produktentwicklung liegt also nicht mehr in der Rationalisierung und Automatisierung durch eine Beschleunigung bestehender Abläufe [KAI-99], sondern in „planerische, organisatorische und kontrollierende Maßnahmen zur zielorientierten Steuerung der Wertschöpfungskette eines Unternehmens hinsichtlich Qualität, Zeit, Kosten und Kundenzufriedenheit“ [GSVR-94]. Gaitanides prägt dafür den Begriff Prozeßmanagement, dessen eigentlicher Ursprung in den Untersuchungen von Bewegungsstudien von Frank B. Gilbreth und Lilian M. Gilbreth ([GIG-24a], [GIG-24b]) zu finden ist. 3.1 Grundlagen des Prozeßmanagements

In diesem Abschnitt werden die für das Prozeßmanagement relevanten Begriffe definiert.

Ein Prozeß (Bild 3.1) ist eine Menge von verknüpften Aktivitäten ([FIL-97], [VSF-96]) oder eine Menge von miteinander verbundenen Teilprozessen [DIN-96a]. Ein Teilprozeß kann wiederum aus einer Menge von verknüpften Aktivitäten oder einer Menge von miteinander verbundenen Teilprozessen bestehen. Eine Aktivität kann nicht weiter zerlegt werden. Ebenso ist die Dauer einer Aktivität nicht begrenzt. Somit ist der Prozeßbegriff rekursiv definiert.

Da Teilprozesse und Aktivitäten in der Regel nicht sequentiell ablaufen, sondern parallel, wurde der Prozeß daher als eine Menge von verknüpften Aktivitäten definiert, im Gegensatz z.B. zu [VDI-2219] als Folge von verknüpften Aktivitäten.

39

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

Prozeß Teilprozeß 1

...

Teilprozeß n

...

Teilprozeß 1.1

Bild 3.1:

...

Aktivität n

... ...

... Aktivität 1...1

Aktivität 1

... Aktivität 1...n

Teilprozeß 1.n

Aktivität 1.1

...

Aktivität 1.n

... Aktivität 1.n....1 ... Aktivität 1.n....n

Definition von Prozeß

Desweiteren wird ein Prozeß durch einen Input, interne Funktionen („Aufgaben mit logischen Folgebeziehungen“ [FIL-97]) und einen Output beschrieben ([HER-92], [FIL-97], [VSF-96]). Aktivitäten ergeben sich aus vorher definierten Zielen und werden daher als Prozeßziele bezeichnet. Prozeßziele beschreiben dabei „angestrebte Zustände bzw. erwünschte Wirkungen des zu gestaltenden Bereiches“ [FIL-97] oder Visionen oder Unternehmensziele. In [HAC-93] dient ein Prozeß zusätzlich zu obiger Definition dazu, einen „Wert für Kunden zu schaffen“. Jedoch ist dies bei Dienstleistungen nicht immer der Fall. Z.B. wird beim Geldwechseln von einer Währung in die andere von der Bank Gebühren erhoben. Dies trägt zur Wertsteigerung der Bank bei, jedoch nicht dem Kunden.

Damit ergeben sich die vier wesentlichen Bestandteile der Prozeßdefinition, die im folgenden näher erläutert werden (Bild 3.2): •

•

•

Input/Output:

Der Input löst Prozesse aus. Dies kann z.B. darin bestehen, daß eine vorhergehende Aktivität oder ein Teilprozeß beendet wird oder ein bestimmter Zeitpunkt eintritt (z.B. Kunde möchte eine Dienstleistung). Der Output beendet einen Prozeß und übernimmt die erzeugten materiellen/immateriellen Objekte aus den Aktivitäten. Kunde:

Im Prozeßmanagement werden unter Kunden alle Personen oder Organisationseinheiten verstanden, die Produkte oder Dienstleistungen vom betrachteten Prozeß empfangen, unabhängig davon, ob sie diese bezahlen oder nicht. Wert:

Der Output eines Prozesses sollte definitionsgemäß nach [HAC-93] wertschöpfend sein, d.h. einen Mehrwert für den Kunden bringen.

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

40

•

Vorgehensweisen:

Vorgehensweisen stellen den eigentlichen Kern des Prozeßmanagements dar. Sie bestimmen den Leistungsumfang sowie die spezifischen Ausprägungen prozeßorganisatorischer Techniken. Bei den in [FIL-97] beschriebenen logischen Folgebeziehungen handelt es sich um sachlich bedingte Reihenfolgen von Aktivitäten.

Kunde

Visionen/ Unternehmensziele

Input

Prozeß

Output

Welche Vorgehensweise?

Mehrwert für Kunde Wertsteigerung für das Unternehmen

Menge von Aktivitäten/ Menge von Teilprozessen Womit ?

Methoden Verfahren Bild 3.2:

Werkzeuge

Bestandteile eines Prozesses

Aktivitäten sind also Aufforderungen, etwas Bestimmtes zu tun [VFS-96]. Hierbei wird festgelegt, welche Aufforderungen mit welchen Methoden, Verfahren/Techniken und Werkzeugen ausgeführt werden sollen. Eine Methode ist eine geordnete Sammlung von Regeln, die ein planmäßiges Erreichen eines bzw. mehrerer Ziele eines Prozesses erlaubt. Regeln sind immaterieller Natur. Eine Methode ist also eine auf Prinzipien aufbauende systematische Vorgehensweise [HIL-90]. Ein Prinzip ist ein Grundsatz, den man seinem Handeln zugrundelegt.

Verfahren/Techniken sind Anweisungen und ausführbare Vorschriften zum gezielten Einsatz von Methoden. Ein Verfahren ist eine determinierte Methode [HIL-90]. Ein Werkzeug ist ein Hilfsmittel, welches das Erreichen eines bzw. mehrerer Ziele eines Prozesses, Verfahrens oder einer Methode unterstützt [VSF-96].

41

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

In Bild 3.3 sind abgeleitet aus [KUR-92] der logische Zusammenhang Prinzip, Methoden, Verfahren/Techniken und Werkzeuge im Software-Engineering dem Maschinenbau mit Prozeß, Methoden, Verfahren/Techniken und Werkzeuge gegenübergestellt. Beispiele

Maschinenbau

• Menge von

Teilprozessen • Menge von Aktivitäten

• Konstruktionsmethoden • Methoden der Qualitätssicherung • ... • Parametrisierungs-

techniken • Entscheidungstabellen • Ablaufdiagramme • ...

• CAx-Systeme • EDM/PDM-Systeme • Expertensysteme • ... Bild 3.3:

SoftwareEngineering

Prozeß

Prinzip

Methoden

Beispiele

• Stepwise Refinement • Top-Down • Bottom-Up • Structured Analysis

• 'Jackson'-Methode • 'Warnier'-Methode • Entity Relationship

Verfahren/ Techniken

• Datenbäume • Entscheidungstabellen • Struktogramme • Datenflußdiagramme • SADT

Werkzeuge

• Programmiersprachen • Datenbanksysteme • Expertensysteme • Compiler

Prozeß bzw. Prinzip, Methoden, Verfahren/Techniken und Werkzeuge im Maschinenbau bzw. Software-Engineering [KUR-92]

In zahlreichen Veröffentlichungen (u.a. in [AIC-97], [BIN-97], [GSVR-94], [HAC-95], [LAN97], [PEP-98]) werden die Prozesse im Unternehmensumfeld auch als Geschäftsprozesse oder Business processes bezeichnet. Bei der Organisation von Prozessen können Aktivitäten mit Zielen koordiniert werden, d.h. „Ziele beschreiben angestrebte Zustände bzw. erwünschte Wirkungen des zu gestaltenden Bereiches“ [FIL-97]. Diese Ziele werden hier als Prozeßziele bezeichnet. Beispiele sind die

•

Minimierung der Prozeßzeit, d.h. die Minimierung der Durchlaufzeit eines Prozesses

•

Verbesserung der Prozeßqualität, d.h. die Qualitätsverbesserung eines Prozesses, der keine Nacharbeit erfordert.

•

Minimierung von Prozeßkosten, d.h. die Minimierung von Kosten, die für die Bearbeitung des Prozesses anfallen

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

42

3.2 Projektmanagement - Abgrenzung zu Prozeßmanagement

Viele Unternehmen richten ihre Aufbau- und Ablauforganisation nach Gesichtspunkten des Projektmanagements aus. Gerade in der Produktentwicklung setzt sich die Abkehr von starr getrennten Aufgaben und Aktivitäten in funktional definierten Abteilungen hin zu einer teamorientierten Projektarbeit immer mehr durch (z.B. in [VAB-98a], [VAB-98b], [BWWW-96], [VAJ99]). In Anlehnung an [BUW-97] ist ein Projekt ein Vorhaben bestehend aus einer Menge von Arbeitspaketen, das gekennzeichnet ist durch •

zeitliche Begrenzung von Arbeitspaketen

•

Komplexität des Vorhabens

• • •

finanzielle Begrenzung des Vorhabens Größe des Vorhabens

Zahl der beteiligten Kostenstellen.

Management ist nach [BUW-97] die Leitung soziotechnischer Systeme in personen- und sachbezogender Hinsicht mit Hilfe von Methoden. Projektmanagement bedeutet also die Leitung eines Projekts und die das Projekt leitende Institution.

Im allgemeinen lassen sich die vielfältigen Ziele, die mit dem Einsatz des Projektmanagements verbunden sind, auf drei grundlegende Ziele eingrenzen [SCH-99]: •

Projektzeit, d.h. Einhaltung von Terminen

•

Projektqualität, d.h. Qualitätsverbesserung eines Projektes, der keine Nacharbeit erfordert.

•

Projektkosten, d.h. Begrenzung der Kosten, die für die Bearbeitung des Prozesses anfallen

In Bild 3.4 ist die Abgrenzung zwischen Prozeß- und Projektmanagement dargestellt.

Projekt

Prozeß

Projektkosten

Prozeßkosten

Prozeßdaten

Projektqualität Bild 3.4:

Menge von Arbeitspaketen (Abschnitt 3.2)

Projekttermine

Projektdaten

Abgrenzung Prozeß- und Projektmanagement

3.3 Prozesse in der Produktentwicklung

Prozeßqualität

Menge von Aktivitäten (Abschnitt 3.1)

Prozeßzeit

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

43

Die Ausrichtung an Prozessen etabliert sich zunehmend als zentrales Gestaltungsprinzip von Unternehmensstrukturen. Zahlreiche Veröffentlichungen belegen die hohe Bedeutung der Prozeßgestaltung [BWN-95]. Hierzu wurden Konzepte und Vorgehensmodelle zur Prozeßgestaltung wie Business Process Redesign [DAS-90], Core Process Redesign [KAM-91], Business Process Improvement [HAR-91] und Business (Process) Reengineering ([HAC-93], [HAC95]) entwickelt. Die genannten Konzepte und Vorgehensmodelle bedeuten eine unternehmensübergreifende, kundenbezogene Umorientierung und Umstrukturierung und eine Abkehr vom Taylorismus klassischer Prägung. Dort wurde der Mensch noch als potentieller Störfaktor betrachtet, den es zu kontrollieren und nach Möglichkeit zu beschränken gilt [PEP-98]. Für die Realisierung innovativer Produkte in immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen, die hohen Qualitätsanforderungen bei gleichzeitig geringen Kosten entsprechen, ist eine Absicherung der Produktfunktion sowie der Produzierbarkeit bereits in sehr frühen Phasen des Entwicklungsprozesses notwendig. Ohne entsprechende, rechnerunterstützte Methoden und Werkzeuge zur simulationsunterstützten Validierung der Produktfunktionalität und der Produzierbarkeit anhand virtueller Prototypen von Produkt sowie zugehöriger Produktionsumgebung sind die genannten Innovations-, Zeit- und Kostenziele nicht zu erreichen.

Der Produktlebenszyklus umfaßt die Produktentwicklung, die Produktion und die Produktbetreuung (Bild 3.5).

Bild 3.5:

Prozesse in der Produktentwicklung, Produktion und Produktbetreuung (in Anlehnung an [FRE-01])

Die Produktentwicklung umfaßt die Prozesse Produktplanung [VWSS-94]/Produktmarketing [PEP-98] zum Befriedigen der Kundenbedürfnisse [PEP-98], Konstruktion zur vollständig digitalen Produktbeschreibung [WKKU-97] und Produktionsvorbereitung zur Fertigung des Produkts [VWSS-94]. In Tabelle 3.1 sind die Prozesse und die dazugehörenden Teilprozesse aufgeführt. Die aufgelisteten Teilprozesse sind als Beispiele zu verstehen und daher nicht vollständig.

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

44 Prozesse

Produktmarketing [PEP-98]/Produktplanung [VWSS-94] Konstruktion [FRE-01]

Teilprozesse

Weitere Teilprozesse

Angebotsbearbeitung

Kundenkontakte, Angebotsunterbreitung

Marktanalyse

Konzeption

Entwurf/Design Ausarbeiten Produktionsvorbereitung [FRE-01]

Testverfahren, Absatzprognose, Bestimmung der Marktfelder, Erkenntnisse der PIMS (Profit Impact of Market Strategies)Studie,... [PEP-98]

Ideenfindung, Invention, Patente/Lizenzen [PEP-98],... Designidee, Designfindung, Designfinish [GBK-98]

Prototyp

Prototypenbau, Prototypentest

Montageplanung

Materialplanung, Sonderfertigungshilfsmittelplanung

Fertigungsplanung

Prüfplanung

Planungsvorbereitung, Arbeitsplanerstellung, NC-Programmierung

Tabelle 3.1: Prozesse und Teilprozesse/Aktivitäten in der Produktentwicklung

Außerhalb der Produktentwicklung sind die Prozesse der Produktherstellung in der Produktion und die Produktnutzung und -verwertung in der Produktbetreuung, in denen sich der Nutzen einer Investition einer neuen Technologie sehr schwer quantifizieren läßt. In Tabelle 3.2 sind die Prozesse und die dazugehörenden Teilprozesse aufgeführt. Die aufgelisteten Teilprozesse sind als Beispiele zu verstehen und daher nicht vollständig. Prozesse

Produktherstellung [FRE-01]

Teilprozesse

Weitere Teilprozesse

Fertigung

Mengenplanung, Termin- und Kapazitätsplanung, Auftragsveranlassung, Auftragsüberwachung

Fertigungssteuerung

Montage

Versand/Installation

Produktnutzung [FRE-01]

Wartung

Produktverwertung [FRE-01]

Demontage

Zusammenstellung der Lieferung, Weiterleitung der Lieferung, Versand der Lieferung Marktstellung, Markenverhalten, Marktstimulierung, Preisfestsetzung

Serviceleistungen Recycling

Entsorgung

Tabelle 3.2: Prozesse und Teilprozesse der Produktherstellung, -nutzung und -verwertung

Die Unterstützungsprozesse in und außerhalb der Produktentwicklung umfassen die administrativen Prozesse im Personalwesen zur Personalbereitstellung, Bürokommunikation zur Informations- und Sachmittelbereitstellung und Controlling zur Kosten- und Investitionsplanung sowie das Rechnungswesen für Rechnungserstellung, Lieferscheinerstellung, Prüfung von Rechnungen und Lieferscheinen.

45

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

3.4 Werkzeuge in der Produktentwicklung

Für die in Abschnitt 3.2 genannten Prozesse, Teilprozesse und Aktivitäten können in der Produktentwicklung die in Tabelle 3.3 dargestellten Sachmittelinvestitionen zugeordnet werden. Prozesse

Produktmarketing [PEP-98]/ Produktplanung [FRE-01] Konstruktion

Teilprozesse

Sachmittelinvestitionen

Angebotsbearbeitung

CAO-Systeme, Kommunikationssysteme

Marktanalyse Konzeption

Entwurf/Design Ausarbeiten Prototyp

Produktionsvorbereitung

Fertigungsplanung Montageplanung Prüfplanung

CAO-Systeme, Kommunikationssysteme, CBM-Systeme Kommunikationssysteme

CAS-Systeme, CAD-Systeme, Konfigurationssysteme CAD-Systeme, FEM/BEM, Animation und Simulationswerkzeuge physischer Prototyp: Rapid Prototyping virtueller Prototyp: Digital MockUp CAP-Syteme, CAM-Systeme CAM-Systeme

CAQ-Systeme

Tabelle 3.3: Prozesse, Teilprozesse und Werkzeuge in der Produktentwicklung

CAD-Systeme für das rechnerunterstützte Konstruieren (CAD = Computer Aided Design) bilden hierbei den Kern der Anwendungen in der Produktentwicklung und liefern die Produktinformationen, die als Grundlage zur weiteren Verarbeitung in den nachfolgenden Prozessen, Teilprozessen und Aktivitäten dienen. Diese Informationen werden in einem Produktmodell gespeichert. Das Produktmodell umfaßt alle das Produkt beschreibenden, für seine Produktion benötigten und eventuell aufeinander bezogenen Informationsmengen. Diese Informationsmengen in einem Produktmodell, die rechnerunterstützt erfaßt werden können, sind z.B. •

•

•

•

Funktion und Gestalt eines Produkts, die sich z.B. aus dem Design oder einer Marktanalyse ergeben. Zum Design eines Produktes erfolgt das rechnerunterstützte Design (CAS = Computer Aided Styling) zunehmend mit den Funktionalitäten in CAD-Systemen [GBK-98].

Stücklisten, Sachmerkmale, Stammdaten, Standard- und Normteile, Zugriffsrechte der Benutzer, Projektmanagementinformationen sowie Freigabe- und Änderungsprozeßdaten, die in EDM (Engineering Data Management)/PDM (Product Data Management)-Systemen in Verknüpfung mit Datenbanksystemen abgespeichert sind. Bei „Engineering Data“ liegt der Schwerpunkt auf den Prozessen und den sie beschreibenden Daten, bei „Product Data“ liegt der Schwerpunkt auf den das Produkt beschreibenden Daten. Beide Sichten sind jedoch notwendig, um eine vollständige Rechnerunterstützung der Produktentwicklung zu ermöglichen [VDI-2219].

Daten aus der Fertigung zur organisatorischen Planung, Steuerung und Überwachung der Produktionsabläufe von der Angebotsbearbeitung bis zum Versand unter Mengen-, Terminund Kapazitätsaspekten aus PPS (Produktionsplanung und -steuerung)- [VAS-99]/ERP (Enterprise Resource Planing)- [DRO-99] Systemen. Konstruktions- und Fertigungsregeln eines Produkts in wissensbasierten Systemen oder Konfigurationssystemen zum schnelleren und kostengünstigeren Erstellen eines Produkts [VAJ-99].

46

•

•

•

• •

•

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

3D-Modelle und/oder technische Zeichnungen für das rechnerunterstützte Fertigen (CAM = Computer Aided Manufacturing). CAM beginnt heute bei der rechnerunterstützten Erstellung von NC-Verfahrwegen. Die Weiterentwicklung zielt darauf ab, Rechnerunterstützung für alle Steuervorgänge innerhalb von Fertigung und Montage bereitzustellen. In der Fertigung werden die Steuerungsprogramme für NC, CNC-, DNC-Maschinen aus dem Produktmodell im CAD-System abgeleitet [VAS-90].

Arbeitspläne in der rechnerunterstützten Arbeitsplanung (CAP = Computer Aided Planning). Hier wird ein Prozeß unabhängig von einem speziellen Auftrag, Terminen und Belegungsplänen der Werkzeugmaschinen durchgeplant, um die für die Fertigung eines Produkts notwendigen Arbeitsschritte sowie ihren Zeit- und Maschinenbedarf zu ermitteln [VAS-90].

Ergebnisse aus dem rechnerunterstützten Auslegen (CAE = Computer Aided Engineering) von Produkten. Hier geht es einerseits um die rechnerunterstützte Lösung von Berechnungsaufgaben z.B. mittels FEM (Finite Element Methods)/BEM (Boundary Element Methods)Systemen zur Verifikation bestimmter Kenngrößen oder Auslegung bestimmter Konstruktionsparameter und andererseits um die rechnerunterstützte Lösung von Optimierungsaufgaben mittels Genetischer Algorithmen zur Optimierung von Parametern, so daß eine Zielfunktion mit Randbedingungen optimal erfüllt wird [VAJ-99].

Ergebnisse aus Berechnung, Simulation und Test mittels Kinematik-, Fly Through-Software etc. [VAJ-99]

Ergebnisse aus der rechnerunterstützten Qualitätssicherung (CAQ = Computer Aided Quality Assurance). In der Qualitätssicherung werden CAQ-Systeme zur Festlegung und Überwachung von Prüfmerkmalen, Erstellung von Prüfvorschriften und -plänen und zur Erstellung von Prüfprogrammen für rechnerunterstützte Prüfeinrichtungen eingesetzt [VAS-90].

vollständige digitale Beschreibung des Produktes mit Unterstützung von Digital MockUp und Rapid Prototyping [VAJ-99].

Zur Einarbeitung in die o.g. Hardware- und Softwaresysteme können rechnerunterstützte Lernprogramme (CBT = Computer Based Training) benutzt werden. Ebenso gibt es zu den o.g. Werkzeugen Schnittstellen zu CAO (Computer Aided Office)-Systemen. Hierzu gehören Bürokommunikationssysteme und PCs mit Textverarbeitungs- und Tabellenkalkulationsprogrammen. Um innerhalb eines Unternehmens und mit dem Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen für eine reibungslose Kommunikation zu sorgen, sind moderne Kommunikationsmedien erforderlich: •

•

Das Internet wird in Zukunft eine wichtige Rolle in der internationalen Zusammenarbeit spielen. Dabei sind aus Unternehmenssicht zwei Hauptanwendungen zu unterscheiden: einerseits die Nutzung des Internets als Kommunikationsmedium in Form von Vertriebsinformationssystemen [HIC-99] und andererseits als virtueller elektronischer Marktplatz (auch als Electronic Commerce bezeichnet), in dem Produkte und Dienstleistungen angeboten werden können [WIß-99]. Dabei haben sich für die Rechnerunterstützung der Geschäftsprozesse im Marketing mehrere Begriffe herauskristallisiert: in [HMW-99] CBM (Computer Based Marketing), in [ISR-99] CRM (Customer Relationship Management) oder u.a. in [HIC-99] CAS (Computer Aided Selling). Bereits in den letzten beiden Jahren hat die Bedeutung elektronischer E-Mail-Systeme drastisch zugenommen. Diese Systeme erlauben es, zwischen Arbeitsplätzen intern und mit den

47

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

•

Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen elektronisch zu kommunizieren, Nachrichten auszutauschen, Dateien weiterzuleiten und zu archivieren [PAL-99].

Die Vernetzung von betrieblichen Arbeitsplätzen mit elektronischen Diensten und Datenbanken hat zugenommen, da auch die Nutzung von Bibliotheken, Wissenschaftseinrichtungen und öffentlich zugänglichen Informationsquellen immer mehr auf elektronische Basis gestellt wurden [PAL-99].

Werkzeuge zur Planung, Steuerung und Kontrolle von Prozessen bzw. Projekten im Prozeßbzw. Projektmanagement beinhalten Funktionalitäten, die Überlappungen zu EDM/PDMSystemen aufweisen. Allerdings haben diese Werkzeuge nicht den übergreifenden Charakter einer Integrationsplattform für den technischen Bereich, da die Funktionen vorwiegend auf den Büroanwendungsbereich abgestimmt sind, oder sie sind dokumentenorientiert und nicht produktstrukturorientiert, was jedoch in der Produktentwicklung von hoher Bedeutung ist. Allen diesen Werkzeugen fehlen CAD-Datenmanagement, Stammdatenverwaltung, Stücklistenmanagement, Standard- und Normteilemanagement oder Freigabe- und Änderungsmanagement [VDI-2219]. Aufgrund dessen werden daher diese Werkzeuge im Rahmen bei der Nutzenerfassung und -bewertung nicht mehr weiter beachtet. In Bild 3.6 sind die Werkzeuge der Produktentwicklung und deren Beziehungen untereinander dargestellt. moderne Kommunikationsmedien CAESysteme CASSysteme CBMSysteme

Rapid Prototyping/ Digital MockUp

CAOSysteme

CADSysteme

Wissensbasierte Systeme Konfigurationssysteme Datenbanksysteme

CAQSysteme Software für Animation, Simulation

CBTSoftware

CAMSysteme CAPSysteme

r de g in lun e k u g wi c ze e n t k er kt W du o Pr

EDM/PDMSysteme PPS/ERPSysteme

Werkzeuge für Prozeß- und Projektmanagement in der Produktentwicklung CAD CAE CAO

Computer Aided Design Computer Aided Engineering Computer Aided Office

CAP CAQ CAS

Computer Aided Planning Computer Aided Quality Assurance Computer Aided Styling

Bild 3.6: Werkzeuge der Produktentwicklung (in Anlehnung an [VAJ-99])

CBM Computer Based Marketing CBT Computer Based Training

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

48

In den folgenden Abschnitten wird nun die Erfassung von Nutzen in Nutzenkategorien und deren Bewertung in Nutzenklassen beschrieben. 3.5 Nutzenerfassung in Nutzenkategorien

Nutzen beschreiben nach Abschnitt 2.4.1 Auswirkungen einer Investition innerhalb und außerhalb der Prozeßphase, die sich z.B. aus den Anforderungen der neuen Technologie (Benchmarking) oder aus den Prozeßzielen bzw. der Unternehmensstrategie aus dem Abschnitt 3.1 ergeben. In diesem Abschnitt wird begründet, warum Nutzen aus der Prozeß- und Werkzeugsicht sowie in erweiteter Form aus Mitarbeiter-, Kunden- und Organisationssicht betrachtet werden.

Für die Nutzen gelten aus den in Abschnitt 3.1 aufgestellten Definitionen für Prozesse, Methoden, Verfahren und Werkzeuge folgende Zusammenhänge (Bild 3.7): •

•

Prozesse erfordern Methoden, Verfahren und/oder Werkzeuge. Die in den Prozessen erfaßten Nutzen gelten daher auch für die Verfahren, Methoden und/oder Werkzeuge, nur können sie hier etwas detaillierter beschrieben werden. Die Umkehrung ist allerdings ausgeschlossen, da diese Nutzen nicht eindeutig einem Prozeß zugeordnet werden können [VAS-99].

Methoden und Verfahren erfordern manuelle und/oder rechnerunterstützte Werkzeuge. Die in den Methoden und Verfahren erfaßten Nutzen gelten daher auch für die Werkzeuge, nur können sie hier sehr weit mehr detailliert beschrieben werden. Die Umkehrung ist allerdings ausgeschlossen, da diese Nutzen nicht eindeutig einer Methode bzw. Verfahren zugeordnet werden können. Anwendungen

erscheinender Nutzen aus Prozeß-Sicht

Prozesse

...

Bild 3.7:

...

Werkzeuge

Beispiel

gröbere Beschreibung

Senkung der Durchlaufzeit

...

Methoden und Verfahren

Beschreibung der Nutzen

detailliertere Beschreibung

• • • •

Bearbeitungszeit Transportzeit Liegezeit Wartezeit

Aufspalten eines auftretenden Nutzens aus Prozeß-Sicht in Nutzen aus der Methoden, Verfahrens- und Werkzeuge-Sicht

Je besser für die Prozesse, Methoden und Verfahren die dazu notwendigen Werkzeuge bereitgestellt werden können, desto exakter lassen sich die Nutzen für die Werkzeuge ermitteln, desto genauer können sie in die Nutzenkategorien eingeordnet werden, desto eher können die Nutzenklassen für die Quantifizierung bestimmt werden. Da aber dieser Ansatz sehr schwer handhabbar ist, werden im folgenden auf Methoden und Verfahren verzichtet, so daß die Zuordnung von den Prozessen direkt zu den Werkzeugen erfolgt. Ebenso reicht bei Investitionen in mehrere

Preis als Qualitätsindikator (u.a. in [WIC-97]) Qualität für den Kunden [GAR-84] Servicequalität (u.a. in [HLD-97])

Dienstleistungsqualität (u.a. in [BER-97])

Prozeßqualität (u.a. in [SCH-99]) Projektqualität (u.a. in [SCH-99]) Qualität der fachlichen Kompetenz des Mitarbeiters (u.a. in [TON-97])

Qualität Produktqualität [GAR-84]

Herstellung eines Produkts [GAR-84]

Qualitätskriterien nach [DÖG-86]

Projekttermine (u.a. in [SCH-99]) Termintreue eines Projektes (u.a. in [SCH-99])

Prozeßzeit (u.a. in [SCH-99])

Termintreue eines Prozesses (u.a. in [SCH-99])

Flexibilität der Organisation (u.a. in [HOM-88])

Flexibilität bzgl. Umrüstbarkeit der Maschinen (u.a. in [HOM-88])

49

Mitarbeiterqualität (u.a. in [TON-97])

umweltschonende Herstellung [DIN-96b]

Zeit

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

schlankere Organisation/ Hierarchien (u.a. in [SCH-99])

rechnerunterstützte Werkzeuge die Nutzenerfassung eines Werkzeuges für die Bewertung alleine nicht aus. Es müssen die Nutzen im unternehmensinternen Umfeld für deren integrierte Anwendung und im unternehmensexternen Umfeld nach der Prozeßdefinition in Abschnitt 3.1 die Kundennutzen erfaßt werden.

Mind Mapping aus Kosten - Qualität - Zeit

Kosten

Ausgehend von den klassischen Forderungen Kosten senken, Qualität verbessern und Zeiten verkürzen sind in Bild 3.8 verschiedene Interpretationen aus der Literatur zusammengetragen.

Bild 3.8:

Besserer Nutzungsgrad/ Auslastungsgrad der Werkzeuge Prozeßkosten (u.a. in [FIL-97]) Einsparungen bzgl. (u.a. in [SCH-99]) Personal, Material, Maschinen (u.a. in [HOM-88]) Projektkosten (u.a. in [SCH-99])

50

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

In Abschnitt 2.1.1 wurden bereits die Kosten definiert. In der Produktentwicklung spielen die Prozeßkosten von der Entwicklung bis zur Fertigungsfreigabe und die Projektkosten zur Durchführung der in Abschnitt 3.1 genannten Prozeßziele eine Rolle [SCH-99]. Für die Investition eines Werkzeugs können neben einer eventuell schlankeren Organisation bzw. Verflachung von Hierarchien auch Einsparungen an Personal, Material und Maschinen zu Kostensenkungen führen. Auch ein besserer Nutzungsgrad hinsichtlich Funktionalitäten bzw. Auslastungsgrad des Werkzeugs lassen sich wirtschaftliche Effekte erzielen [HOM-88].

In der wirtschaftswissenschaftlichen Literatur konnte sich bislang kein allgemein anerkannter Begriff für die Qualität durchsetzen [GRA-98]. Zu den am weitesten verbreiteten Definitionen für die Qualität gehören nach [GAR-84] Aussagen über das Produkt, den Kunden, der ein solches Produkt oder eine Dienstleistung beansprucht, oder über die Herstellung. Weniger verbreitet sind Definitionen, die eine Kostenorientierung integrieren [HOD-98]. Z.B. kann eine Investition in die Qualität des Werkzeugs und der Ausbildung der Mitarbeiter zu Kostensenkungen führen, wenn Funktionalitäten des Werkzeugs bestmöglichst ausgenutzt werden.

Eine bestimmte Qualität zu ereichen, zu halten oder zu steigern, wurde z.B. in [BAC-88], [VAS97c] und [FGH-95] dadurch erreicht, daß der Produktionsablauf aufgrund seiner Transparenz gut kontrollierbar wurde, der Daten- und Informationsaustausch über die gemeinsame Datenbank schneller und besser funktionierte und ein stabiles System für eine kontinuierliche Produktion realisiert wurde. Diese Sichtweise berücksichtigt jedoch nur die Herstellung eines Produkts. Zudem gewinnen Aspekte der umweltverträglichen Produkte und der umweltschonenden Herstellung in der Qualitätsdiskussion an Bedeutung [DIN-96b]. Neben der Herstellung eines Produkts ist auch die Produktqualität zu einem wichtigen Wettbewerbsfaktor geworden, denn das endgültige Urteil über die Qualität fällt keine innerbetriebliche Instanz, sondern der Markt [HTB-93]. Ein Zulieferant, der sich durch hohe Produktqualität zu differenzieren sucht, wird daher bemüht sein, jene Erwartungen und Bedürfnisse des Kunden zu erforschen, welche ihn vom Konkurrenten unterscheidet. Daher liegt produktorientierten Definitionen der Qualität ein präzises, meßbares Qualitätsverständnis zugrunde. Gemäß diesen Definitionen ist die Qualität eines Produktes eine Funktion der Quantität bestimmter Attribute. Entsprechend lassen sich vergleichbare Produkte, was deren Qualität betrifft, in eine Reihenfolge bringen. Aus dieser Definitionsart lassen sich zwei weitere Folgerungen ziehen: zum einen kann höhere Qualität nur durch höhere Kosten erreicht werden, da sie von der Quantität der Attribute abhängt, zum anderen kann Qualität objektiv daran gemessen werden, weil es lediglich das Vorhandensein meßbarer Attribute betrifft ([GAR-84], [HOD-98]).

Kundenorientierte Definitionen der Qualität stützen sich, im Gegensatz zu produktorientierten Definitionen, auf ein subjektives Qualitätsverständnis [HOD-98]. Qualität bedeutet hierbei Erfüllen der Kundenwünsche, wettbewerbsfähige Technik, marktfähiger Preis, fehlerfreie und rechtzeitige Auslieferung, angemessene Nutzungsdauer bei hoher Verfügbarkeit und Minimieren der mit dem Produkt verbundenen Risiken für den Anwender (Produkthaftung) und die Gesell-

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

51

schaft (Umwelt) [DIN-96b]. In [HOD-98] wird dieser Markterfolg durch die Qualität der Dienstleistungen gemessen. In [BER-97] u.a. wird dies auch als Dienstleistungsqualität oder in [HLD-97] als Servicequalität bezeichnet.

Um den im Rahmen von Produktion und Vertrieb entstehenden Verlust durch Fehlleistungen, Ausschuß, Nacharbeit oder Sortierprüfungen ständig zu verringern, erfordern steigende Anforderungen an die Fehlerfreiheit und das Erreichen technologischer Grenzen eine hohe organisatorische und technische Integration der Qualitätsarbeit (nach [SCH-99] die Prozeßqualität), auch in die planenden und steuernden Bereiche des Unternehmens (nach [SCH-99] die Projektqualität) hinein [BLÄ-90]. Dies stellt Anforderungen an alle Funktionsbereiche des Unternehmens, insbesondere an das Personalmanagement. Unter Personalmanagement wird hierbei die Bereitstellung und der zielorientierte Einsatz von Mitarbeitern im Unternehmen verstanden. Dazu werden Anforderungen an die Mitarbeiterqualität, wie z.B. Aufgeschlossenheit, Bereitschaft und Fähigkeit zum vernetzten Denken, sowie an die Qualität seiner fachlichen Kompetenz gestellt [TON-97]. Letztendlich muß noch die Qualität des zu beschaffenden Werkzeugs betrachtet werden. In Anlehnung an [DÖG-86] ist die Qualität eines Werkzeugs seine Eignung, den Nutzenerwartungen des Anwenders in sachlicher, räumlicher und zeitlicher Hinsicht zu entsprechen. Sie konkretisiert sich u.a. in den Merkmalen der technisch-funktionalen Qualität, der Integrationsqualität, der Qualität des Funktionsumfanges und der Zukunftsoffenheit. Eine verstärkte Berücksichtigung der unterschiedlichen Qualitätsdefinitionen ist also zur Nutzenerfassung notwendig, um die Wirtschaftlichkeit einer Investition besser beurteilen zu können.

Eine weitere Möglichkeit, die Wirtschaftlichkeit einer Investition einfach nachzuweisen, ist neben der Betrachtung der Kostensenkung die Verkürzung der Zeit. Z.B. in [BAC-88], [VAS-97c] und [FGH-95] wird Zeit auf die unterschiedlichste Weise eingespart. Kürzere Durchlaufzeiten in der Fertigung, Zeitersparnis durch weniger Verwaltungstätigkeit, schnellerer Datenaustausch und schnelle Anpassungsfähigkeit an neue Anforderungen sind eine Zeiteinsparung, die durch die Einführung einer neuen Technologie bzw. eines neuen Konzeptes hervorgerufen wird. In der Literatur (z.B. in [DIN-96a]) wird statt dem Begriff Zeit auch der Begriff der Durchlaufzeit benutzt. Die Durchlaufzeit setzt sich nach [DIN-96a] aus den Kennzahlen •

Bearbeitungszeit,

•

Liegezeit und

• •

Transportzeit, Wartezeit

zusammen. Die Bearbeitungszeit ist nach [DIN-96a] noch in wertschöpfende und nicht wertschöpfende Tätigkeiten sowie in „physische“ und „geistige“ Rüstzeiten untergliedert.

Für die Produktentwicklung können diese Kennzahlen analog angewendet werden. Aus diesen Kennzahlen können im Prozeßmanagement die jeweiligen Zeiten für Aktivitäten bzw. Prozesse, d.h. die Prozeßzeiten, errechnet werden. Im Projektmanagement wird die Bearbeitungszeit als

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

52

Projektzeit interpretiert. Von der Prozeß- bzw. Projektzeit kann die Termintreue eines Prozesses bzw. Projektes gegenüber dem Kunden abgeleitet werden. Die Verkürzung von Prozeßzeiten kann auch durch Flexibilität der Organisation oder durch Flexibilität bzgl. Umrüstbarkeit der Maschinen erreicht werden. Nach [OST-95] wird die Flexibilität eines Systems in fünf Unterkategorien unterschieden: •

•

•

•

•

Einsatzflexibilität ist die Fähigkeit eines Systems, ein vorgegebenes Produkt in beliebiger Reihenfolge zu fertigen bzw. zu montieren. Kennzahlen für die Einsatzflexibilität sind Systemfunktionalität und Dispositionsfreiheit. Angewendet auf die Werkzeuge der Produktentwicklung ergibt sich die Werkzeugfunktionalität und entspricht, wie oben dargestellt, der Qualität des Funktionsumfanges nach [DÖG-86].

Störungsflexibilität ist die Fähigkeit eines Systems, kurzzeitige Störungen mit sich ersetzenden Funktionselementen oder Ausfallstrategien zu überbrücken. Kennzahlen für die Störungsflexibilität sind Kompensationsfähigkeit, Umsteuerbarkeit und Durchlauffreizügigkeit. Bei den Werkzeugen der Produktentwicklung gibt es keine sinnvolle Entsprechung.

Mengenflexibilität ist die Fähigkeit eines Systems, bei unterschiedlichen Auslastungsgraden wirtschaftlich zu arbeiten. Kennzahlen für die Mengenflexibilität sind z.B. Leistungsreserve. Bei den Werkzeugen der Produktentwicklung wird dies z.B. nach [FIL-97] durch den besseren Nutzungsgrad bzw. Auslastungsgrad der Werkzeuge gemessen.

Umbauflexibilität ist die Fähigkeit eines Systems, sich an zukünftige Fertigungsanforderungen durch heute noch nicht bekannte Produkte anzupassen. Kennzahlen für die Umbauflexibilität sind Strukturveränderbarkeit und Kombinationsmöglichkeiten. Den Werkzeugen der Produktentwicklung entspricht dies der Zukunftsoffenheit des Werkzeugs an sich und entspricht, wie oben dargestellt, der Zukunftsoffenheit nach [DÖG-86]. Integrationsflexibilität ist die Fähigkeit eines Systems, sich mit anderen Anlagen oder Einrichtungen zu ergänzen bzw. mit diesen verkettet zu werden. Kennzahlen für die Integrationsflexibilität sind Offenheit und Erweiterbarkeit des Systems und entspricht, wie oben dargestellt, der Integrationsqualität nach [DÖG-86]. In diesem Beitrag wird der Begriff Integrationsflexibilität verwendet.

Ein weiteres oft genanntes klassisches Ziel einer Investition ist die Steigerung der Produktivität und ist häufig mit der Verkürzung der Durchlaufzeit verbunden (z.B. in [REI-85], [SCH-90]). Daher wird dies nicht weiter betrachtet. Um nun aus den verschiedenen Ableitungen der Definitionen von Kosten, Qualität und Zeit im vorigen Abschnitt sinnvoll Nutzenkategorien bilden zu können, werden diese aus den Aspekten der Mitarbeiter-, Kunden-, Prozeß-, Organisations- und Werkzeugsicht zusammengesetzt. Daraus ergeben sich für die • •

•

Mitarbeitersicht die Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld mit der Ableitung Qualität der fachlichen Kompetenz des Mitarbeiters. Kundensicht die Nutzenkategorien Servicequalität und Produktqualität.

Prozeßsicht bzw. Organisationssicht die Nutzenkategorie Prozeßperformance mit den Ableitungen Prozeßzeit, Termintreue, Prozeßqualität, Prozeßkosten und Kundenzufriedenheit

53

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

•

sowie die Nutzenkategorie Projektperformance mit den Ableitungen Projekttermine, Termintreue, Projektqualität und Projektkosten. Werkzeugsicht die Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz mit den Ableitungen Besserer Nutzungsgrad bzw. Auslastungsgrad der Werkzeuge, Kosteneinsparungen bzgl. Personal, Material, Maschinen und den Flexibilitätskriterien nach [OST-95] bzw. den Qualitätskriterien nach [DÖG-86].

In Bild 3.9 ist die Zuordnung der Ableitungen der Definitionen von Kosten, Qualität und Zeit mit den erstellten Nutzenkategorien dargestellt. • Werkzeugfunktionalität • besserer Nutzungsgrad bzw. Auslastung der Werkzeuge • Kosteneinsparungen bzgl. Personal, Material, Maschinen • Zukunftsoffenheit des Werkzeugs • Integrationsflexibilität • ...

• Verbesserung der Qualität der Ausbildung • Mitarbeitertreue/ Arbeitsklima • ...

Bild 3.9

Steigerung der Produktqualität

Produktqualität Werkzeugeinsatz

Mitarbeiterumfeld

Prozeßperformance

Projektperformance Servicequalität

Steigerung der Servicequalität

Bildung der Nutzenkategorien

• kürzere Prozeßzeit • Verbesserung der Prozeßqualität • höhere Termintreue gegenüber Prozeß • Minimierung der Prozeßkosten • Kundenzufriedenheit mit den Prozeßergebnissen

• kürzere Projektzeit • Verbesserung der Projektqualität • höhere Termintreue gegenüber Projekt • Minimierung der Projektkosten

Die Zwischenschritte von dem Dreieck Kosten, Qualität und Zeit zu den Nutzenkategorien sind in Bild 3.10 zusammengefaßt. Diese Darstellung wird nochmals benötigt, um das Ergebnis der Nutzenerfassung seitens des Controllings mit dieser beschriebenen Vorgehensweise vergleichen zu können.

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

54

Klassische Nutzenkategorien Kosten

Qualität

Zeit

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Nutzenpotentiale in der Produktentwicklung Minimierung der Kosten hinsichtlich Prozesse Projekte besserer Nutzungsgrad/Auslastung der Werkzeuge Einsparungen bzgl. Personal, Material, Maschinen schlankere Organisation/Hierarchien

Verkürzung der Durchlaufzeit hinsichtlich Prozesse Projekte Termintreue gegenüber Projekten und Kunden Flexibilität bzgl. Umrüstbarkeit von Maschinen Flexibilität der Organisation

Steigerung der Qualität hinsichtlich Prozesse Projekte Qualifikation der Mitarbeiter Produkte Service

Nutzenkategorien in der Produktentwicklung Produktqualität Werkzeugeinsatz

Mitarbeiterumfeld

Bild 3.10:

Prozeßperformance

Projektperformance Servicequalität

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Vorgehensweise Enwicklung der Nutzenkategorien in der Produktentwicklung

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

55

3.6 Nutzenbewertung in Nutzenklassen

Je nach quantitativer Bewertung der Nutzen einerseits und ihrer Wirkung auf den Produktlebenszyklus andererseits lassen sich nach [ENC-84], [VDI-2216] die Nutzen in folgende Nutzenklassen aufteilen: •

•

•

•

direkte quantifizierbare Nutzen sind Nutzen, die in der betrachteten Phase im Produktlebenszyklus zu einer direkten und quantifizierbaren Verbesserung des Ablaufs führen. Ein Beispiel ist die Verkürzung der Zeichnungserstellungszeiten bei einer rechnerunterstützten Variantenkonstruktion bei der Einführung eines CAD/CAM-Systems.

direkt schwer quantifizierbare Nutzen sind in der betrachteten Phase im Produktlebenszyklus diejenigen Nutzen, die eine direkte positive Wirkung innerhalb des organisatorischen Einsatzbereichs haben, jedoch nur schwer oder gar nicht quantifiziert werden können. Ein Beispiel ist die höhere Qualität der mit einem neuen CAD/CAM-System erzeugten Unterlagen (Zeichnungen, Berechnungen usw.), oder aber die Flexibilität in bezug auf konstruktive, kundenwunschabhängige Problemlösung im Bereich der Angebotsberarbeitung bei Einzelfertigung.

indirekt quantifizierbare Nutzen sind Nutzen, die außerhalb der betrachteten Phase im Produktlebenszyklus quantifizierbare Sekundärnutzen bringen. Ein Beispiel ist nach Einführung eines CAD/CAM-Systems die Reduzierung des zeitlichen Aufwands für die NCProgrammierung durch die digitale Weitergabe der in der Konstruktion erzeugten Geometriedaten in die Arbeitsvorbereitung.

indirekt schwer quantifizierbare Nutzen sind Nutzen, die außerhalb der betrachteten Phase im Produktlebenszyklus Sekundärnutzen bringen, die nur schwer oder gar nicht quantifiziert werden können. Ein Beispiel ist die Reduzierung der Lagerkosten auf Grund eines erhöhten Standardisierungsgrades.

In [VAS-97a, VAS-97b] wurden zusätzlich noch Synergieeffekte mit eingebunden. Synergieeffekte sind nach [DUD-90] positive Wirkungen, die sich aus dem Zusammenschluß oder der Zusammenarbeit zweier Unternehmen o.ä. ergibt. In der Produktentwicklung sind dies analog das Zusammenspiel von Prozessen innerhalb eines Unternehmens und die im (Markt-)Umfeld eines Unternehmens nach Einführung einer Technologie. Ein Beispiel ist die Produktvielfalt für den Markt: Indem die unterschiedlichen Produktstrukturen durch den EDM (Engineering Data Management)-Einsatz transparent gemacht werden, können mehr kundenwunschbedingte Varianten angeboten werden. Nach [REI-93] werden jene Nutzen, die quantitativ erfaßbare Sachverhalte in verdichteter Form wiedergeben, als Kennzahlen bezeichnet. Nutzen, die sich kostenstellenübergreifend ergeben, sind allerdings häufig nicht quantifizierbar. Bei der Investition z.B. in CAx-Systemen sind es aber gerade diese Nutzen, die den Einsatz der CAx-Systeme rechtfertigen und die stärksten Auswirkungen haben [PAU-91].

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

56

Für die Nutzenbewertung müssen nun folgende Fälle unterschieden werden: •

•

•

Vergleichszahlen von Durchlaufzeiten vom Ist-Stand und von prognostizierten Soll-Werten liegen vor. Die betreffende Formel lautet: V(erkürzung) =

Durchlaufzeit Soll Durchlaufzeit Ist

Vergleichszahlen Kosten und sonstigen Kennzahlen vom Ist-Stand und von prognostizierten Soll-Werten liegen vor. Die betreffende Formel lautet: V(erbesserung) =

Vergleich vorher Vergleich nachher

Können für Nutzen keine Durchlaufzeiten, Kosten oder sonstige Kennzahlen ermittelt werden, handelt es sich nach obiger Definition um schwer quantifizierbare Nutzen. Um diese in quantitativ erfaßbare, d.h. zähl-, meß-, wäg-, berechen- oder vergleichbare Nutzen umwandeln zu können, kann die Alternativenbewertung benutzt werden [BRK-97]. Vergleichbar bedeutet z.B. bei der Modellierung in einem CAD-System Funktionen zur 3D-Modellierung, Flächenmodellierung, Sketch-Modellierung. Lassen sie sich nicht in quantitativ erfaßbare Merkmale umwandeln, so sollen sie − rangmäßig (z.B. „mangelhaft“, „ausreichend“, „befriedigend“, „gut“, „sehr gut“) bzw.

− relational (z.B. „gleich wie“, „größer als“, „kleiner als“) bzw.

− mit mathematisch-logischen Aussagen (z.B. „ja/nein“, „und“, „oder“) bzw. − im Intervall (z.B. „[0,1])

beurteilbar sein [BRK-97]. Weitere Beispiele für rangmäßige Merkmale sind: − „sehr klein“, „klein“, „normal“, „groß“, „sehr groß“ − „keine“, „wenige“, „einige“, „mehrere“, „viele“

− „nein“, „angedacht“, „ansatzweise“, „vertieft“, „ja“

− „überhaupt nicht“, „in Ansätzen“, „zum Teil“, „verstärkt“, „eindeutig ja“ − „eindeutig nein“, „in Ansätzen“, „zum Teil“, „verstärkt“, „eindeutig ja“ − „gering“, „mittel“, „hoch“

− „Anzahl nicht ansteigen“, „Anzahl ansteigen“

•

− „1 Jahr“, „2 Jahre“, „3 Jahre“, „4 Jahre“, „5 Jahre“

Nutzen lassen sich auch grafisch durch Erfahrungskurven (Erfahrungsfunktionen) darstellen. Bild 3.11 zeigt z.B. die qualitativen Verläufe des Wissens über die unterschiedlichen Erfahrungsjahre.

57

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung Allgemeinwissen

| 15

Bild 3.11:

Fachwissen

| 30

| 45

| 60

| 75

Lebensalter

| 10

| 20

| 30

| 40

| 50

Berufsjahre

Qualitative Verläufe verschiedener Erfahrungskurven [BRK-97]

Nach [BRK-97] sind die am häufigsten in der Praxis vorkommenden Erfahrungskurven die in Tabelle 3.4 aufgelisteten Funktionen.

Name der Erfahrungskurve

Lineare Wachstumsfunktion

Mathematische Darstellung

m = aw+c

Steigung a,

mit

Graphische Darstellung

m

Verschiebungsfaktor c

w

Lineare Straffungsfunktion

m = −a w + c

Steigung a,

mit

m

Verschiebungsfaktor c

w

Nichtlineare Wachstumsfunktion

m = a w b mit

m

b < 1 (degressiver Verlauf) b > 1 (progessiver Verlauf) Maßstabsfaktor a

b1

w

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

58 Name der Erfahrungskurve

Steigende Sättigungsfunktion mit degressivem Verlauf

Mathematische Darstellung

m = 1− e

 w −w min  −   a  

Graphische Darstellung

m

mit

wmin Verschiebung des Koordinatenursprungs auf der Abszisse

Maßstabsfaktor a

w

Steigende Sättigungsfunktion mit progressivem Verlauf

m = mmax − a r 2 − (w − wmin )

mit

2

m

Radius r

wmin Verschiebung des Koordinatenursprungs auf der Abszisse Maßstabsfaktor a

Steigende S-Funktion

w

3 − −a ( w− w min )) m = 1− e ( mit

m

wmin Verschiebung des Koordinatenursprungs auf der Abszisse Maßstabsfaktor a

w

Nichtlineare Straffungsfunktion

m = mmax − a wb

mit

m

b < 1 (degressiver Verlauf)

mmax Maß für die Streckung des Meßzahlenbereich Maßstabsfaktor a

w

Fallende Sättigungsfunktion

m=e

 w −w min   − a  

mit

m

wmin Verschiebung des Koordinatenursprungs auf der Abszisse Maßstabsfaktor a

w

Fallende S-Funktion

min

m = e(

− a ( w− w min ) )

3

w

mit

wmin Verschiebung des Koordinatenursprungs auf der Abszisse

Maßstabsfaktor a

w

min

w

59

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung Name der Erfahrungskurve

Mathematische Darstellung

m = aw+c

Nichtlineare Maximumfunktion

Steigung a,

Graphische Darstellung

mit

m

Verschiebungsfaktor c a > 0 mit w < w1

a = 0 mit w = w1 a < 0 mit w > w1

m = aw+c

Nichtlineare Minimumfunktion

Steigung a,

w

mit

1

w

m

Verschiebungsfaktor c a < 0 mit w < w1

a = 0 mit w = w1 a > 0 mit w > w1

m = mmax (−a) (w + c)e1−a( w +c )

Verschobene Minimumfunktion

w

1

w

m

mit

Maßstabsfaktor a

Verschiebung des Kurvennullpunktes c auf der Abszisse w

Tabelle 3.4: Häufig benutzte Erfahrungskurven in der Praxis [BRK-97]

Wenn nichtquantifizierbare Nutzen sich nicht in quantitativ erfaßbare Merkmale umwandeln lassen, werden die rangmäßigen Merkmale mit einer in Tabelle 3.4 dargestellten Erfahrungskurve kombiniert. Bild 3.12 zeigt als Erfahrungskurve eine sog. Schulungskurve in Form einer verschobenen Minimumfunktion. In Abhängigkeit der Investitionsdauer von fünf Jahren können die entsprechenden Renditen des Schulungserfolges abgelesen werden, wobei diese Renditen aus Schätzwerten von Altprojekten ermittelt werden. Rendite

60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% -10 %

Bild 3.12:

| 1

| 2

| 3

| 4

Erfahrungskurve kombiniert mit Alternativenbewertung

| 5

Jahre

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

60

3.7 Zusammenfassung der Vorgehensweise zur Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

Zusammengefaßt empfiehlt sich also für eine Nutzenerfassung und -bewertung einer Investition in Werkzeugen in der Produktentwicklung folgende Vorgehensweise (Bild 3.13): • • • •

Erfassen der Unternehmensstrategie bzw. der Prozeßziele aus Abschnitt 3.1

Suche nach geeigneten Werkzeugen aus Abschnitt 3.4, die die Unternehmensstrategie bzw. Prozeßziele erfüllen Erfassen der Nutzen in Nutzenkategorien (Abschnitt 3.5) Bewertung der Nutzen in Nutzenklassen (Abschnitt 3.6)

Unternehmensstrategie/Prozeßziele

Auswirkung einer Investition

innerhalb der Produktentwicklung

außerhalb der Produktentwicklung

Steigerung der Produktivität

Nutzen

Nutzenkategorien

Nutzenklassen Bild 3.13:

Steigerung des Innovationspotentials eines Produktes

Verkürzung der Durchlaufzeit Verbesserung der Qualität

Erhöhter Grad zur Nutzung der Mitarbeiter

Verbesserung der Einbindung der Kunden

Gesteigertes Informationsbedürfnis Erhöhung der Flexibilität

Mitarbeiterumfeld, Werkzeugeinsatz, Produkt-, Servicequalität, Prozeß-, Projektperformance quantifizierbar

schwer quantifizierbar

direkte Nutzen

quantifizierbar

schwer quantifizierbar

indirekte Nutzen Synergieeffekte

Unternehmensstrategie/Prozeßziele, Nutzenklassen, Nutzenkategorien, Nutzenpotentiale

3.8 Nutzenerfassung und -bewertung im Controlling

In den vorigen Abschnitten wurde gezeigt, wie aus den klassischen Kennzahlen Kosten, Qualität und Zeiten die Nutzenkategorien Mitarbeiterumfeld, Werkzeugeinsatz, Produktqualität, Servicequalität, Prozeß- und Projektperformance abgeleitet wurden. In diesem Abschnitt werden diese Nutzenkategorien mit Hilfe der Controlling-Methode Balanced Scorecard [KAN-97] abgeleitet. Um die Wirtschaftlichkeit der Prozesse zu bestimmen, wird im folgenden mit einem Ansatz der rechnerintegrierten Produktion [BIL-96] und dem Konzept der Balanced Scorecard ein Stufen-

61

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

modell diskutiert, so daß in Kapitel 4 die Nutzen für die jeweiligen Nutzenkategorien aufgestellt werden können.

Während die technische und ablaufbezogene Integration der Werkzeuge in der Produktentwicklung weitestgehend vollzogen ist, bereitet es Schwierigkeiten, die Wirtschaftlichkeit dieser Werkzeuge in einem Prozeßzusammenhang nachzuweisen. Dies liegt zum einen an der unzureichenden Kenntnis der prozessualen Wirkungszusammenhänge der Werkzeuge, die insbesondere in den Entwicklungsbereichen stark ausgeprägt ist. Zum anderen gestaltet sich der Wirtschaftlichkeitsnachweis problematisch, da es wenig operationalisierte und im Unternehmen abgestimmte Konzepte zur Bewertung der häufig auftretenden qualitativen Nutzenaussagen gibt.

Analog den vier Integrationsebenen der rechnerintegrierten Produktion in [BIL-96] und den Grundgedanken der Balanced Scorecard ergibt sich in dieser Arbeit das in Tabelle 3.5 dargestellte Stufenmodell: Ebene in [BIL-96]

Integrationsebenen in [BIL-96]

Ebene 1

Teilanwendungen der einzelnen Werkzeuge in den Teilprozessen (Tabelle 3.1) der Produktentwicklung

Ebene 2

Anwendungen der Werkzeuge in der Produktentwicklung

Ebene 3

Integrierte Anwendung der Werkzeuge im unternehmensinternen Umfeld

Ableiten von Kennzahlen aus der Lern- und Innovationsperspektive sowie Prozeßperspektive

Ebene 4

Integrierte Anwendung der Werkzeuge im unternehmensübergreifenden Umfeld, d.h. mit den Kunden, Zulieferanten und Partnerun-

Ableiten von Kennzahlen aus der Kunden- und Prozeßperspektive

Nutzenkategorien (Kapitel 4)

Ableiten von Kennzahlen in der finanziellen Perspektive

+ + +

ternehmen

Perspektiven aus der Balanced Scorecard [IDW-99]

Ableiten von Kennzahlen aus der Lern- und Innovationsperspektive sowie Prozeßperspektive

+ +

Ableiten von Kennzahlen aus der Lern- und Innovationsperspektive sowie Prozeßperspektive

+

Tabelle 3.5: Stufenmodell der Integrationsebenen [BIL-96] - Balanced Scorecard [IDW-99]

62

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

In Ebene 1 werden funktional eng abgegrenzte rechnerunterstützte Teilanwendungen in den Teilprozessen der Produktentwicklung betrachtet wie z.B. die Erstellung einer technischen Zeichnung für die NC-Programmierung. Werkzeuge in der Ebene 1 können in unterschiedlichen Abteilungen oder Unternehmensbereichen zum Einsatz kommen, auf einem oder mehreren vernetzten Rechnern installiert sein sowie von einem oder mehreren Mitarbeitern genutzt werden. Beispiele von eingesetzten Werkzeugen in den Teilprozessen der Produktentwicklung sind hierzu in Tabelle 3.3 aufgelistet. Die Werkzeuge in der Produktentwicklung (Ebene 2) und im unternehmensinternen Umfeld (Ebene 3), wie CAD, CAM oder EDM/PDM, sind effizient aufeinander abgestimmte rechnerunterstützte Anwendungen mit breitem Funktionsumfang.

Aus den drei Ebenen können Kennzahlen der Balanced Scorecard für die Lern- und Innovationsperspektive sowie für die Prozeßperspektive gewonnen werden. Diese Perspektiven stellen die Infrastruktur für die Erreichung der Ziele der anderen Perspektiven zur Verfügung. Ihre Ziele sind die Förderung der Potentiale der Mitarbeiter sowie die Optimierung des Werkzeugeinsatzes in der Produktentwicklung. Daher kann die Lern- und Innovationsperspektive zur Mitarbeiterperspektive und zur Werkzeugperspektive erweitert sowie die Prozeßperspektive in Prozeß- und Projektperspektive gegliedert werden, da das Konzept der Balanced Scorecard nicht starr auf die Begriffe der Perspektiven angewendet werden muß [FRS-00].

Die integrierte Anwendung der Werkzeuge in der Ebene 4 im unternehmensübergreifenden Umfeld umfaßt neben der Einbeziehung der Kunden auch die Zulieferanten sowie die Partnerunternehmen. Daher ergibt sich die Kunden-, Zulieferanten- und Partnerunternehmenperspektive [FRS-00].

Somit ergibt sich für die monetäre Bewertung der in Ebene 1 bis 4 gewonnenen Nutzen die Kennzahlen der finanziellen Perspektive der Balanced Scorecard. Da in der Produktentwicklung im Gegensatz zur Balanced Scorecard (schwer) quantifizierbare Nutzen zu berücksichtigen sind, ergibt sich eine sog. Nutzenbewertungsperspektive.

Zusammenfassend ergeben sich aus den Perspektiven der Balanced Scorecard, die ursprünglich nach [KAN-97] im Fertigungsprozeß angewendet wurden, die o.g. Perspektiven in der Produktentwicklung. Dementsprechend können in einfacher Weise die in Abschnitt 3.5 aufgestellten Nutzenkategorien den „neuen“ Perspektiven gegenübergestellt werden. Die Nutzenbewertungsperspektive stellt hierbei das Netz mit der roten und grünen Kurve dar (Bild 3.14).

63

3 Nutzenerfassung und -bewertung in der Produktentwicklung

Balanced Scorecard im Fertigungsprozeß Kundenperspektive

Unternehmensvision und -strategie

Finanzielle Perspektive

interne Prozeßperspektive

aus Unternehmensvision und -strategie abgeleitete Perspektiven

gegenseitige Beeinflussung der Perspektiven

Lern- und Entwicklungsperspektive Balanced Scorecard in der Produktentwicklung Kunden-, Lieferanten- und Partnerunternehmenperspektive Nutzenbewertungsperspektive

Prozeßperspektive

Unternehmensvision und -strategie

Mitarbeiterperspektive

Projektperspektive

Werkzeugperspektive

aus Unternehmensvision und -strategie abgeleitete Perspektiven

gegenseitige Beeinflussung der Perspektiven

Nutzenkategorien in der Produktentwicklung Produktqualität Werkzeugeinsatz

Mitarbeiterumfeld

Bild 3.14:

Prozeßperformance

Projektperformance Servicequalität

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Vorgehensweise Enwicklung der Nutzenkategorien in der Produktentwicklung aus der Balanced Scorecard

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

65

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung Für die Nutzenkategorien •

Mitarbeiterumfeld in Abschnitt 4.1

•

Produktqualität in Abschnitt 4.3

• • • •

Werkzeugeinsatz in Abschnitt 4.2 Servicequalität in Abschnitt 4.4

Prozeßperformance in Abschnitt 4.5 Projektperformance in Abschnitt 4.6

werden Beispiele für Nutzen und deren Bewertung in einem Schema (Tabelle 4.1) aufgestellt, wie für eine Unterkategorie (z.B. Qualifikation der Mitarbeiter) in der ersten Spalte Interpretationsmöglichkeiten für diese Unterkategorie (z.B. Steigerung der Qualifikation der Mitarbeiter, Effektivität der Schulungsmaßnahmen, Verkürzung der Durchlaufzeit von Aktivitäten) in der zweiten Spalte aufgelistet werden. In der dritten Spalte sind den Interpretationsmöglichkeiten des Nutzens die jeweilige Nutzenklasse zugeordnet.

In der vierten Spalte müssen für den Nutzen oder den daraus abgeleiteten Interpretationsmöglichkeiten die Werte der Ist-Analyse angegeben werden, falls diese vorhanden sind. In der fünften Spalte werden die prospektiven Soll-Werte eingetragen, die sich entweder •

aus den Einflußgrößen der Formeln aus den Kennzahlen der Literatur oder

•

aus den Einflußgrößen der in Abschnitt 3.6 dargestellten Erfahrungskurven aus Altprojekten oder aus der Literatur

•

aus den in Abschnitt 3.6 genannten Alternativen oder

ergeben. In der siebten Spalte können nach einer vorher festgelegten Investitionsdauer SollWerte zur retrospektiven Betrachtung mit der gleichen Vorgehensweise wie in der fünften Spalte berechnet werden. In der sechsten bzw. achten Spalte steht jeweils das Ergebnis für die prospektive bzw. retrospektive Betrachtung.

In den Abschnitten 4.1 bis 4.6 sind beispielhaft Nutzen aus der Literatur zusammengetragen. Diese erheben jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Da Nutzen je nach Ziel des Einsatzes des Werkzeugs in der Produktentwicklung unterschiedlich interpretiert oder Werte aus der Ist-Analyse aufgrund fehlender Daten nicht mit den Soll-Werten verglichen werden können, können Nutzen bzgl. Quantifizierbarkeit verschiedenen Nutzenklassen zugeordnet werden. Daher werden in dieser Arbeit nur die ersten beiden Spalten der Tabelle 4.1 betrachtet.

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

66

Nutzenkategorie Name (z.B. Mitarbeiterumfeld) mit den Unterkatego rien Unterkategorie 1

Unterkategorie 2 Nutzenklasse:

Nutzen

(Interpretationsmöglichkeiten)

NutzenIstklasse Analyse NK = {1,...,5}

SollErgebSollErgebWerte nis Werte nis (re(pro(pro(retrotro[Einheit] spektiv) spektiv) spektiv) spektiv) [Einheit]

[%]

[Einheit]

[%]

-

A

?

aV

aV

...

...

Nutzen 1

1

?

Nutzen 3

5

?

Nutzen 2

2

...

...

1: direkt quantifizierbare Nutzen

3: indirekt quantifizierbare Nutzen

4: indirekt schwer quantifizierbare Nutzen 5: Synergieeffekte

E

? ?

...

aV aV aV

aV aV aV

F=

Einflußgrößen für Formel

E=

Einflußgröße für Erfahrungskurve aus Abschnitt 3.6

A=

2: direkt schwer quantifizierbare Nutzen

F

Alternative aus Abschnitt 3.6

aV = analoge Vorgehensweise wie in Spalte 5 und 6

Tabelle 4.1: Schema zur Nutzenbewertung

4.1 Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld

Investitionen in Werkzeuge der Produktentwicklung sind zwar wichtig. Jedoch müssen Unternehmen auch in ihre Infrastruktur wie Personal, Organisation und Prozesse investieren. Das Unternehmen bekommt zufriedene Mitarbeiter durch neue Technologien, die die Arbeitsinhalte neu definieren. Veränderte Aufgaben fordern den Mitarbeiter und regen zum Mitdenken, Eigeninitiative und Kreativität an. In Tabelle 4.2 sind beispielhaft Nutzen aus der Literatur zusammengetragen. Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld mit den Unterkategorien ([BRO-97], [CIM-90], [KAN-97], [STA-97])

Nutzen ([BRO-97], [CIM-90], [KAN-97], [STA-97])

Mitbestimmung bei Entscheidungen (z.B. bei Einführung CAD/CAMSystem)

•

Erhöhung der Motivation der Mitarbeiter

Informationsbedürfnis

Ermutigung zu Kreativität und Initiative

• •

Steigerung des Zugriffs auf notwendige Informationen

Mitarbeitertreue/Arbeitsklima

•

Senkung der Fluktuationsquote der Stammmitarbeiter

•

Ergonomisch gestaltete Arbeitsplätze

•

Weiterbildung der Mitarbeiter (Wis- • sen und Kompetenz von Mitarbei• tern)

Steigerung der Anzahl vorgeschlagener Verbesserungsideen Senkung der Anzahl der Versetzungsgesuche Steigerung der Qualifikation der Mitarbeiter

Erhöhung der strategischen Aufgabendeckungsziffer („strategic job coverage ratio“)

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld mit den Unterkategorien ([BRO-97], [CIM-90], [KAN-97], [STA-97]) Teamarbeit

Nutzen ([BRO-97], [CIM-90], [KAN-97], [STA-97])

•

Steigerung von teamorientierten Denken und Handeln

•

Erhöhung der Risikobereitschaft des einzelnen Mitarbeiters

• •

menschengerechtere Arbeitsinhal- • te • Arbeitsbelastung

67

•

Erhöhung der Flexibilitätsbereitschaft des einzelnen Mitarbeiters Erhöhung der Leistungsbereitschaft des einzelnen Mitarbeiters Weniger Routinetätigkeiten

Steigerung von Beförderungs-/Entfaltungmöglichkeiten oder Vergünstigungen Geringere Einarbeitungszeiten

•

Weniger Unterbrechungen im Arbeitsablauf

•

Durchschnittliche Anzahl von Wochenarbeitsstunden der Mitarbeiter

• • • • •

Überwindung von Abteilungsdenken

Verringerung von streßbezogenen Krankheiten (z.B. Magengeschwüre, Bluthochdruck)

Verringerung der Einnahme von streßabbauenden Arzneimitteln

Senkung streßauslösender Ereignisse am Arbeitsplatz (z.B. Entlassungen, schlechte finanzielle Ergebnisse) Senkung der krankheitsbedingten Fehlzeiten

Tabelle 4.2: Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld

4.2 Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz

In der Produktentwicklung steht das CAD-System im Mittelpunkt (Bild 3.6). In Tabelle 4.3 sind Beispiele für Nutzen für den Einsatz eines CAD-Systems aus der Literatur angegeben. Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz CAD mit den Unterkategorien Werkzeugfunktionalität [OEC-95], [WIL-95]

Nutzen •

• • •

Modellierung mit 3D-CAD-System bezogen auf Ausführung mit einem zweiten 3D-CAD-System in bezug auf Arbeitstechniken in der 3D-Modellierung (analog [REI-85]): - Zerlegung in Solids - Zerlegung in Features - Zeichnungserstellung - Austausch von 3D-Modellen

Bessere Entscheidungsgrundlagen aufgrund verbesserter Unterlagenqualität [REI-85] Bessere Handhabung der Informationsflut, z.B. durch zentrale Speicherung [REI-85], durch automatische Aktualisierung aller Informationsträger bei Änderungen [REI-85] Widerspruchsfreie Änderung von geometrischen Modellen und technischen Zeichnungen ==> beschleunigter Änderungsdienst ([ENC-84], [REI-85])

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

68 Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz CAD mit den Unterkategorien

Besserer Nutzungsgrad bzw. Auslastungsgrad der Werkzeuge [FIL-97]

Nutzen •

Reduzierung der Entwicklungszeiten eines Produkts [ENC-84]

•

Weniger Fehler durch einmalige Datenerfassung [REI-85]

• • • • •

Kosteneinsparungen bzgl. Personal, • Material, Maschinen/ prinzipielle wirtschaftliche Qualität [DÖG-86] • Zukunftsoffenheit [DÖG-86]

•

Dauerqualität [DÖG-86]

•

Integrationsflexibilität [DÖG-86]

• •

Reduzierung der Varianten eines Produkts [ENC-84]

Gemeinsame Nutzung einmal erzeugter Daten durch verschiedene Abteilungen [REI-85]

Für die der Konstruktion nachgelagerter Bereiche wird der Aufwand zur Datenaufbereitung geringer (z.B. direkte Geometriedaten in NC-Programmierung) [REI-85] Keine Übetragungs- und Interpretationsfehler [REI-85]

Hoher Rückgriff auf vorhandene Bauteile und Baugruppen [ENC84] durch automatisierte Verwendung von Normen und Werknormen, Berechnungsvorschriften und Produktkatalogen [REI-85]

Verminderung oder Wegfall des Aufwandes für Normenkontrolle [VAJ-93] Verminderung oder Wegfall von Externvergaben [VAJ-93]

Verringerung der Umstellkosten bei neuen Produkten [VAJ-93] CAD-Integrationsflexibilität siehe Tabelle 4.4

Schnellere Anpassungsmöglichkeit an Markterfordernisse durch höheren Konstruktionsdurchsatz

Qualitätsteigerung aufgrund mehrerer bis zur Entscheidungsreife detaillierter Alternativen für das Produkt [ENC-84]

Tabelle 4.3: Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz

Der qualitative Nutzen aufgrund höherwertiger Konstruktionen bei unveränderter Durchlaufzeit zeigt sich erst in den nachfolgenden Bereichen [VAJ-93] und wird in der Nutzenkategorie Prozeßperformance berechnet.

In folgenden sind die in Bild 3.6 aufgeführten Kombinationen der CAD-Integration mit ein oder mehreren Werkzeugen für die Integrationsqualität nach [DÖG-86] aufgelistet. Da PPS/ERP-, EDM/PDM- und Konfigurationssysteme sowie Wissensbasierte Systeme wegen der Daten jeweils auf ein Datenbanksystem zugreifen, werden diese in der Tabelle nicht mitaufgeführt.

Unterkategorie CAD-Integrationsqualität mit den Unterkategorien

Nutzen

CAE-System

•

Auslegung komplexer Produkte in kürzerer Zeit möglich

CAM-System

•

Einfache Generierung von NC-Daten aus dem 3D-Modell [VWSS-94]

• •

CAO-System

•

CAP-System

•

Nichtlineare Analysen komplexer Produkte

Senkung der Programmierdauer für NC-Verfahrwegprogramme [VAJ-93]

Nutzung von Funktionalitäten von Text- und Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. für Parametrisierung von Produkten [VSS-99]) Weniger Rückfragen an den Konstruktionsbereich [VAJ-93]

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung Unterkategorie CAD-Integrationsqualität mit den Unterkategorien CAQ-System

Nutzen • •

CAS-System CBT-System

• • • •

EDM/PDM-System PPS/ERP -System

• • • • • • • • • • • •

Software für Animation, Simulation

•

Software für Animation, Simulation + • CAQ-System Rapid Prototyping

• •

Rapid Prototyping/Digital MockUp + CAQ-System Digital MockUp

69

• • •

Verringerung oder Wegfall des Aufwandes zur Bearbeitung geometrischer Daten [VAJ-93]

Reduzierung des Aufwandes für die Qualitätskontrolle [VAJ-93] Senken des Ausschusses [VAJ-93]

Übernahme des Design-Modells ins CAD-Modell möglich

Optimale Ausnutzung der Leistungsfunktionalitäten des Werkzeugs

Steigerung der Mitarbeiterqualifikation durch systematische Bedieneranleitung [WIN-93] Verstärkte Verwendung vorhandener Teile aus dem Produktkatalog [VAJ-93] Wegfall des Aufwandes für Datenaufbereitung und -übergabe [VAJ-93] Redundanzfreie Datenhaltung [BIL-91]

Reduktion der Zahl der Mitarbeiter in den Engineering-Bereichen [VAS-97c]

Reduktion der Zahl der Mitarbeiter in den dazu benötigten Stabsabteilungen [VAS-97c] Reduktion der Materialkosten im Entwicklungsbereich [VAS-97c] Reduktion des Energieverbrauchs [VAS-97c]

Reduktion des Bestandes an Halbfertigwaren und der Bearbeitungskosten [VAS-97c]

Reduktion der Kosten für Lagerhaltung von Produkten [VAS-97c] Reduktion der Kosten zur Informationsspeicherung und bereitstellung [VAS-97c] Reduktion der Kosten für die Dokumentation [VAS-97c]

Erhöhung der Produktvielfalt für den Markt durch mehr kundenwunschbedingte Varianten [VAS-97c] Senkung der Zeit für Einbau-, Kollisions- und Belastungsanalysen des Produkts [BLE-00] Reduzierung von Abstimmungs- und Änderungsschleifen in der Produktentwicklung [BLE-00] Physischer Prototyp anstatt digitales Modell [HLH-94]

Automatisierte, kostengünstige und schnelle Herstellung von Prototypen [HLH-94] Verringerung des Aufwandes für Probeläufe [VAJ-93]

Höherer Produktreifegrad bereits in der Produktentwicklung [BUW-97] Verringerung des Aufwandes für Probeläufe [VAJ-93]

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

70 Unterkategorie CAD-Integrationsqualität mit den Unterkategorien

Wissensbasierte Systeme, Konfigurationssysteme

Nutzen • • • • • • • • • • • • •

Wissensbasierte Systeme, Konfigurationssysteme + CAQ-System

•

• • •

CAP-System + EDM/PDM-System

• •

• CAP-System + EDM/PDM-System + CAQ-System

•

CAQ-System + EDM/PDM-System

•

(+ Wissensbasierte Systeme, Konfigurationssysteme)

EDM/PDM-System + Wissensbasier- • te Systeme, Konfigurationssysteme • alle Werkzeuge

•

•

Kostenoptimierung eines Produkts möglich [BUL-89]

Durchführung einer Plausibilitätskontrolle [BUL-89]/Erklärbarkeit der Lösung [WAR-91]

Gleichbleibende und konstante Problemlösungsqualität (z.B. bei Teileerkennung [BUL-89]) [WAR-91] Fertigungsgerechtes Konstruieren [BUL-89]

Tutorielle Systeme [BUL-89] zur Verringerung des Schulungsaufwandes für neue Mitarbeiter [WAR-91]

Reduktion der Komplexität einer Problemlösung für den Anwender ([WAR-91], [WIN-93])

Systematische Bestandsaufnahme von Unternehmens-Know-how [WAR-91] Verfügbarmachung von Wissen [WAR-91]/Ständige Verfügbarkeit von Unternehmenswissen [WIN-93] ist möglich Transformation und Vervielfältigung von Wissen ([WAR-91], [WIN-93]) Sicherung von seltenem oder speziellem Wissen [WAR-91]

Analyse, Systematisierung und Strukturierung von firmenspezifischem Wissen und Schwachstellen ([WAR-91], [WIN-93]) Kreativität bei der Fehlersuche [WIN-93]

Verringerung der Nacharbeiten durch Vermeidung von Fehlentscheidungen Entlastung der Mitarbeiter von Routinearbeit [WAR-91] Interpretation von Meßergebnissen [BUL-89] Vorbeugende Wartung [BUL-89]

Optimierung von Wartungszyklen [BUL-89] Wartung durch den Kunden [BUL-89]

Verminderung oder Wegfall des Aufwandes zur Übertragung von Listen bzw. Stücklisten und Basis-Arbeitsplänen von der Zeichnungsunterlage in ein entsprechendes rechnerunterstützes Bearbeitungssystem [VAJ-93] Verkürzung der Durchlaufzeit für die Angebotserstellung [VAJ-93]

Verminderung oder Wegfall des Erstellungsaufwandes für Stücklisten, Basisarbeitspläne, Planungsalternativen und Solldaten zur Qualitätskontrolle [VAJ-93] Verminderung oder Wegfall des Aufwandes für Prüfarbeiten durch eindeutige Datenhaltung [BUL-89] Generierung von Lösungen möglich [BUL-89] Verbesserter Lösungsvergleich [BUL-89]

Dynamische Simulation möglich [BUL-89]

Verbesserung des Informationsflusses durch standardisierte Schnittstellen [VWSS-94]

Tabelle 4.4: Unterkategorie CAD-Integrationsqualität der Nutzenkategorie Werkzeugeinsatz

4.3 Nutzenkategorie Produktqualität

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

71

Die Produktqualität spiegelt sich vor allem in der Fehlerfreiheit wider (Tabelle 4.5). Folglich bedeutet das Erreichen einer hohen Produktqualität das Reduzieren von Fehlern und damit verbundener Kosten. Dabei ist auf den Zeitpunkt der Fehlerentdeckung zu achten: vor der Auslieferung an den Kunden (interner Fehler) und nach der Auslieferung und Inbetriebnahme (externer Fehler). Die Überwachung interner Fehler kann mit Kennzahlen z.B. mit Nacharbeits- oder Ausschußquoten und damit verbundenen Mehr- und Nacharbeitskosten erfolgen. Für externe Fehler können Kennzahlen wie z.B. Garantiekosten oder die Quote fehlerfreier Produkte in der Garantiezeit herangezogen werden. Auch die Kennzahl der durchschnittlichen Fehlerzahl pro Produkt kann Hinweise auf die Produktqualität liefern [BIE-97]. Nutzenkategorie Produktqualität mit den Unterkategorien

Fehlerverhütungskosten [OEC-95], [WIL-95]

Nutzen • • •

Prüfkosten [OEC-95], [WIL-95]

• • •

Fehlerkosten [BIE-97], [OEC-95], [PLE-91], [WIL-95]

• • • • • • • •

Kontinuierliche Verbesserung von Produkten durch Qualitätsschulungen [OEC-95]

Verringerter Fehlleistungsaufwand durch Qualitätssicherungsuntersuchungen [OEC-95] Reduzierung des Anteils der Fehlerverhütungskosten an den Qualitätskosten [WIL-95] Reduzierung der Anzahl Prüfstunden [OEC-95]

Reduzierung der Anzahl entdeckter Fehler [OEC-95]

Reduzierung des Anteils der Prüfkosten an den Qualitätskosten [WIL-95] Reduzierung der Ausschußquote = Anzahl der Ausschußeinheiten/Gesamtzahl gefertigter Einheiten [BIE-97] Reduktion der Kosten für die Nachbearbeitung von Produkten [VAS-97c]

Reduzierung der Nacharbeitsquote = Anzahl Nacharbeitungseinheiten/Gesamtzahl gefertigter Einheiten [BIE-97] Reduzierung der Mehr- und Nacharbeitskosten [BIE-97]

Reduzierung der durchschnittlichen Fehlerzahl pro Produkt = Summe aller Fehler pro Produkt/Einheiten des betrachteten Produktes [BIE-97] Verringerung des Verhältnisses interne/externe Fehlerkosten [WIL-95]

Verringerung des Verhältnisses Abweichungs- zu Übereinstimmungskosten [WIL-95]

Verringerung der Ausfall-, Instandhaltungs- und Ausfallfolgekosten [PLE-91]

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

72 Nutzenkategorie Produktqualität mit den Unterkategorien Erlössicherung [BIE-97], [OEC-95], [PLE-91], [WIL-95], [REI-85]

Nutzen • • • • •

• • •

Benchmarking

•

Life-Cycle-Costing

•

Target Costing

• •

Reduzierung der Anzahl Garantie- und Kulanzfälle (infolge Produktionsfehlern, Konstruktionsfehlern und Wiederholungsreklamationen) [BIE-97]

Erhöhung der Anzahl fehlerfreier Produkte in der Garantiezeit = Anzahl nicht beanstandeter Einheiten/Summe abgesetzter Einheiten [BIE-97]

Senkung des durchschniitlichen Zeitbedarfs zur Reklamationsabwicklung [BIE-97] Steigerung des Anteils zufriedener Kunden [OEC-95] Verbessertes Qualitätsimage [REI-85]

Rechtzeitiger Zeitpunkt der Produkteinführung im Vergleich zur Konkurrenz [VAS-97c] Senkung des Anteils Personalkosten an den Qualitätskosten [WIL-95] Gewinnzuwachs aus zusätzlicher Produktion [PLE-91]

Verbesserung der eigenen Produktqualität mit derjenigen des stärksten Konkurrenten [OEC-95]

Erfassung der nicht nur zum Absatz eines Produktes anfallenden Qualitätkosten, sondern auch der in Folge beim Kunden anfallenden Fehlerkosten [OEC-95] Verbesserte Berücksichtigung der Ermittlung der vom Markt erlaubten Qualitätskosten [OEC-95] Verbesserte Ableitung der Qualitäts-Zielkosten [OEC-95]

Tabelle 4.5: Nutzenkategorie Produktqualität

4.4 Nutzenkategorie Servicequalität

Die Servicequalität umfaßt alle das Produkt ergänzenden Leistungen. Die Überwachung dieser Servicequalität erfolgt z.B. mit der Beratungsqualität durch die Ermittlung einer durchschnittlichen Besuchsintensität. Ein weiterer wichtiger Indikator ist die Liefertreue bezüglich auf die zugesagten Auslieferungstermine der neuen Produkte. Eine ebenfalls auf die Termingüte ausgerichtete Kennzahl ist die Termintreue des Kundendienstes. Die in Tabelle 4.6 dargestellten Nutzen stellen nur einen beispielhaften Ausschnitt (z.B. [BIE97]) dar. Es ist eine Fülle weiterer Nutzen und daraus abgeleiteter Kennzahlen denkbar, mit denen auch unternehmensspezifische Gegebenheiten zweckmäßiger berücksichtigt werden können. Nutzenkategorie Servicequalität mit den Unterkategorien [BIE-97]

Nutzen [BIE-97]

Beratungsqualität

•

Liefertreue

•

Termintreue Kundendienst

•

Zweitanfahrtenquote

•

Kundendienstverfügbarkeit

•

Steigerung der durchschnittlichen Besuchsintensität Beratung = Summe aller Besuche/Gesamtzahl der Kunden

Verbesserung des Verhältnisses Anzahl eingehaltener Liefertermine zu Gesamtzahl ausgelieferter Produkte Verbesserung des Verhältnisses Anzahl eingehaltener Kundendiensttermine/ Gesamtzahl vereinbarter Kundendiensttermine

Reduzierung des Verhältnisses Anzahl erforderlicher Zweitanfahrten/Gesamtzahl durchgeführter Einsätze Erhöhung der Ansprechzeitdauer des Kundendienstes/24 Stunden

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

73

Tabelle 4.6: Nutzenkategorie Servicequalität

Zur wirtschaftlichen Bewertung der Servicequalität können auch weitere Nutzen aus Kennzahlen der Kundenperspektive der Balanced Scorecard gewonnen werden [FRA-99]: •

• • • •

Der Marktanteil drückt den Umfang eines Geschäfts in einem gegebenen Markt aus, z.B. als Anzahl der Kunden, ausgegebene Beträge oder verkaufte Einheiten.

Die Kundenakquisition mißt das Ausmaß, zu dem eine Geschäftseinheit neue Kunden anlockt oder gewinnt. Die Kundentreue mißt das Ausmaß, zu dem eine Geschäftseinheit dauerhafte Beziehungen zu seinen Kunden erhält oder gewinnt.

Die Kundenzufriedenheit untersucht den Zufriedenheitsgrad seiner Kunden anhand spezifischer Leistungskriterien innerhalb der Wertvorgaben.

Die Kundenrentabilität mißt den Nettogewinn eines Kunden oder eines Marktsegmentes unter Berücksichtigung der für diesen Kunden entstandenen einmaligen Ausgaben.

Daneben gibt es „Wertangebote an Kunden (customer-value)“ [FRA-99], die nicht durch Kennzahlen zu fassen sind, z.B. die Produkt-/Serviceeigenschaften, Kundenbeziehungen sowie Image bzw. Reputation des Unternehmens. 4.5 Nutzenkategorie Prozeßperformance

Die Prozeßperformance hat die Aufgabe, Abweichungen von den Prozeßzielen zu ermitteln und Zielabweichungen Korrekturmaßnahmen vorzuschlagen. Die Prozesse werden über folgende Kenngrößen gemessen ([SCH-99], [BIE-97]): •

•

•

• •

Prozeßzeit: Zykluszeit, die für die Bearbeitung der Teilprozesse und Aktivitäten benötigt wird. Die Prozeßzeit gibt an, wieviel Zeit für die Bearbeitung der bisher bearbeiteten Teilprozesse und Aktivitäten benötigt wurde und wieviel Zeit die Bearbeitung der noch zu erledigenden Teilprozesse und Aktivitäten erfordert. Termintreue: Anteil der Prozeßergebnisse, die ohne Terminverzug fertiggestellt werden. Die Termintreue ist ein Maß für die Termineinhaltung der Teilprozesse und Aktivtäten in einem Prozeß. Sie gibt Auskunft darüber, wie termingerecht die geplanten Prozeßergebnisse fertiggestellt werden.

Prozeßqualität: Anteil der Prozeßergebnisse, die keine Nacharbeit erfordern. Die Prozeßqualität ist ein Maß für die Qualität der in einem Prozeß erstellten Ergebnisse aus den Teilprozessen und Aktivitäten. Sie wird als First Pass Yield (FPY) der in einer vorher definierten Meßperiode fertiggestellten Ergebnisse gemessen. Der FPY einer Aktivität ist gleich 1, wenn das Ergebnis korrekt ist. Er ist gleich 0, wenn das Ergebnis fehlerhaft oder unvollständig ist. Der FPY eines Teilprozesses ist die Summe der FPYs der Aktivitäten und Teilprozesse.

Prozeßkosten: Kosten, die für die Bearbeitung der Teilprozesse und Aktivitäten anfallen. Die Prozeßkosten werden auf Basis der Arbeitsstunden ermittelt, die Mitarbeiter in einer vorher definierten Meßperiode leisten. Kundenzufriedenheit: Zufriedenheit der externen und internen Kunden mit den Prozeßergebnissen. Hierbei geht es um die Bearbeitung der Frage, wie zufrieden die Empfänger mit den Ergebnissen bzw. Teilergebnissen der Teilprozesse und Aktivitäten sind. Interne Kun-

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

74

•

den des Produktentwicklungsprozesses sind z.B. die Fertigung, Logistik, Vertrieb und Service.

Markterfolg: Hier lassen sich mengen- und wertbezogene Erfolgsgrößen unterscheiden. Eine geeignete mengenbezogene Erfolgsgröße ist der mengenbezogene Marktanteil. In analoger Weise läßt sich ein wertbezogener Marktanteil bestimmen. Klassische monetäre Erfolgsgrößen sind auch der Umsatz und der Gewinn.

In Tabelle 4.7 wurden die Nutzen nochmals zusammengefaßt und erweitert.

Nutzenkategorie Prozeßperformance mit den Unterkategorien ([SCH-99], [BIE-97])

Nutzen

Prozeßzeit

•

Termintreue

•

Prozeßqualität

•

Prozeßkosten

•

•

• Kundenzufriedenheit

• • • • • • •

Markterfolg

• • • • •

•

Reduzierung des Verhältnisses der Zeit für die Bearbeitung der bisher bearbeiteten Teilprozesse und Aktivitäten und der Zeit die Bearbeitung der noch zu erledigenden Teilprozesse und Aktivitäten [SCH-99] Steigerung des Anteils der Prozeßergebnisse ohne Terminverzug [SCH-99] Steigerung der First Pass Yield (s.o.) [SCH-99]

Vereinheitlichung der Prozesse in Abteilungen verschiedener Produktbereiche in der Produktentwicklung [REI-85]

Senkung der Multiplikation der Faktoren Arbeitsstunden, Mitarbeiter, Stundensatz [SCH-99] Verbesserung der Prozesse durch Systematisierung der Produkte [REI-85] Reduzierung der Anzahl entgegengenommener Beschwerden [BIE-97]

Reduzierung der Anzahl aufgetretener Reklamationen [OEC-95], [BIE-97] Erhöhung des Wiederkäuferanteils = Anzahl der Wiederkäufer/Gesamtzahl der Kunden [BIE-97]

Steigerung der Kundenzufriedenheit Auslieferqualität = Anzahl zufriedener Kunden/Anzahl befragter Kunden [BIE-97] Steigerung der Kundenzufriedenheit Produktqualität = Anzahl zufriedener Kunden/Anzahl befragter Kunden [BIE-97] Reduzierung von Konventionalstrafen [REI-85]

Erweiterung des Leistungsumfangs, den ein Kunde kauft: Indem durch den Einsatz der Werkzeuge in der Produktentwicklung zu einem vorhandenen Produkt zusätzliche, bisher nicht realisierte Dienstleistungen angeboten werden [VAS-97c] Steigerung des mengenbezogenen Marktanteils = Anzahl der Produkte im Markt/Marktgröße (in Mengeneinheiten) [BIE-97]

Steigerung des wertbezogenen Marktanteils = Wert der Produkte im Markt/Marktgröße (in Werteinheiten) [BIE-97] Steigerung des Umsatzes bzw. Erlöses [BIE-97]

Steigerung des Gewinns = Erlöse - Kosten [BIE-97]

Erhöhung der Zahl der Kunden: Indem die Anteile von nicht zur Wertschöpfung beitragenden Tätigkeiten (in der Regel alle verwaltenden Aktivitäten) verringert werden, ist es den Mitarbeitern möglich, zusätzlich Produkte für neue Kunden zu entwickeln und zu warten [VAS-97c]

Erhöhung der Frequenz von Nachfolgeaufträgen durch schnelleres und häufiger Bringen eines Produkts auf den Markt [VAS-97c]

Tabelle 4.7: Nutzenkategorie Prozeßperformance

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

75

4.6 Nutzenkategorie Projektperformance

Die Realisierung der Teilprozesse und Aktivitäten in Prozessen werden in Projekten überwacht und realisiert. Weit verbreitet sind hier die Planung und Kontrolle von Projektkosten und -terminen. Demgegenüber wird der Planung und Kontrolle der Qualität oft weniger Aufmerksamkeit geschenkt.

Die Grundlage für den Projekterfolg wird in der Projektplanung gelegt. Aus ihr leiten sich alle Pläne und Arbeitspakete (bestehend aus Teilprozessen und Aktivitäten) ab, die für die Projektdurchführung und Fortschrittskontrolle benötigt werden. Projekte werden über folgende Kennzahlen gemessen [SCH-99]: • • • •

Projekttermine: Termine, zu denen voraussichtlich die Meilensteine eines Projektes erreicht werden. Termintreue: Anteil der Projektergebnisse, die ohne Terminverzug fertiggestellt werden. Projektqualität: Anteil der Projektergebnisse, die keine Nacharbeit erfordern.

Projektkosten: Kosten, die für die Bearbeitung der Arbeitspakete bzw. des Projektes anfallen.

Bezugspunkte der Projekttermine sind die Meilensteine eines Projektes. Orientierungspunkt ist der Projektbeginn. Von ihm ausgehend werden die Zieltermine für die verschiedenen Meilensteine errechnet, wobei die verfügbaren Ressourcen einen wichtigen Einflußparameter bilden. Die tatsächlichen und voraussichtlichen Termine eines Projektes werden auf Basis der fertiggestellten Arbeitspakete ermittelt. Bei der Terminschätzung spielt die Restlaufzeit eine wichtige Rolle. Darunter wird die Zeit verstanden, die voraussichtlich noch bis Projektende bzw. bis zu den noch in der Zukunft liegenden Meilensteinen benötigt wird. Sie wird auf Basis der bisheri-

gen Projektgeschwindigkeit und dem noch zu erledigenden Arbeitsvolumen des Projektes errechnet. Die Termintreue ist ein Maß für die Termineinhaltung der Teilprozesse und Aktivtäten in einem Projekt. Sie gibt Auskunft darüber, wie termingerecht die geplanten Projektergebnisse fertiggestellt werden.

Die Projektqualität ist ein Maß für die Qualität der Arbeitsergebnisse in einem Projekt. Sie wird ebenso wie die Prozeßqualität als First Pass Yield (FPY) gemessen. Der Berechnung liegen die fertiggestellten Arbeitspakete des betrachteten Projekts zugrunde, die keine Nacharbeit erfordern. Die FPY eines betrachteten Projekts setzt sich aus den FPYs der Arbeitspakete zusammen. Die FPY eines Arbeitspaketes ist gleich 1, wenn das Ergebnis korrekt ist. Er ist gleich 0, wenn das Ergebnis fehlerhaft oder unvollständig ist. Die Projektkosten werden als Gesamt- und Restkosten ausgewiesen. Die Gesamtkosten sind die Kosten, die über die gesamte Laufzeit eines Projektes anfallen. Sie werden durch Summation der bereits angefallenen Kosten mit den noch bis Projektende erwartenden Restkosten errechnet. Basis für die Ermittlung der Restkosten ist das noch zu erledigende Arbeitsvolumen. Dieses um-

4 Beispiele für Nutzen und deren Bewertung

76

faßt den geplanten Restaufwand der begonnenen, aber noch nicht fertiggestellten Arbeitspakete sowie den geplanten Gesamtaufwand der noch nicht begonnenen Arbeitspakete eines Projektes. In Tabelle 4.8 wurden die Nutzen nochmals zusammengefaßt und erweitert. Nutzenkategorie Projektperformance mit den Unterkategorien [SCH-99]

Nutzen [SCH-99]

Projekttermine

•

Termintreue

•

Projektkosten

•

Projektqualität

•

Steigerung der Anzahl Termine, zu denen voraussichtlich die Meilensteine eines Projektes erreicht werden

Steigerung des Anteils der Projektergebnisse ohne Terminverzug Steigerung der First Pass Yield (s.o.)

Reduzierung angefallener Kosten und Restkosten

Tabelle 4.8: Nutzenkategorie Projektperformance

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

77

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

In diesem Kapitel soll ein Modell zur Nutzenbewertung, das sog. Benefit Asset Pricing Model (BAPM), entwickelt werden. Da, wie in Kapitel 2 erläutert, nicht jeder entstandener Nutzen mit den klassischen betriebswirtschaftlichen Verfahren bewertet werden kann, müssen Analogien zu Bewertungsverfahren und -methoden aus anderen Bereichen der Wirtschaft, z.B. der Bankenund Versicherungsbranche, gebildet werden, die vor ähnlichen Herausforderungen stehen wie das Engineering [VAS-99].

In den letzten Jahren hat das Portfoliomanagement in der Banken- und Versicherungsbranche national und international an Bedeutung gewonnen. Diese dynamische Entwicklung wird sich aufgrund der Kapitalvermögensstruktur institutioneller und privater Investoren sowie der voranschreitenden Verbreitung kapitalmarkttheoretischer Erkenntnisse in der Portfoliomanagementpraxis in den nächsten Jahren fortsetzen. Ebenso die zunehmende Liberalisierung der Finanzmärkte und der Wettbewerb um das Management eines in den letzten Jahren ständig wachsenden Vermögens erfordern eine zunehmende Professionalität im Portfoliomanagement. Dies schließt insbesondere die Berücksichtigung moderner Portfoliomanagementinstrumente mit ein, wobei hier vor allem der Einsatz von Derivaten (z.B. Optionen, Futures) zu nennen ist. Der teilweise sprunghafte Anstieg der Anzahl gehandelter derivativer Instrumente dokumentiert in eindrucksvoller Weise die Akzeptanz, die Derivate inzwischen bei den institutionellen und privaten Investoren finden [BMB-96]. Ebenso gehören Fragestellungen der Investmentphilosophie, Benchmarkfestlegungen zum Aufstellen von Portfolios, Portfoliomodelle (sog. Asset Allocation Modelle) und fortgeschrittene Verfahren der Performanceanalyse hinzu. Die Herausforderungen im Engineering der kleinen und mittelständischen Unternehmen sind die Steigerung der Produktqualität bei gleichzeitiger Verkürzung der Produktentwicklungszeiten sowie die Senkung der Produktherstellkosten, die mit Hilfe der Investition in neue Technologien realisiert werden sollen. Banken und Versicherungen investieren das Kapital ihrer Anleger in Kapitalmarktanlagen wie z.B. Aktien und festverzinsliche Wertpapiere (siehe Abschnitt 5.4.3) und stehen daher im Zielkonflikt der Erwirtschaftung höchstmöglicher Rendite bei gleichzeitig geringem Risiko der Investition und Vorhandensein genügend flüssigen Kapitals, d.h. Liquidität, entweder zur Absicherung gegen Verluste mit Hilfe von Optionen oder zum jederzeitigen Nachkauf von Kapitalanlagen (Bild 5.1).

Liquidität ist in der Betriebswirtschaftslehre die Fähigkeit und Bereitschaft eines Unternehmens, seinen bestehenden Zahlungsverpflichtungen termingerecht und betragsgenau nachzukommen. Die Sicherung von Liquidität besteht in der Aufgabe, Geld und liquidierbare Vermögensgegenstände zum Zweck der zeitpunktgerechten Kapitalbeschaffung bereitzustellen [GAB-95]. Am Kapitalmarkt versteht man unter Liquidität die Möglichkeit, sich zu fairen Preisen jederzeit von der getätigten Kapitalanlage trennen zu können [STB-96].

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

78

Industrie

Banken, Versicherungen

Kosten (Produkt)

Rendite (einer Investition)

> Kapitalmarktrendite

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Qualitätsaufwand (z.B. Ausschußraten oder Qualitätskosten) Quelle: McKinsey & Co

Bild 5.1:

> Liquidität ohne Investition

Entwicklungszeit (Beginn Entwicklung bis Markteinführung)

Liquidität

(in einem Portfolio)

→0

Risiko

(einer Investition)

Zielkonflikte in produzierenden Unternehmen und Kapitalanlagegesellschaften

In der Banken- und Versicherungsbranche drücken sich die Bewertungsverfahren und -methoden in der Entwicklung innovativer Analyseverfahren und -methoden (z.B. Verfahren zur Bewertung von Derivaten, Neuronale Netze, Genetische Algorithmen) aus [VAS-99]. So kommt einem fundierten Kapitalmarktresearch in vielfältiger Weise eine zentrale Rolle zu, damit dem gestiegenen Risikobewußtsein aufgrund der immer höheren Volatilität an den Finanzmärkten in ausreichendem Maß Rechnung getragen werden kann [IBF-96]. Hierzu gibt es die Portfoliotheorie [GAB-95], die mit dem 1952 erschienenen Artikel Portfolio Selection von H. Markowitz [MAR-52] in Verbindung gebracht wird. Es steht nicht mehr eine einzelne Aktie im Vordergrund, sondern die Einbettung in ein Aktienportfolio und die Bewertung des Portfolios unter Rendite- und Risikoüberlegungen.

Nach [GAB-95] ist ein Portfolio oder Portefeuille eine Bezeichnung für den Bestand von Wechseln oder Wertpapieren eines Anlegers, eines Unternehmens oder einer Bank. Der Ort zur Aufbewahrung von Wechseln oder Wertpapieren wird als Depot bezeichnet. Kapitalanlagegesellschaften zum Managen der Portfolios werden auch als Investment Trust bezeichnet. Ein Investmentfonds ist ein Pool, in dem das Geld von verschiedenen Anlegern gesammelt wird. Ziel dieser gepoolten Kapitalanlage sind zum einen die fachmännische Verwaltung des Vermögens zur Erzielung einer Rendite und zum anderen die Risikominderung durch eine breite Streuung der Kapitalanlagen. Diese Ziele des Portfoliomanagements erfolgen mit der Portfoliotheorie.

In der Finanzliteratur (z.B. [GRE-90], [ELG-91], [AUC-94], [GÜG-96]) werden auch die Begriffe Modern Portfolio Theory oder Modernes Portfoliomanagement [AUC-95] benutzt, im Gegensatz zum traditionellen Portfoliomanagement, das die fundamentale (z.B. Kurs-GewinnVerhältnis) und technische Aktienanalyse (z.B. Chartanalyse) verwendet. Die Portfoliotheorie basiert in ihrem Kern darauf, daß sie nicht nur die Ertragsaussichten einer Kapitalmarktanlage bei der Optimierung eines Portfolios berücksichtigt, sondern auch die mit

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

79

ihr verbundenen Risiken - ein Aspekt, der für das zu entwickelnde Nutzenportfolio benötigt wird. Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Portfoliotheorie besteht darin, Kapitalmarktanlagealternativen nie isoliert, sondern stets unter Einbeziehung anderer Investitionsmöglichkeiten zu bewerten. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich die Wertentwicklung von Kapitalmarktanlagen wie die einzelnen Nutzen auch in der Regel nicht vollständig gleichgerichtet vollzieht. Die Mischung dieser Anlagealternativen bewirkt in einem Portfolio, daß sich die Einzelrisiken nicht einfach nur addieren, sondern zum Teil gegenseitig neutralisieren. Dieser Effekt wird auch als Diversifikationseffekt bezeichnet [GGM-98]. Somit können auch Kapitalmarktanlagen mit vergleichsweise schlechten Ertragsaussichten als Bestandteil eines diversifizierten Portfolios zum Anlageerfolg beitragen. Diversifikationsstrategien findet man auch in anderen Bereichen. Beispielsweise kann das Management-Team eines Unternehmens als „diversifiziertes Humankapital“ [GGM-98] aufgefaßt werden, da Fehlleistungen eines Team-Mitglieds sich nicht voll auf die gesamte Management-Leistung und somit auf den Unternehmenserfolg durchschlagen. Analog gilt dies auch für die in Kapitel 4 aufgestellten Nutzen, die in einem Nutzenportfolio aus den sechs Nutzenkategorien zusammengestellt sind. 5.1 Der Investmentprozeß bei Kapitalmarktanlagen

Im Portfoliomanagement fallen strategische Entscheidungen über die Gestaltung eines Portfolios. Die Beschreibung der Abläufe des Portfoliomanagements werden als Investmentprozeß bezeichnet [BMB-96]. Aus den Teilprozessen des in Kapitel 2 beschriebenen Investitionsprozesses •

Zielfestlegung des Einsatzes der Investition,

•

Erstellung des Soll-Konzeptes,

• • • •

Ist-Analyse,

Nutzenermittlung/Kostenaufstellung,

Durchführung der Wirtschaftlichkeitsrechnung und Investitionsentscheidung für neue Technologien

läßt sich analog dazu der Investmentprozeß ableiten (Bild 5.2):

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

80

Zielfestlegung des Portfolios für den Investmentprozeß bei Kapitalmarktanlagen

Zielfestlegung des Einsatzes der Investition für den Investitionsprozeß für neue Technologien

Informationssammlung und -auswertung, Prognosen von Kapitalmarktanlagen

Ist-Analyse zum Kauf eines Investitionsprojektes

Strategieformulierung, Portfoliokonstruktion, Risikoadjustierung Marktrendite

Bild 5.2:

Markttransaktionskosten

Erstellung des Soll-Konzepts

Nutzenermittlung

Kostenaufstellung

Ergebniskontrolle

Durchführung der Wirtschaftlichkeitsrechnung

Investmententscheidung bei Kapitalmarktanlagen

Investitionsentscheidung neuer Technologien

Analogie Investment-/Investitionsprozeß

Am Anfang des Investmentprozesses steht die Zielfestlegung des Portfolios, auch als Benchmarking [BMB-96] bezeichnet, mit den Variablen Rendite, Risiko und Liquidität. Dem Teilprozeß der Zielformulierung folgt der Researchprozeß [BMB-96] mit der Informationssammlung und -auswertung des Kapitalmarktes und der Kapitalmarktanlagen (Bild 5.3). Ebenso werden Prognosen für die Kapitalmarktanlagen abgeleitet (in [GGM-98] Portfolio-Insurance bezeichnet). Auf der Basis der gewonnenen Prognosen wird anschließend die Anlagestrategie formuliert (Bild 5.3).

Soll-Konzept

Ist-Analyse

Entwicklung eines optimalen Portfolios bei ... ... Investmentfonds ... Nutzenportfolios (Kapitalmarkt) (Maschinenbau)

Bild 5.3:

• Beurteilung der aktuellen Situation/ Prognose zukünftiger Entwicklungen - Fundamentale Analyse (KGV, KCV,...) - Wirtschaftswachstum - Inflation - Geldpolitik der Notenbank - Technische Analyse

• Beurteilung der aktuellen Situation/ Prognose zukünftiger Entwicklungen - Finanzwirtschaftliche Perspektive - Kundenperspektive - Interne Prozeßperspektive - Lern- und Innovationsperspektive - Weitere Unternehmensstrategie

• Auswahl der Kapitalmarktanlagen - Welche Mindestrendite ist zu erwarten? - Wie groß ist das Risiko? - Wie sieht die Zinsentwicklung aus? - Innerhalb welcher Zeit soll Kapital zurückfließen?

• Auswahl der Nutzen/Zusammenstellen eines Kennzahlensystems für Nutzen - Zielvorgaben - Entwicklung eines Kennzahlensystems - Verknüpfen von Zielen und Kennzahlen - Auswahl und Gestaltung von Kennzahlen - Erstellung des Umsetzungsplans

• Berechnung der erwarteten Rendite einer Kapitalmarktanlage - Finanzmathematik/Optionsstrategien

• Berechnung der erwarteten Rendite eines Nutzens - Finanzmathematik/Optionsstrategien

• Absicherung des Portfolios gegen Verluste - Optionsstrategien

• Berechnung des Risikos, ob Nutzen eintritt - Optionsstrategien

Ist-Analyse und Soll-Konzept bei Nutzenportfolios und Investmentfonds

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

81

Unter Anlagestrategie wird das prognosebasierte und am Kapitalmarkt umzusetzende Resultat der Asset Allocation verstanden. Der Begriff der Asset Allocation umfaßt auf der Entscheidungsebene Kapitalmarktanlagegattungen, Länder und Währungen. Dies schließt Optimierungsüberlegungen bezüglich der Portfoliokonstruktion mit ein [BMB-96]. Daher wird das Benchmarking in [GÜG-96] oder in [GGM-98] auch als strategisches Asset Allocation und die Informationssammlung und -auswertung des Kapitalmarktes im Researchprozeß als taktisches Asset Allocation bezeichnet.

Wenn die Anlagestrategie festgelegt ist, können die Transaktionen am Kapitalmarkt erfolgen. Schließlich erfolgt in regelmäßigen Zeitabständen ein Ergebniscontrolling (in [GGM-98] auch als Performance-Analyse bezeichnet). Dabei wird auf die Übereinstimmung zwischen Strategie und deren Realisation sowie auf die Performanceabweichungen eines Portfolios zu vorgegebenen Zielen geachtet [BMB-96].

In Bild 5.4 sind für die oben beschriebenen Prozesse die geeigneten Methoden, Verfahren, Techniken und Werkzeuge im Investmentprozeß dargestellt. Prozeß

Methoden/ Verfahren/ Techniken

Werkzeuge

Bild 5.4:

Benchmarking (Strategische Asset Allocation)

Portfoliotheorie

Portfoliomodelle

Researchprozeß I (Taktische Asset Allocation)

Researchprozeß II (PortfolioInsurance)

Ergebniscontrolling (PerformanceAnalyse)

Techniken zur relativen Bewertung von Kapitalanlage- Optionspreistheorie kategorien, Branchen,...

a) PerformanceMessung b) PerformanceAttribution

Fundamentalanalysewerkzeuge Technische Analysewerkzeuge

a) Sharpe-Maß, Treynor-Maß, Jensen-Maß,... b) Selektivität, Timing, Zufall

Bewertungsgleichungen nach Black & Scholes

Methoden, Verfahren, Techniken und Werkzeuge im Investmentprozeß

In Abschnitt 5.3 werden Annahmen von Portfoliomodellen erörtert, die für ein Nutzenportfolio übernommen werden können. Da die technische Analyse sich ausschließlich auf der Basis von Vergangenheitsdaten bezieht, kann eine Analogie zu der Bewertung von „alt/neu“-Vergleichen bei den Nutzen in den Nutzenkategorien (Kapitel 4) gezogen werden und braucht daher nicht weiter betrachtet werden. Die restlichen in Kapitel 4 vorkommenden Nutzen in den Nutzenkategorien können der Fundamentalanalyse zugeordnet werden, deren Kernpunkt die „kausaldeduktive Schätzung des inneren Wertes“ [BMB-96] von Kapitalmarktanlagen ist. Der innere Wert ergibt sich als Barwert aller aus dem jeweiligen Nutzen erwartbaren Cash-Flows. Problematisch an der Bestimmung des inneren Wertes eines Nutzens ist, daß einige der zur Bestim-

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

82

mung notwendigen Variablen unbekannt oder zumindest im Zeitablauf veränderlich sein können. Im Kapitalmarkt ist dies bei Aktien der Fall, da diese keine fixierten Zahlungsschemata besitzen und zudem in ihrer Laufzeit nicht festgelegt sind. Die wesentliche Eigenschaft der Fundamentalanalyse besteht also in der Zukunftsorientierung. In Abschnitt 5.4 werden daher Kapitalmarktanlagen den Nutzenklassen gegenübergestellt. Bei beiden wird das Rendite-Risiko-Profil miteinander verglichen und anschließend den Kapitalmarktanlagen die betreffende Nutzenklasse zugeordnet. Um alle zukünftig preisbeeinflussenden Variablen (z.B. Rendite, Risiko, Inflation) zu schätzen, kommen daher Prognoseansätze wie die Optionspreistheorie zum Einsatz, die auch in der Portfolio-Insurance als sog. Risikoprämien verwendet werden. Die zur Softwareumsetzung des hier beschriebenen Nutzenmodells notwendige Herleitung und Berechnungen werden in Kapitel 6 dargestellt. Im Ergebniscontrolling werden Performancemaße wie z.B. das SharpeMaß, das sog. Reward-to-Variability-Ratio [SHA-66], aus dem Kapitalmarkt benutzt [STB-96], um den Anlageerfolg des Nutzenportfolios beurteilen und mit dem Kapitalmarkt vergleichen zu können. Im Sharpe-Maß wird die Belohnung für die Übernahme von Risiko in Form der erzielten Überschußrendite zu dem dafür übernommenen Risiko ins Verhältnis gesetzt. Die Überschußrendite, die auch als Excess Return bezeichnet wird, bestimmt sich als Überschuß der erwirtschafteten Portfoliorendite über eine als risikolos anzusehende Verzinsungsrate. Ebenso findet im Sharpe-Maß, das als relative Größe konzipiert ist und deshalb eine ordinale Skalierung verschiedener Portfolios zuläßt, die Volatilität der erwirtschafteten Portfoliorenditen als Risikomaß Verwendung. 5.2 Rendite, Risiko und Liquidität in Nutzenportfolios

Bei der Berechnung der Rendite des Nutzenportfolios muß bedacht werden, daß während des Betrachtungszeitraums üblicherweise Kapitalzuführungen in Form von laufenden Kosten oder Kapitalabflüsse in Form von Durchlaufzeitverkürzungen erfolgen. Bei Investmentfonds kann analog dazu das Fondsmanagement auch keinen Einfluß auf die Kapitalströme nehmen. Die Performance-Maße werden im Konzept der Softwareumsetzung in Kapitel 6 erläutert.

Bevor die in der Portfoliotheorie gewonnenen Erkenntnisse auf ein Nutzenportfolio umgesetzt werden können, muß das Ziel des Asset Allocation definiert werden, eine Depotstruktur zu finden, die für den Anleger den höchsten Nutzen erbringt. Der individuelle Nutzen ergibt sich aus den folgenden Faktoren: •

Erwarteter Ertrag (= Rendite)

•

Risikotoleranz des Anlegers

• •

Risiko der einzelnen Anlagegruppen genügend vorhandene Liquidität im Portfolio.

Höhere Erträge lassen sich in der Regel nur erwirtschaften, wenn höhere Risiken eingegangen werden. Für den Anleger heißt dies, daß sich eine höhere Performance eines Depots, d.h. eine größere Wertsteigerung, nur erzielen läßt, wenn Anlagegruppen mit einem höheren Risiko auf-

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

83

genommen werden (z.B. durch den Tausch von Aktien in Optionsscheine). Erfahrungen haben gezeigt, daß es wichtiger ist, sich auf die Depotstrukturierung zu konzentrieren, als auf die Auswahl einzelner Titel (sog. stock-picking). Die Performance von Depots hängt in weitaus größerem Maße von der Unterteilung der einzelnen Wertpapierengruppen ab, als von der Wertentwicklung einzelner Titel.

Für die Nutzenbewertung einer Investition in neue Technologien ergeben sich analog [AUC-94], [BMB-96] und [STB-96] daher folgende Beziehungen für Rendite, Risiko und Liquidität: •

Die Rendite für die Berechnung eines quantifizierbaren Nutzens ist sicher (=fest).

•

Die Rendite für die Berechnung der Synergieeffekte ist ungewiß, da nicht sichergestellt ist, ob die Synergieeffekte überhaupt, und wenn ja, auch im gewünschten Maße auftreten.

•

•

Die Rendite für die Berechnung eines schwer quantifizierbaren Nutzens ist unsicher, da nicht vorhersehbar.

Das Auftreten von Risiken bei Einführung einer neuen Technologie ist schwer prognostizierbar. Dabei sind zwei Arten von Risiken zu unterscheiden: − auftretende Risiken im Produktentwicklungsprozeß: Hier kann z.B. eine mangelnde Synchronisation beim Durchlauf eines Auftrags zu einer diskontinuierlichen Bearbeitung führen und damit zu einer Vernichtung von Produktivitätssteigerungen.

• •

− auftretende Risiken im Wettbewerb mit dem Kunden. Einflußgrößen sind z.B. Preis, Absatz, Innovationscharakter und Qualität eines Produkts.

Nach der Einführung einer neuen Technologie muß immer Liquidität für die laufenden Kosten vorhanden sein, die nach Möglichkeit aus den Einnahmen der quantifizierbaren Nutzen finanziert werden. Nicht ein Nutzen beeinflußt die Rendite einer Investition, sondern die Unterteilung von Nutzen in verschiedenen Kategorien und Klassen, da sie letztendlich die Rendite und das dazugehörige Risiko in ihrer Gesamtheit bestimmen (Diversifikationseffekt).

5.3 Analogien zwischen einem Nutzenportfolio und einem Investmentfonds

Im modernen Portfoliomanagement werden die Risiken einer Investition in Kapitalmarktanlagen explizit in die Betrachtungen beim Investmentprozeß miteinbezogen und quantifiziert. Die selben Faktoren, welche die Rendite eines Investmentfonds beeinflussen, bewirken auch die Risiken (Bild 5.5).

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

84

Inflation Wertpapierkurse

Konjunkturzyklen

Wechselkurse

Rohstoffpreise Zinsen

Bild 5.5:

Einflußfaktoren auf einem Investmentfonds

Also sind Rendite und Risiko in eine gegenseitige Beziehung zu bringen. Durch die Quantifizierung der Rendite und des Risikos werden die einzelnen Kapitalmarktanlagen nicht mehr isoliert, sondern im Portfolio betrachtet. Das moderne Portfoliomanagement hat zum Ziel, ein für den Investor optimales Portfolio zusammenzustellen. Wird dabei ein risikoaverses Handeln des Investors unterstellt, d.h. er zieht eine Kapitalmarktanlage bei gleicher erwarteter Rendite mit niedrigem Risiko einer solchen mit hohem Risiko vor, so ist unter dem Begriff des optimalen Portfolios nicht ein renditemaximales bzw. ertragsmaximales Portfolio zu verstehen. Neben der Rendite ist auch die Gefahr eines Verlustes explizit zu berücksichtigen. Dieser Forderung wird durch die Quantifizierung des Risikos nachgekommen, welches als die Gefahr, "die erwartete Rendite" zu verfehlen, definiert und durch die statistische Größe Standardabweichung bzw. Varianz der möglichen Renditen von der erwarteten Rendite ausgedrückt wird [AUC-95]. 5.3.1 Portfoliomodelle

Markowitz [MAR-59] zeigt in seinem Portfolio-Selection-Modell (PSM), wie effiziente Portfolios ermittelt werden können. Effiziente Portfolios weisen bei einem bestimmten Risiko eine maximale Rendite bzw. bei einer bestimmten Rendite ein minimales Risiko auf. Aus der Menge der effizienten Portfolios ermittelt jeder Investor das seinen Risikovorstellungen entsprechende optimale Portfolio [AUC-95]. Zur Bestimmung der effizienten Portfolios benötigt das Portfolio-Selection-Modell für n Kapitalmarktanlagen allerdings (n2 + 3n)/2 Inputdaten. Um den Aufwand für die Bereitstellung der

Inputdaten zu reduzieren, schlug Markowitz in [MAR-91] vor, die Korrelationen zwischen den einzelnen Anlagen nicht über den paarweisen Vergleich der Anlagen (Full Covariance-Modell), sondern über die Korrelation der Anlagen zu einem oder mehreren Indizes zu bestimmen. Sharpe entwickelte hierzu das Single-Index-Modell [SHA-63] und das Multi-Index-Modell [SHA90]. Beim Single-Index-Modell (SIM) sind die Kapitalmarktanlagerenditen über die Beziehung zum Gesamtmarktindex (z.B. Aktienindex DAX) verbunden. In der Realität reagieren aber z.B. Aktien verschiedener Branchen (z.B. Maschinenbau, Automobilbau) unterschiedlich auf Veränderungen des Gesamtmarktindexes. Mit dem Multi-Index-Modell (MIM) wird der aus dem

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

85

Single-Index-Modell entstandene Informationsverlust ausgeglichen und trotzdem die Anzahl der Inputdaten beibehalten [AUC-94].

Ein weiteres auf das Portfolio-Selection-Modell aufbauende Portfoliomodell ist das von Sharpe [SHA-64], Lintner [LIN-65] und Mossin [MOS-66] entwickelte Capital Asset Pricing Model (CAPM), das unter der Annahme, daß die Marktpreise der Kapitalmarktanlagen zu jedem Zeitpunkt sämtliche zu diesem Zeitpunkt verfügbaren Informationen widerspiegeln, die erwartete Rendite und das Risiko eines Portfolios bestimmt. Dabei handelt es sich um ein Gleichgewichtsmodell, d.h. alle Kapitalmarktanlagen sind zum Marktpreis im Besitz von Investoren. Es wird der Frage nachgegangen, wie hoch die erwartete Rendite für ein Portfolio oder einer Anlage in einem diversifizierten Portfolio sein soll, ausgehend vom Risikofaktor β des Portfolios [AUC-95].

Während also im CAPM davon ausgegangen wird, daß das Risiko nur durch einen Faktor β

ausgedrückt werden kann, liegen der Arbitrage Pricing Theory (APT) durch Ross [ROS-76] mehrere Risikofaktoren zugrunde. Es handelt sich um die in Bild 5.5 dargestellten Einflußfaktoren. Dadurch soll es dem Investor möglich sein, sich gegen ein Risiko auf Kosten eines anderen Risikos besser abzusichern, was der APT eine Überlegenheit gegenüber dem CAPM verleiht. 5.3.2 Zentrale Aussagen der Portfoliomodelle

In Tabelle 5.1 sind die wesentlichen Aussagen der Portfoliomodelle aus [STB-96] zusammengefaßt. Portfoliomodelle

Zentrale Aussagen des Portfoliomodells

Portfolio-Selection- • Modell (PSM) • • • Indexmodelle von Sharpe

•

- Multi-IndexModell (MIM)

•

- Single-IndexModell (SIM)

•

Maßgeblich für die Portfoliokonstruktion sind Rendite und Risiko.

Aus Gründen der Risikoreduktion ist die Bildung von Portfolios sinnvoll.

Ein Portfolio heißt dann effizient, wenn es bei gleicher Rendite kein Portfolio mit einem geringeren Risiko gibt und wenn es bei gleichem Risiko kein Portfolio mit einer höheren Rendite gibt. Zentrale Bedeutung für das Portfoliorisiko besitzt die Höhe der Korrelation der Renditen der einzelnen Wertpapiere im Portfolio. Das Datenproblem des PSM läßt sich mittels eines Index bewältigen.

Die Wertentwicklung von Aktien ist nicht unabhängig voneinander, sondern hängt von allgemeinen Umweltbedingungen, gemessen an der Wertentwicklung eines Index, ab. Als Index, an dessen Entwicklung das Verhalten der einzelnen Aktien geknüpft ist, eignet sich ein Aktienindex (z.B. DAX an der Deutschen Börse).

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

86 Portfoliomodelle

Capital Asset Pricing Model (CAPM)

Zentrale Aussagen des Portfoliomodells •

• • • Arbitrage Pricing Theory (APT)

• •

• • •

Im Kapitalmarktgleichgewicht ist das Risiko der Portfolios sämtlicher Anleger unabhängig von ihrer Risikoeinstellung identisch strukturiert (sog. Tobin Separation). Das riskante Teilportfolio entspricht dem Marktportfolio, d.h. es enthält alle verfügbaren Wertpapiere im Verhältnis ihrer Kapitalisierung. Die erwarteten Renditen effizienter Portfolios sind eine lineare Funktion der Standardabweichung der Portfoliorendite.

Zwischen der Rendite eines Wertpapiers und seinem Risiko besteht ein linearer Zusammenhang.

Die Wertpapierrendite setzt sich aus einem risikolosen Teil und einer Risikoprämie zusammen. Die Wertpapierrenditen hängen von mehreren makro- und/oder mikroökonomischen Risikofaktoren ab.

Arbitrageprozesse (Arbitrage ist eine Marktstrategie, die versucht, durch das zeitgleiche Kaufen und Verkaufen eines Assets einen risikolosen Gewinn zu machen) sorgen dafür, daß die Wertpapiere im Gleichgewicht stets richtig bewertet sind. Zwischen den Wertpapierrenditen und den zugehörigen Risikoausprägungen besteht ein linearer Zusammenhang.

Die Wertpapierrendite setzt sich aus einem risikolosen Teil und verschiedenen Risikoprämien zusammen. Auf die Kenntnis des Marktportfolios kann verzichtet werden.

Tabelle 5.1: Charakterisierung der Portfoliomodelle

5.3.3 Wahl des Portfoliomodells

In den Portfoliomodellen (u.a. in [AUC-94], [GÜG-96], [KRU-99]) müssen Annahmen aus der Sicht des Marktes und des Investors betrachtet werden, die für das Nutzenportfolio von Relevanz sind. Für das Marktgeschehen gelten die in Tabelle 5.2 aufgestellten Annahmen. Annahmen für das Marktgeschehen

PSM

SIM/ MIM

CAPM

APT

ja

ja

ja

Reibungsloser Markt: Der Handel mit Finanztiteln erfolgt vollkommen reibungslos,

ja

Kompetitiver Markt: Am Markt herrscht vollkommener Wettbewerb, d.h. kein Wertpaperbesitzer besitzt eine monopolistische Stellung. Die Marktanteile der Beteiligten sind so gering, daß sie keinen individuellen Einfluß auf die Preise haben.

ja

ja

ja

ja

nein

nein

nein

ja

Keine Arbitragegelegenheiten: Kein Marktteilnehmer besitzt die Möglichkeit,

ja

ja

ja

nein

Homogene Erwartungen: Alle Investoren haben dieselben Erwartungen bezüglich der Rendite und des Risikos der Kapitalmarktanlagen.

nein

nein

ja

ja

nein

nein

ja

ja

d.h.: die Finanztitel sind beliebig teilbar. Es gibt keine Transaktionskosten wie Maklergebühren oder Bankspesen im Zusammenhang mit der Beschaffung oder Veräußerung von Wertpapieren. Niemand ist vom freien Handel mit Finanztiteln ausgeschlossen. Es gibt keine mengenmäßigen Handelsbeschränkungen und auch keine Verpflichtung zur Hinterlegung von Sicherheiten.

Leerverkäufe: Leerverkäufe sind zugelassen, d.h. Finanztitel befinden sich nicht im Portfolio und dürfen trotzdem verkäuft werden.

durch bloße Umschichtung seines in Finanztiteln gebundenen Vermögens beliebig reich zu werden.

Steuern: Es können Steuern berücksichtigt werden. ja/nein

notwendig für Nutzenportfolio

Tabelle 5.2: Charakterisierung der Portfoliomodelle

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

87

Die Annahme Reibungsloser Markt ist auch für das Nutzenportfolio nützlich, da für jeden Nutzen die entsprechende Kapitalmarktanlage gegenübergestellt wird und Transaktionskosten dabei keine Rolle spielen. Allerdings wäre es denkbar, daß den Transaktionskosten die laufenden Kosten einer Investition zugeordnet werden könnten. Hierzu müßte bei einer Softwareumsetzung untersucht werden, inwieweit die erweiterten Modelle des CAPM und APT eingesetzt werden können. Einfacher dürfte aber die Realisierung mittels Performancemaßen (siehe Abschnitt 5.1) sein. Auch die nächste Annahme Kompetitiver Markt ist für das Nutzenportfolio sinnvoll, da somit auf die Wertentwicklung einer Kapitalmarktanlage keinen Einfluß bzgl. Monopolstellung ausgeübt wird. Die weiteren Annahmen Leerverkäufe sowie Keine Arbitragegelegenheiten sind sehr wichtig für das Nutzenportfolio, da damit ein idealisiertes Kapitalmarktportfolio beschrieben wird und dies genau der Situation eines Nutzenportfolios entspricht.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Annahme Homogene Erwartungen. Beim Nutzenportfolio spielt nur ein Investor eine Rolle, der die Investition in die neue Technologie tätigt. Andere Investoren spielen beim Nutzenportfolio keine Rolle.

Das Nutzenportfolio soll auch Steuern berücksichtigen. Der Gewinn einer Investition in die neue Technologie ist der Nutzen, der Gewinn einer Investition in eine Kapitalmarktanlage können Zinsen, Dividenden und Stillhalterprämien bei Optionsgeschäften sein. Diese unterliegen der Einkommenssteuer. Wird daher ein Nutzen als der Gewinn einer Kapitalmarktanlage interpretiert, müssen erweiterte Portfoliomodelle wie das CAPM und das APT betrachtet werden, die Steuern einbeziehen. In den Portfoliomodellen (u.a. in [AUC-94], [GÜG-96]) gelten die für den Investor in Tabelle 5.3 aufgestellten Annahmen.

Annahmen für den Investor

PSM

SIM/ MIM

CAPM

APT

ja ja

ja ja

ja

Nonsatiation: Der Investor zieht immer mehr Vermögen vor als weniger.

ja

Entscheidungsparameter: Der Investor orientiert sich ausschließlich an der erwarteten Rendite und an der Varianz der Rendite (d.h. das Risiko).

ja

ja

nein

nein

ja

ja

ja

ja

Einperioden-Modell: Der Investor maximiert seinen Nutzen für eine bestimmte Periode. Über die Länge der Periode wird nichts ausgesagt.

ja

ja

nein

nein

Risikoaversion: Der Investor ist risikoscheu (risikoavers). Die Risikoaversion nimmt bei steigendem Vermögen ab. Nutzenmaximierung: Der Investor maximiert den erwarteten Nutzen seines Vermögens.

ja nein

Modell zulässig für Nutzenportfolio

Tabelle 5.3: Charakterisierung der Portfoliomodelle

ja

ja

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

88

Allen Portfoliomodellen gemeinsam sind die gleichen Annahmen Nonsatiation, Risikoaversion und Nutzenmaximierung, die auch für den Investor eines Nutzenportfolios gelten.

Die Entscheidungsparameter erwartete Rendite und die Varianz der Rendite aus den oben dargestellten Annahmen eines Investors genügen für die Berechnung der erwarteten Rendite und des Risikos des Nutzenportfolios. Bei diesen Annahmen sollen drei Fälle betrachtet werden (Bild 5.6):

Kriterien für die Beurteilung der Modelle

Portfoliomodelle

Existenz Anzahl der der Berechnungen der Inputdaten Inputdaten für das Modell für das Modell

Transparenz des Modells

Portfolio-Selection-Modell Single-Index-Modell Multi-Index-Modell

-

Capital Asset Pricing Model Arbitrage Pricing Theory gut ...

genügend ...

ungenügend ...

... für das Nutzenportfolio Bild 5.6:

Bewertung der Portfoliomodelle anhand der Entscheidungsparameter

• Existenz der Inputdaten: Die zur Berechnung der Inputdaten und Bildung des Modells benötigten Parameter müssen bekannt sein [GÜG-96]. Beim PSM ist dies der Fall, aber die Bestimmung der Beta-Faktoren1 der Kapitalmarktanlageklassen im SIM, MIM, CAPM und in der APT sowie zusätzlich der Risikofaktoren in der APT ist jedoch in einem Nutzenportfolio nicht möglich, da weder Vergangenheitsdaten für die Nutzen vorhanden sind noch kein Marktportfolio sowie kein Index für das SIM und MIM gebildet werden kann. • Anzahl der Berechnungen der Inputdaten: Die vom Modell benötigten Inputdaten sollen ohne großen Aufwand bereitgestellt werden können [GÜG-96]. Beim PSM gestaltet sich die Berechnung der Kovarianzen und Varianzen sehr aufwendig, bei den anderen Portfoliomodellen ist der Aufwand geringer, solange die Inputdaten überhaupt existieren. In Tabelle 5.4 sind die Anzahl der Inputdaten der Anzahl der Berechnungen der Inputdaten der einzelnen Portfoliomodelle gegenübergestellt. Für die Faktoren, die in den Multi-Index-Modellen und

Ein Beta-Faktor (β-Faktor) ist eine Risikokennzahl bei Aktien, die die relative Volatilität und damit das systematische Risiko einer Aktie in bezug auf den gesamten Kapitalmarkt darstellt. Die Volatilität ist die annualisierte Standardabweichung, die als Risikomaß bei Kapitalmarktanlagen weite Verbreitung findet [BMB-96]. 1

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

89

in der APT zum Einsatz kommen, werden k=2 für quantifizierbare und schwer quantifizierbare Nutzenklassen oder k=5 für die fünf Nutzenklassen nach [VAS-97a] angenommen.

Beim PSM ist es also günstig, statt z.B. für alle 100 Nutzen die Kovarianzen und Varianzen zu berechnen, diese in Nutzenklassen aufzuteilen und getrennt auszuwerten. So würde sich bei einer Gleichverteilung der Nutzen in 5 Nutzenklassen 5*230 = 1150 Berechnungen ergeben anstatt 5150. Anzahl der Inputdaten

PSM

SIM

MIM

CAPM

APT

n

2 n + 3n

3n + 2

2(n+k)+nk+1,

3n+4

(k+1)n

5

20

17

25 mit k=2

19

15 mit k=2

10

2

65

32

20

230

62

100

5150

200

20300

k Risikoprämie = 0

Es ist keine Ausfallwahrscheinlichkeit zu erwarten, da sonst in dem jeweiligen Produktentwicklungsprozeß nicht investiert worden wäre. --> Risikoprämie = 0

Die Berechnung der erwarteten Ausfallwahrscheinlichkeit des Rendite ist einfach und erfolgt mit Nutzens ist zu erwarten. finanzmathematischen Verfahren. --> Risikoprämie > 0

Die Berechnung der erwarteten Rendite ist schwierig und erfolgt daher mit Erfahrungskurven kombiniert mit Alternativenbewertungen. Die Berechnung der erwarteten Rendite ist schwierig und erfolgt daher mit Erfahrungskurven kombiniert mit Alternativenbewertungen.

Ausfallwahrscheinlichkeit des Nutzens ist zu erwarten. --> Risikoprämie > 0

Ausfallwahrscheinlichkeit des Nutzens ist zu erwarten. --> Risikoprämie > 0

Tabelle 5.5: Rendite-Risiko-Profil für Nutzenklassen

Die Bestimmung der erwarteten Rendite für die Nutzenklassen ist in Tabelle 5.6 dargestellt. Erwartete Rendite = für Nutzenklassen

Risikolose Rendite

+

Erwartete Inflationsrate

+

Risikoprämie

Direkt quantifizierbare Nutzen

=

+

Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

=

... berechnet sich durch Formeln und Vergleiche

0

+

... ist gleich 0.

... ist gleich 0

+

0

+

... wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie.

Indirekt quantifizierbare Nutzen

=

... berechnet sich durch Formeln und Vergleiche

+

0

+

... wird berechnet durch die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

=

... ist gleich 0

+

0

+

... ist gleich 0

+

0

+

... wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie für die Rendite und durch die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Synergieeffekte

=

Tabelle 5.6: Rendite-Risiko-Profil für Nutzenklassen

... wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie für die Rendite und durch die Ausfallwahrscheinlichkeit.

96

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

5.4.3 Rendite-Risiko-Profil von Kapitalmarktanlagen

Vor der Zuordnung der einzelnen Nutzenklassen zu den Kapitalmarktanlagen wird das RenditeRisiko-Profil der Assetklassen Anleihen, Aktien, Rohstoffe und Devisen erläutert [SCH-96a]: •

• •

•

•

Anleihen verbriefen eine schuldrechtliche Verpflichtung und geben dem Inhaber den Anspruch auf die Rückzahlung und die Verzinsung des betreffenden Betrages. Das Forderungsrecht auf Rückzahlung kann der Inhaber des Wertpapiers auch im Falle eines Konkurses des Schuldners geltend machen. Da sicherheitsbewußte Anleger erstklassige Anleihen (sog. AAA-Anleihen) bevorzugen, ist das Bonitätsrisiko fast 0. Der theoretische Wert von (Inlands-/Auslands-) Anleihen (Bonds) und Geldmarktinstrumenten (z.B. Festgeld, Termingeld) läßt sich bei Kenntnis der preisbestimmenden Variablen Marktzinsniveau, Zins- und Tilgungszeitpunkt sowie Kuponhöhe (d.h. die Rendite der Anleihe) mit Hilfe finanzmathematischer Verfahren berechnen. Bei Auslandsanleihen muß noch zusätzlich die jeweilige Landeswährung berücksichtigt werden. Die Schwankung der Währung ist ein zusätzlicher Risikofaktor.

Zerobonds oder Null-Kupon-Anleihen sind eine spezielle Art von Anleihen. Die Besonderheit der Zerobonds ist, daß die Zinszahlung nicht ausgeschüttet, sondern dem rechnerischen Wert (Kurs) der Anleihe zugeschlagen wird. Aktien sind Wertpapiere, die das Mitgliedschaftsrecht an einer Aktiengesellschaft verbriefen. Durch ihren Kauf beteiligt sich der Aktionär am Grundkapital der Aktiengesellschaft und wird dadurch ihr Teilhaber. Sein Risiko ist begrenzt auf den totalen Verlust des Wertes seiner Aktie. Neben der Einnahme einer möglichen Dividende bieten Aktien die zusätzliche Chance von Kursgewinnen. Bei ausländischen Aktien muß noch zusätzlich die jeweilige Landeswährung berücksichtigt werden. Bei steigender Währung kann ein Kursverlust ausgeglichen, bei fallender Währung der Kursgewinn geschmälert werden. Rohstoffe unterliegen wie Aktien Kursschwankungen, allerdings ist im Gegensatz zur Aktie ein Totalverlust unmöglich. Eine sichere Einnahme kann nur durch Verleihen des Rohstoffes oder durch Stillhalterpositionen in Optionen und Futures erzielt werden. Zur Bestimmung von Rendite und Risiko können zusätzlich noch die Intermarket-Beziehungen zwischen Rohstoffen, Bonds und Aktien herangezogen werden. Die Analyse der IntermarketBeziehungen [MUR-92] ist eine erweiterte Perspektive der technischen Aktienanalyse, die die Kursbewegungen verwandter Kapitalmärkte in die Untersuchung miteinbezieht. Dieser Ansatz basiert auf der Voraussetzung, daß alle Kapitalmärkte miteinander verknüpft sind und wechselseitig aufeinander einwirken.

Aktien und Anleihen werden auch in anderen Ländern und deren Währungen (Devisen) gehandelt. Die zentrale Frage ist daher, wohin sich der Devisenkurs entwickeln wird. Der Wert einer Devise wird aufgrund fundamentaler Daten wie z.B. Sozialprodukt, Inflation prognostiziert sowie aus den Intermarket-Beziehungen zwischen Rohstoffen, Bonds und Aktien abgeleitet. Daneben gibt es aber noch Portfoliomodelle, die die Relationen der verschiedenen Devisenkurse zueinander berücksichtigen, um einen zukünftigen Devisenkurs zu bestimmen.

Die Bestimmung der erwarteten Rendite für die Kapitalmarktanlagen ist in Tabelle 5.7 dargestellt. Auch hier wird wieder die erwartete Inflationsrate mit dem Wert Null unterstellt.

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

97

Erwartete Rendite = für Kapitalmarktanlagen

Risikolose Rendite ...

+

Inlandsanleihen

=

... mit Zinskupon

+

Auslandsanleihen

=

... mit Zinskupon

Termin-/Festgeld

=

... mit Zinskupon

Zerobonds

=

Inländische Aktien =

Erwartete Inflationsrate

+

Risikoprämie...

0

+

+

0

+

... ist gleich 0, wenn bis zum Laufzeitende gewartet wird. Bei vorzeitigem Verkauf muß die Differenz zwischen aktuellem Zinsniveau und Zinskupon betrachtet werden und auf den Anleihekurs übertragen werden.

+

0

+

... errechnet sich + am Tage des Kaufes bei Warten bis zum Laufzeitende mit finanzmathematischen Verfahren

0

+

mit Dividende, falls Geschäftsentwicklung positiv

+

0

+

Ausländische Aktien

=

mit Dividende, falls Geschäftsentwicklung positiv

+

0

+

Rohstoffe

=

--

+

0

+

Tabelle 5.7: Erwartete Rendite für Kapitalmarktanlagen

... wird durch das Währungsrisiko bestimmt für Zinskupon sowie den Kurs der Anleihe bei vorzeitigem Verkauf. ... ist gleich 0, da während der Laufzeit nicht verkauft werden kann.

... ist gleich 0, wenn bis zum Laufzeitende gewartet wird. Bei vorzeitigem Verkauf muß die Differenz zwischen aktuellem Zinsniveau und der risikolosen Rendite betrachtet werden und auf den Anleihekurs übertragen werden. ... liegt in den Kursschwankungen und wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie oder durch Wertpapierleihe ... liegt in den Kursschwankungen und wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie oder durch Wertpapierleihe. Zusätzlich ist noch das Währungsrisiko zu betrachten. ... liegt in den Kursschwankungen und wird berechnet durch Stillhalterprämien der Optionspreistheorie oder durch Hinterlegung der Rohstoffe.

5.4.4 Zuordnung der Nutzenklassen mit Kapitalmarktanlagen

Zuerst wird das Renditeprofil (Tabelle 5.8) und das Risikoprofil (Tabelle 5.9) der Nutzenklassen mit den dazu passenden Kapitalmarktanlagen untersucht. Nutzenklassen

Direkt quantifizierbare Nutzen

Indirekt quantifizierbare Nutzen Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen Synergieeffekte

Rendite

Kapitalmarktanlagen

Die Berechnung der Rendite ist Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) einfach und erfolgt mit finanzTermin-/Festgeld mathematischen Verfahren. Zerobonds (Verkauf bei Laufzeitende)

Die Berechnung der Rendite ist Inlandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende) schwierig und erfolgt daher mit Stillhalterprämien der Options- Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende) preistheorie. Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Rohstoffe

Tabelle 5.8: Renditeprofil für Nutzenklassen und Kapitalmarktanlagen (1. Schritt)

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

98 Nutzenklassen

Direkt quantifizierbare Nutzen

Risiko

Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

Es ist keine Ausfallwahrscheinlichkeit zu erwarten, da sonst in dem jeweiligen Produktentwicklungsprozeß nicht investiert worden wäre.

Indirekt quantifizierbare Nutzen

Ausfallwahrscheinlichkeit des Nutzens ist zu erwarten.

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

--> Risikoprämie = 0 --> Risikoprämie > 0

Synergieeffekte

Kapitalmarktanlagen Termin-/Festgeld

Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) Zerobonds (Verkauf bei Laufzeitende)

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Rohstoffe

Tabelle 5.9: Risikoprofil für Nutzenklassen und Kapitalmarktanlagen (1. Schritt)

Im nächsten Schritt werden die Schnittmengen aus dem Rendite- und Risikoprofil der Nutzenklassen mit den Kapitalmarktanlagen gebildet. Dabei wird eine Ausnahme zugelassen: gleiche Kapitalmarktanlagen, bei denen Verkauf vor oder bei Laufzeitende liegen, werden mitaufgeführt (Tabelle 5.10). Dies dient dazu, damit bei den direkt schwer quantifizierbaren Nutzen und indirekt quantifizierbare Nutzen die Schnittmenge nicht leer ist. Nutzenklassen

Direkt quantifizierbare Nutzen

Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

Mögliche Kapitalmarktanlagen

Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) Termin-/Festgeld

Zerobonds (Verkauf bei Laufzeitende)

Inlandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende)

Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende)

Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) Indirekt quantifizierbare Nutzen Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

Zerobonds (Verkauf bei Laufzeitende)

Zerobonds (Verkauf bei Laufzeitende) Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende) Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende)

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Synergieeffekte

Rohstoffe

Zerobonds (Verkauf vor Laufzeitende)

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Tabelle 5.10:

Rohstoffe

Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (2. Schritt)

Die folgenden Schritte sortieren den gegenübergestellten Nutzenklassen solange Kapitalmarktanlagen aus, bis den Nutzenklassen eine Kapitalmarktanlage eindeutig zugeordnet werden kann.

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

99

Da den indirekt quantifizierbaren Nutzen nur Zerobonds als Kapitalmarktanlage gegenüberstehen, werden diese bei den anderen Nutzenklassen nicht mehr zugeordnet, d.h. mehrfache Zuordnung von Zerobonds ist nicht zugelassen, und man erhält Tabelle 5.11. Nutzenklassen

Direkt quantifizierbare Nutzen Direkt schwer quantifizierbare Nutzen Indirekt quantifizierbare Nutzen

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

Mögliche Kapitalmarktanlagen

Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) Termin-/Festgeld

Inlandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende)

Inlandsanleihen (Verkauf bei Laufzeitende) Zerobonds (Verkauf vor/bei Laufzeitende)

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Rohstoffe

Synergieeffekte

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Tabelle 5.11:

Rohstoffe

Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (3. Schritt)

Da den direkt schwer quantifizierbaren Nutzen nur Inlandsanleihen als Kapitalmarktanlage gegenüberstehen, werden diese bei den direkt quantifizierbaren Nutzen nicht mehr zugeordnet und man erhält Tabelle 5.12. Nutzenklassen

Mögliche Kapitalmarktanlagen

Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

Inlandsanleihen (Verkauf vor/bei Laufzeitende)

Direkt quantifizierbare Nutzen

Indirekt quantifizierbare Nutzen

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

Termin-/Festgeld

Zerobonds (Verkauf vor/bei Laufzeitende)

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Synergieeffekte

Rohstoffe

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko) Inländische Aktien

Ausländische Aktien (Währungsrisiko) Tabelle 5.12:

Rohstoffe

Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (4. Schritt)

Da den indirekt schwer quantifizierbaren Nutzen und den Synergieeffekten die gleichen Kapitalmarktanlagen zugeordnet wurden, werden zuerst die Kapitalmarktanlagen der indirekt schwer quantifizierbaren Nutzen betrachtet. Auslandsanleihen, Ausländische Aktien und Rohstoffe machen keinen Sinn, da es doppeltes Risiko (Währungsrisiko, Kurs der Anleihe, Aktie und des Rohstoffs) zu berechnen gilt. Also werden den indirekt schwer quantifizierbaren Nutzen die inländischen Aktien zugeordnet. Den Synergieeffekten werden die Auslandsanleihen zugeordnet,

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

100

da auch quantifizierbare sowie schwer quantifizierbaren Nutzen auftreten können. Das Risiko wird über das Währungsrisiko berechnet und symbolisiert auch das unternehmensexterne Umfeld. Somit erhält man Tabelle 5.13 als endgültige Form der Zuordnungstabelle. Nutzenklassen

Mögliche Kapitalmarktanlagen

Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

Inlandsanleihen (Verkauf vor/bei Laufzeitende)

Direkt quantifizierbare Nutzen

Termin-/Festgeld

Indirekt quantifizierbare Nutzen

Zerobonds (Verkauf vor/bei Laufzeitende)

Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen Synergieeffekte Tabelle 5.13:

Inländische Aktien

Auslandsanleihen (Verkauf vor Laufzeitende, Währungsrisiko)

Nutzenklassen vs. Kapitalmarktanlagen (5. Schritt)

Zusammengefaßt ergibt sich für die Rendite- und Risikobewertung der Nutzen in den Nutzenklassen und der Kapitalmarktanlagen der in Bild 5.9 dargestellte Zusammenhang.

Nutzenklassen

Renditebewertung der Nutzen schwer quantifiquantifizierbar zierbar Vergleichsverfahren Dreisatzrechnung Finanzmath. Verfahren

Prognoseverfahren Optionspreisrechnung Prognoseverfahren

Renditebewertung

Anleihen Aktien Termin-/Festgeld Zerobonds Zerobonds

Eintreten der Nutzen im Produktlebenszyklus direkt

indirekt

sind sicher

sind unsicher

Liquidität durch Kostenersparnisse, Durchlaufzeitverkürzungen etc.

Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit 0 ? sind sicher

sind unsicher

Risikobewertung Dividenden, Zinsen für Kursverläufe Anleihen, für Aktien, Termin-/Festgeld Anleihen, Zerobonds

Liquidität durch Zinsen, Dividenden, Stillhalterprämien Wertpapierleihe

Kapitalmarktanlagen Bild 5.9:

Zuordnung Nutzenklassen mit Kapitalmarktanlagen

Folglich können die Ergebnisse im Kapitalmarktresearch auf die Nutzenentwicklung einer Investition zurückübertragen werden, d.h. die fünf Nutzenklassen können wie fünf Portfolios einer

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

101

Anlagekategorie (z.B. Aktien) aus den Kapitalmarktanlagen in einem Investmentfonds betrachtet werden. Da Nutzen in Nutzenklassen auch jederzeit in die betreffenden Nutzenkategorien zurückgeführt werden können, ist dies auch bei Kapitalmarktanlagen einer Anlagekategorie möglich: eine Nutzenkategorie kann als Länderfonds (z.B. Europafonds bestehend aus europäischen Kapitalmarktanlagen) oder als Branchenfonds (z.B. Fonds bestehend aus Kapitalmarktanlagen von Rohstoffunternehmen) in einem Investmentfonds interpretiert werden (Bild 5.10).

6 Nutzenkategorien/ 6 Länder- oder Branchenfonds (gleichgewichtet dargestellt)

5 Nutzenklassen (erwartete Gewichtung) Bild 5.10:

5 Kapitalmarktanlagen (erwartete Gewichtung)

Nutzenkategorien - Nutzenklassen - Kapitalmarktanlagen

Zusammengefaßt ist nun als Gegenstück zum Asset Allocation ein sog. Nutzenvermögenpreismodell (engl. Benefit Asset Pricing Model) entwickelt worden, da sich der Investmentprozeß bei Kapitalmarktanlagen im Financial Engineering [BMB-96] und der Investitionsprozeß in Werkzeuge in der Produktentwicklung in gleichen Zielen, Vorgehen und Bewertungen ähnlich sind (Bild 5.11).

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

102

Asset

Benchmark

Strategiefestlegung, Portfoliokonstruktion, Risikoadjustierung

Financial Engineering

P

Ergebniskontrolle, Markttransaktionen, PerformanceMarktzyklus, analyse, RisikoKonjunkzurzyklus absicherung Modern Investment Analysis

M

Model

Pricing

B

Zielfestlegung, Informationsauswertung (Research), Prognosen

Price Dealing

Benefit

Asset Allocation

Berechnen der Portfoliorendite und des Portfoliorisikos des Nutzenportfolios, Monetäre Bewertung der einzelnen Nutzen (Abschnitt 6.4)

Bild 5.11:

Suche nach geeigneten Werkzeugen in der Produktentwicklung (Abschnitt 3.4), Aufstellen der Nutzen aus den Nutzenkategorien (Abschnitt 3.5)

A

Erfassen der Unternehmensstrategie bzw. der Prozeßziele (Abschnitt 3.1)

Bewertung der Nutzen in Nutzenklassen, Zuordnen der Nutzenklassen den Kapitalmarktanlagen, Aufstellen des Nutzenportfolios (Abschnitt 5.4)

Produktentwicklung

Analogie einer Investition im Financial Engineering und in der Produktentwicklung

5.4.5 Steuerliche Behandlung des BAPM

Da der Nachweis im vorigen Abschnitt geführt wurde, daß den Nutzenklassen entsprechende Kapitalmarktanlagen gegenübergestellt werden können und somit das BAPM einem Investmentfonds entspricht, ist es also legitim, die Nutzen wie Wertpapiere zu behandeln (Bild 5.12) und dementsprechend die Rendite nach Steuern zu ermitteln.

Sachinvestitionen • Anlagen,

• Maschinen

• CAx-Technologien

Aktiva

Passiva

Anlagevermögen

Eigenkapital

Umlaufvermögen

Fremdkapital

Finanzinvestitionen • Beteiligungen

• Wertpapiere/Nutzen • Immobilien

Immaterielle Investitionen • Forschung

• Entwicklung • Ausbildung Bild 5.12:

Investition als Überführung von Zahlungsmitteln in Anlagevermögen

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

103

Den gesetzlichen Rahmen für Investmentfonds gibt das Gesetz über Kapitalanlagegesellschaften (KAGG), das im Jahre 1957 in Kraft getreten ist und seitdem mehrmals geändert wurde. Besonders wichtig ist die Neuordnung von 1990, mit der das Gesetz an die EG-Harmonisierungsrichtlinie angepaßt wurde. 1994 wurde das KAGG durch das 2. Finanzmarktförderungsgesetz nochmals geändert. Seitdem sind z.B. auch in Deutschland reine Geldmarktfonds (geeignet für direkt quantifizierbare Nutzen) erlaubt. Allerdings wurde zudem die Zwischengewinnbesteuerung eingeführt [SCH-96b]. 5.5 Ein Algorithmus zur Lösung des BAPM

Zur Bewertung der in Kapitel 4 aufgestellten Nutzen in den in Kapitel 3 beschriebenen Nutzenkategorien ergibt sich für das BAPM folgenden Algorithmus:

1. Schritt:

Auswahl der Nutzen auf Werkzeugebene in den Nutzenkategorien

3. Schritt:

Berechnen der erwarteten Rendite der einzelnen Nutzen in den Nutzenklassen

2. Schritt: 4. Schritt: 5. Schritt:

6. Schritt: 7. Schritt:

Zuordnung der Nutzen der Nutzenkategorien in die Nutzenklassen

Berechnen der Portfoliorendite der einzelnen Nutzenklassen mit dem PortfolioSelection-Modell von Markowitz

Berechnen der Portfoliorendite des Nutzenportfolios mit dem Portfolio-SelectionModell von Markowitz

Berücksichtigen der laufenden Kosten und Bestimmung der „neuen“ Rendite anhand der Performance-Messung Berechnen des monetären Wertes der einzelnen Nutzenklassen entsprechend der Gewichtung Berechnen des monetären Wertes der einzelnen Nutzen entsprechend der Gewichtung in den Nutzenklassen - vor Steuern

- nach Steuern

8. Schritt:

Da die Nutzenklassen Kapitalmarktanlageklassen gegenübergestellt wurden, ist es sinnvoll, die aktuelle Steuergesetzgebung auf die Kapitalmarktanlagen anzuwenden und auf die Nutzenklassen zu übertragen. Berechnen des monetären Wertes der Nutzenkategorien

Die Umsetzung der acht Schritte für die Softwarelösung von BAPM erfolgt im nächsten Kapitel.

104

5 Benefit Asset Pricing Model (BAPM)

5.6 Erfüllungsgrad von BAPM

Die in Bild 2.10 aufgestellten Anforderungen an ein Verfahren der Wirtschaftlichkeitsrechnung erfüllt das BAPM wie folgt: • Prozeßorientierung: Da bei einer Investition in neue Technologien die Prozesse betrachtet und gegebenenfalls verbessert werden, können die Nutzen in den einzelnen Prozeßphasen gesammelt und in Nutzenkategorien nach dem Controlling-Konzept der Balanced Scorecard klassifiziert werden. • Berücksichtigung von direkten und indirekten Nutzen in der Produktentwicklung: Diese Anforderung ist durch Anwendung der [VDI-2216] gewährleistet.

• Verursachungsgerechte Kostenstellen: Dies ist durch die Zuordnung der Nutzen in den Nutzenkategorien in Nutzenklassen nach [VDI-2216] gewährleistet. • Berücksichtigung des Risikos bei Einführung neuer Technologien: Die Bestimmung des Risikos erfolgt in der Bestimmung der erwarteten Rendite jedes einzelnen Nutzens als Risikoprämie.

• Berücksichtigung von Synergieeffekten: Hierzu mußte die [VDI-2216] um die Nutzenklasse der Synergieeffekte erweitert werden. • Berücksichtigung von Geldentwertung/Preissteigerung: Die Inflation kann bei der Bestimmung der Rendite mit einbezogen werden.

• Berücksichtigung von Steuern: Da das BAPM bzgl. Rendite, Risiko etc. mit einem Investmentfonds verglichen werden kann, werden steuerliche Aspekte eines Investmentfonds auf ein Nutzenportfolio übertragen.

6 Softwarekonzept für BAPM

105

6 Softwarekonzept für BAPM

Der zur Realisierung in Abschnitt 5.5 aufgestellte Algorithmus wird mit Hilfe einer Datenbank und einem gängigen Tabellenkalkulationsprogramm wie Microsoft Excel umgesetzt. Das Spektrum der Möglichkeiten, die Excel zur Verfügung stellt, reicht von der einfachen farbigen Formatierung einer Tabelle bis hin zur komplexen Datenanalyse oder Datenbankverwaltung. Probleme wie automatische Erstellung von Auswertungen und Diagrammen, die nicht mit den Standardmitteln von Excel realisierbar sind, können nur mit Hilfe einer Programmiersprache gelöst werden. Excel stellt hierfür die Sprache Visual Basic for Applications (VBA) zur Verfügung. Sie besteht aus einer Mischung von Excel-spezifischen Elementen (z.B. Tabellenblätter, Funktionen, Zellen etc.) und von Konstrukten der Programmiersprache Visual Basic (Stringbearbeitung, Fenstertechnik etc.) Dank dieser Struktur ist VBA eine strukturierte und modulare Sprache, die nicht nur für die klassische Excel-Anwendung geeignet ist, sondern auch das Erstellen von Masken und das Einbinden von weiteren Programmen (z.B. Microsoft Access) erlaubt [PRU99]. In den nächsten Abschnitten wird ein Softwarekonzept für das BAPM aufgestellt. Zuerst erfolgt die Zusammenstellung der Nutzen des Investitionsprojektes mit der Zuordnung in Nutzenkategorien in der Datenbank, die in das Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien übertragen werden (Abschnitt 6.1). Dort erfolgt die manuelle Zuordnung in Nutzenklassen (Abschnitt 6.2). Anschließend werden die erwarteten Renditen für die Nutzen bestimmt (Abschnitt 6.3). Für jede Nutzenklasse werden mit Hilfe der Portfoliotheorie von Markowitz die Portfoliorendite der Nutzenklasse und die Gewichtung der Nutzen bestimmt (Abschnitt 6.4). Die Ergebnisse der Portfoliorenditen der Nutzenklassen werden auf dem Tabellenblatt Nutzenportfolio gespeichert und mit Hilfe der Portfoliotheorie von Markowitz die Gewichtung der Nutzenklassen zueinander sowie die Rendite des Investitionsprojektes bestimmt (Abschnitt 6.5). Zum Schluß werden auf dem Tabellenblatt Endergebnis nach Eingabe der Investitionssumme und vorgegebener Investitionsdauer von 5 Jahren die einzelnen Nutzen entsprechend ihrer Gewichtung in den Nutzenklassen monetär quantifiziert und die Gewichtung der Nutzenkategorien bestimmt (Abschnitt 6.6). 6.1 Auswahl der Nutzen auf Werkzeugebene in den Nutzenkategorien

Die in Kapitel 4 aufgestellten Nutzen sind in einer Datenbank (z.B. in Microsoft Access oder in einer ODBC-fähigen Datenbank) oder vereinfacht auf einem Excel-Tabellenblatt abgelegt. Excel verfügt seit Excel 5.0 über die Möglichkeit, Daten mit Hilfe des Programms MS-Query aus Datenbanken zu übernehmen. MS-Query läßt sich entweder als sogenanntes Add-In in Excel einbinden oder separat als eigenständiges Programm starten. Damit MS-Query zum standardmäßigen Leistungsumfang von Excel gehört, wird es mit Hilfe des Add-In-Managers von Excel über den Menübefehl EXTRAS ==> ADD-IN-MANAGER... aufgerufen, im folgenden Dialogmenü die Checkbox Microsoft Query-Add-In und ODBC-Add-In angeklickt (Bild 6.1) und mit OK bestätigt [MEW-98].

6 Softwarekonzept für BAPM

106

Bild 6.1:

Add-In-Manager

Arbeitet man in Windows mit Excel 97 oder in Macintosh mit Excel 98, so wird die Verbindung zu einer ODBC-Datenbank wie folgt aufgebaut: Über den Menübefehl DATEN ==> EXTERNE DATEN ==> NEUE ABFRAGE ERSTELLEN wird, falls sich die gewünschte Datenquelle noch nicht in der Liste DATENQUELLE AUSWÄHLEN befindet, auf geklickt und es erscheint das Dialogmenü in Bild 6.2, wobei die Datenfelder wie in Bild 6.2 bereits dargestellt, noch so entspechend ausgefüllt und eingestellt werden müssen: • In 1. wird der Name der neuen Datenquelle eingegeben.

• In 2. wird der Treiber für den Datenbanktyp ausgewählt. Es besteht z.B. die Auswahl auf Microsoft 3.01 FoxPRoDB PPC, Microsoft 3.01 Oracle PPC, Microsoft 3.01 dBase PPC. • In 3. muß die Verbindung für den in 2. ausgewählten Treiber festgelegt werden. Sie kann lokal auf dem Computer oder über Netzwerk erfolgen.

• In 4. läßt sich optional eine Standardtabelle wie z.B. die für Nutzenkategorien oder für Nutzenklassen auswählen.

6 Softwarekonzept für BAPM

Bild 6.2:

Auswahl der Datenquelle

Bild 6.3:

Auswahl der Datenquelle

107

Nach Bestätigung mit OK erscheint das Fenster in Bild 6.3.

Nach der Auswahl der Datenbank BAPM-Datenbank werden nun in MS-Query die Tabellen hinzugefügt.

Entsprechend der Nutzenkategorien in Kapitel 4 werden zuerst die Nutzen im Mitarbeiterumfeld (siehe 1 in ), der zu beschaffenden Werkzeuge in der Produktentwicklung (siehe 2 in Bild 6.4), zur Produkt- und Servicequalität (siehe 3 in Bild 6.4) sowie aus der Prozeß-/Projekt-

6 Softwarekonzept für BAPM

108

performance markiert (siehe 4 in Bild 6.4) und zur Vorauswahl von MS-Query in das ExcelTabellenblatt Nutzenkategorien zur Verfügung gestellt (siehe 5 in Bild 6.4). Auswahl der Nutzen in Datenbank

1

Nutzenkategorien (Kap. 4)

Auswahl der Nutzen aus dem Mitarbeiterumfeld

Mitbestimmung bei Entscheidungen

Zugriff auf notwendige Informationen Ermutigung zu Kreativität und Initiative ...

2

Anzahl vorgeschlagener Verbesserungsideen Fluktuationsquote der Stammmitarbeiter ...

Auswahl der Nutzen des CAD-Systems integriert mit weiteren Werkzeugen in der Produktentwicklung z.B.

CAD CAD + CAM CAD + EDM/PDM CAD + PPS/ERP

3

CAD + XPS/WBS CAD + EDM/PDM + CAE CAD + RP-Hardware ...

Auswahl der Nutzen zur Produkt-/Servicequalität Produktqualität

Fehlerverhütungskosten ...

4

Servicequalität

Beratungsqualität ..

Auswahl der Nutzen aus der Prozeß-/Projektperformance Prozeßperformance

Prozeßzeit Termintreue ...

Projektperformance

Projekttermine ..

z.B.

z.B.

z.B. z.B. z.B.

z.B.

Mitarbeiterumfeld Nutzen1, ..., Nutzen8

+

Werkzeugeinsatz Nutzen9, ..., Nutzen24

+

Produktqualität Nutzen25, ..., Nutzen31 Servicequalität Nutzen32, ..., Nutzen44

+

Prozeßperformance Nutzen45, ..., Nutzen55 Projektperformance Nutzen56, ..., Nutzen59

5

Berechnung in Excel

Bild 6.4:

Auswahl der Nutzen für das Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Bild 6.5:

Beispiel Nutzenkategorie Mitarbeiterumfeld auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Auf dem Tabellenblatt Nutzenkategorien in Excel stehen in der ersten Spalte (Spalte A) die Nutzenkategorien der in der Datenbank ausgewählten Nutzen. In der zweiten Spalte ja/nein (Spalte B) werden die zutreffenden Nutzen standardmäßig mit „j“ aus der Datenbank versehen, in der dritten Spalte (Spalte C) stehen die Namen der Nutzen. In den folgenden Abschnitten werden diese mit Nutzen1, Nutzen2 etc. bezeichnet, da die Wortwahl für das Softwarekonzept nicht relevant ist. Die aufgelisteten Nutzen sind durch Hyperlinks mit der Datenbank oder mit ExcelDateien verknüpft und sind daher blau und unterstrichen unterlegt (Bild 6.5).

6 Softwarekonzept für BAPM

109

Sollen nach einer Berechnung der monetären Nutzenbewertung für weitere Nutzenberechnungen (z.B. für „Was wäre wenn“-Analysen in einer späteren Ausbaustufe) markierte Nutzen weggelassen werden, werden die dann nicht zutreffenden mit „n“ und die zutreffenden mit „j“ gekennzeichnet (Bild 6.6).

Bild 6.6:

Auswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

6.2 Zuordnung der Nutzen der Nutzenkategorien in Nutzenklassen

Im zweiten Schritt wird in der Zelle B1 der Filter auf „j“ gesetzt, so daß nur die Nutzen erscheinen, deren monetären Wert bestimmt werden sollen. In Bild 6.7 ist der Zustand nach einer nochmaligen manuellen Nutzenauswahl in der betreffenden Nutzenkategorie und nach dem Filtern der Zelle B1 auf „j“ dargestellt.

110

Bild 6.7:

6 Softwarekonzept für BAPM

Beispielauswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

Bevor die erwarteten Renditen berechnet werden, wird die Nutzenklasse mit Hilfe der Nutzenklassennummer für die einzelnen Nutzen in der vierten Spalte (Spalte D) festgelegt (Bild 6.8): • • • • •

Nutzenklassennummer 1 für direkt quantifizierbare Nutzen Nutzenklassennummer 2 für direkt schwer quantifizierbare Nutzen Nutzenklassennummer 3 für indirekt quantifizierbare Nutzen Nutzenklassennummer 4 für indirekt schwer quantifizierbare Nutzen Nutzenklassennummer 5 für Synergieeffekte

Die Nutzenklassennummer kann einerseits bereits in der Datenbank abgelegt sein, andererseits nochmals hier aktualisiert werden.

6 Softwarekonzept für BAPM

Bild 6.8:

111

Zuordnung der Nutzenklassen auf dem Excel-Tabellenblatt Nutzenkategorien

6.3 Berechnung der erwarteten Renditen der Nutzen entsprechend der Nutzenklassen

Nach Eingabe der Nutzenklassennummer können die erwarteten Renditen berechnet werden. Bei der Prognose von Renditen behilft man sich der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Die Renditen in einer Folgeperiode werden hierbei als Zufallsvariablen interpretiert, für die man den Erwartungswert E(Rj) und die Varianz Var(Rj) bzw. Standardabweichung σ(Rj) berechnet. Eine Methode der Prognose von Renditen ist die Szenariotechnik. Der Investor überlegt sich unterschiedliche zukünftige Situationen, sog. Umweltzustände, zi und ordnet diesen eine subjektive Eintrittswahrscheinlichkeit p(zi) zu. Den Erwartungswert der zustandsabhängigen Rendite Rj(zj) erhält man durch E( R j ) = ∑ p(zi ) * Rj ( zi ) mit n

i =1

und die Standardabweichung (Risiko) aus

∑ p(z ) = 1, n

i =1

i

(6.1)

6 Softwarekonzept für BAPM

112

σ ( R j ) = VAR ( R j ) = E ( R ) − E( R j ) 2 j

2

2

 n  = ∑ p( zi ) * R ( zi ) − ∑ p( zi ) * R j (zi ) ,  i=1  i=1 n

2 j

(6.2)

Da das Portfolio-Selection-Modell von Markowitz ein einperiodiges Modell ist, ist n die Investitionsdauer, im folgenden fünf Jahre, und R(z1 ), ..., R(z5 ) geben die erwarteten Renditen der nächsten fünf Jahre z1 , ..., z5 wider. Die Gewichte p(z1 ), ..., p(z5 ) werden für jeden Nutzen auf 0,2 gesetzt. Dies entspricht auch der arithmetischen Verteilung (in Analogie zur linearen Abschreibung). Sollten die erwarteten Rendite der Anfangsjahre der Investition stärker in die Berechnung miteinfließen, z.B. p(z1 ) = 0,4, p(z2 ) = 0,3, p(z3 ) = 0,2, p(z4 ) = p(z5 ) =0,05, so hat man eine geometrische Verteilung (in Analogie zur degressiven Abschreibung).

Eine allgemeine Formel für die Berechnung der Rendite eines Nutzens, abgeleitet aus Gleichung (5.7), lautet: Pj − P0 + ∑ Gt + C j j

Rj =

mit

t =1

P0

*100%,

Rj

= erwartete Rendite eines Nutzens im Jahr j = 1,...,n

P0

= Preis des Nutzens bei Beginn der Investition

Pj

= Preis des Nutzens im Jahr j = 1,...,n

Gt

∑G j

t =1

n

Cj

(6.3)

= Gewinn des Jahres zum Zeitpunkt t t

= aufsummierte Gewinne im j-ten Jahr für die Jahre j = 1,...,n = Investitionsdauer = Risikoprämie.

Die spezifizierte Gleichung (6.3) für die fünf Nutzenklassen ist in den Tabelle 6.1 dargestellt.

6 Softwarekonzept für BAPM

Nutzenklasse

Kapitalmarktanlagen

Direkt quan- Termin/Festtifizierbare geld Nutzen

113

P0

Berechnung der Größen in Gleichung (6.3)

= 1 Einheit

Pj

=

P0 , da bei Termin/Festgeld Ein-

C0

= 0 (siehe Tabelle 5.5)

zahlung gleich Auszahlung

Gt = Berechnung durch finanzmathematische Verfahren (siehe Tabelle 5.5)

Direkt Inlandsschwer anleihen quantifizierbare Nutzen

Indirekt Zerobonds quantifizierbare Nutzen

P0 Pj

=

C0

= 0 (siehe Tabelle 5.5)

Gt = Schätzwerte aus Altprojekten und Erfahrungskurven mit Alternativenbewertung (Abschnitt 3.6) Pn

= 0 (keine Zinszahlung)

P0 Pj

= 1 Einheit

= Berechnung mit Hilfe stochasti-

scher Prozesse (siehe Anhang)

Gt

 j  Rj =  ∑ Gt *100% ,  t=1 

j = 1,...,n

 j  Rj = ∑ Gt *100% ,  t=1 

j = 1,...,n

Rj =

j = 1,...,n

= 0 (keine Dividenden)

Rj =

Pj

= Berechnung durch Optionspreis-

= 1 Einheit

= Berechnung mit Hilfe stochasti-

scher Prozesse für Währungskursentwicklung (siehe Anhang)

Gt

= Schätzwerte aus Altprojekten und Erfahrungskurven mit Alternativenbewertung (Abschnitt 3.6)bei schwer quantifizierbaren Nutzen und finanzmathematischen Verfahren bei quantifizierbaren Nutzen (siehe Tabelle 5.5)

Cj

Pj − P0 + C j *100% , P0

j = 1,...,n

theorie (siehe Tabelle 5.5)

P0

Pj − P0 + C j *100% , P0

= Berechnung durch Optionspreis-

theorie (siehe Tabelle 5.5)

Cj

Auslandsanleihen

= 1 Einheit

P0 ,..., Pn−1 = Berechnung des Ausgabekurses mit Finanzmathematik Cj

Synergieeffekte

P0 , da bei Inlandsanleihen Ein-

zahlung gleich Auszahlung

Gt

Indirekt Inländische schwer Aktien quantifizierbare Nutzen

= 1 Einheit

Gleichung (6.3) für Nutzenklasse

Pj − P0 + ∑ Gt + C j j

Rj =

j = 1,...,n

t =1

P0

*100% ,

= Berechnung durch Optionspreis-

theorie (siehe Tabelle 5.5)

Tabelle 6.1: Gleichung (6.3) für die jeweilige Nutzenklasse

Die Berechnung der Größen Pj für den Preis des Nutzens im Jahr j,Gt für den Gewinn des Jah-

res zum Zeitpunkt t undC0 für die Risikoprämie werden in den nächsten Abschnitten erläutert.

6 Softwarekonzept für BAPM

114

6.3.1 Direkt quantifizierbare Nutzen

Bei den direkt quantifizierbaren Nutzen, deren Gewinn des Jahres zum Zeitpunkt t mit einer Formel oder mit Vergleichswerten (siehe Kapitel 4) bestimmt werden, ist die Berechnung der erwarteten Rendite trivial. Da in Kapitel 5 die direkt quantifizierbaren Nutzen dem Termin/Festgeld (Renditeberechnung erfolgt nach jedem Jahr, Risiko gleich Null) zugeordnet wurden, braucht bei der Renditeberechnung nichts weiteres berücksichtigt werden. Für den Gewinn G1 der Verkürzung der Durchlaufzeit im ersten Jahr gilt: G1 =

Durchlaufzeit vorher − Durchlaufzeit nachher Durchlaufzeitnachher =1 − =1 − V Durchlaufzeit vorher Durchlaufzeit vorher

Für den Gewinn G1 der Verbesserung von Vergleichen im ersten Jahr gilt: G1 =

Vergleich nachher − Vergleich vorher Vergleich vorher = 1− = 1 −V Vergleich nachher Vergleich nachher

Die Berechnung der Rendite lautet:

 j  j   Rj = ∑ Gt *100% = ∑ (1 − V) t *100%  t=1   t =1 

(6.4)

V(erkürzung) = Durchlaufzeit nachher für j = 1,..., n  Durchlaufzeit vorher mit  Vergleich vorher für j = 1,..., n  V(erbesserung) = Vergleich  nachher 6.3.2 Direkt schwer quantifizierbare Nutzen

In Kapitel 5 wurden die direkt schwer quantifizierbaren Nutzen den Inlandsanleihen zugeordnet, da die Renditebewertung über die Schätzwerte aus Altprojekten und Erfahrungskurven mit Alternativenbewertung (Abschnitt 3.6) erfolgt und das Risiko nahezu 0 ist. Es wird daher eine Inlandsanleihe mit fünf Jahren Restlaufzeit bestimmt. Der Ausgabekurs (Kauf einer Anleihe) sowie der Rückgabekurs (Verkauf der Anleihe) beträgt 100% (d.h. normiert zu 1). Nach Tabelle 6.1 müssen die Gewinne Gj für die fünf Jahren berechnet werden. Eine Inlandsanleihe bekommt in den Zeitpunkten j = 1,..., 5 jeweils wie das Termin-/Festgeld die gleichen Zinsen ausbezahlt. Dadurch geht der Wert dieser Anleihe wieder auf 100% zurück (Bild 6.9).

6 Softwarekonzept für BAPM

115

Marktwert der Anleihe

100%+Kupon Kupon

Kupon

Kupon

Marktwert der Anleihe ex Kupon (Zinsen)

100%

Bild 6.9:

0

1

2

Hypothetischer Wertverlauf einer Inlandsanleihe [UHS-94]

3

Zeit

Die Berechnung der Rendite lautet:

 j  j   Rj =  ∑ Gt *100% =  ∑ (1 − V) t *100%  t=1   t =1 

V(erkürzung) = Durchlaufzeit nachher für j = 1,..., n  Durchlaufzeit vorher mit  Vergleich vorher für j = 1,..., n  V(erbesserung) = Vergleich  nachher

(6.5)

Die Größe V läßt sich nicht ohne weiteres bestimmen. Hierbei empfiehlt es sich, Daten aus bereits gelaufenen Projekten zur Schätzung heranzuziehen oder Erfahrungskurven mit Alternativenbewertungen (siehe Abschnitt 3.6) zu kombinieren. 6.3.3 Indirekt quantifizierbare Nutzen

Die Renditeberechnung bzgl. der Quantifizierbarkeit der Nutzen ist einfach. Zuerst werden die

Größen V und anschließend P0 ,..., Pn−1 mit

Pj =

Pn Pn j = (1+ 1− V ) (2 − V ) j

bestimmt.

mit V(erkürzung) = Durchlaufzeit nachher für j = 0, ..., n Durchlaufzeit vorher    mit V (erbesserung) = Vergleich vorher für j = 0, ..., n  Vergleich nachher

6 Softwarekonzept für BAPM

116

Da für die indirekt quantifizierbaren Nutzen bzgl. des Eintretens des Nutzens die Ausfallwahrscheinlichkeit als Risikoprämie berechnet werden muß, wurde in Kapitel 5 dieser Nutzenklasse Zerobonds zugewiesen. Diese folgen einem geometrischen Brownschen Prozeß, der in Anhang A.1 beschrieben wird. Entsprechendes Einsetzen in Cj aus der Gleichung (A.7) ergibt   Pj   P  σ2     Pj   P   σ2  0 0       (n − j)   (n − j)    + − − ln − ln ln ln  P    P    Pj   2   Pj   2  P0 n n C j = Pj * N   − Pj * N  , σ n− j Pj σ n− j         P0 = Anfangspreis des Zerobonds bei Beginn der Investition P1 ,..., Pn−1 = Preis des Zerobonds während der Laufzeit der Investition Pn = 1

P σ = Standardabweichung der Zufallsvariablen ln j  , j = 1,..., n  Pn 

Die Berechnung der Rendite mit der Restlaufzeit T = n-j lautet

mit

Rj =

Pj − P0 + C j P0

, j = 1,..., n

(6.6)

    Pj   P0   σ 2    Pj   P0   σ 2      −   (n − j)   + (n − j) − ln ln − ln ln     100    100   Pj   2   Pj   2  − P * N C j = Pj * N   0 ,  σ n−j σ n− j        

6.3.4 Indirekt schwer quantifizierbare Nutzen

In dieser Nutzenklasse drückt sich die Renditeberechnung nicht in der Zahlung von Dividenden aus, sondern in der Aktienkursentwicklung. Für diese Preisentwicklung der Aktienkurse wird ein geometrischer Brownscher Prozeß (siehe Anhang A.1) modelliert (u.a. in [UHS-94], [LOH95], [IRL-98]). In [UHS-94] ist α t = rt . Die Kurssteigerung e rt mit rt , t = 1,..., n, läßt sich nicht ohne weiteres bestimmen. Hierbei empfiehlt es sich, für rt mit t = 1,..., n Daten aus bereits gelaufenen Projek-

ten zur Schätzung heranzuziehen oder Erfahrungskurven mit Alternativenbewertungen (siehe Abschnitt 3.6) zu kombinieren. Somit lautet entsprechendes Einsetzen in Cj aus Gleichung (A.7)

6 Softwarekonzept für BAPM

117

  Pj      Pj     2  2   − ln P0  +  σ  (n − j)   − ln  P0  −  σ  (n − j) ln ln  P      Pn   Pj   2   Pj   2  P0 n C j = Pj * N   − Pj * N  , σ n− j Pj σ n− j         P0 = 1 Anfangspreis der Aktie bei Beginn der Investition P1 ,..., Pn = Preis der Aktie während der Laufzeit der Investition

P σ = Standardabweichung der Zufallsvariablen ln j  , j = 1,..., n  Pn 

und die Rendite mit der Restlaufzeit T = n-j: P0 e

− rj

Rj =

mit

− P0 + C j *100% , j = 1,..., n P0

    Pj   100   σ 2    Pj   100   σ 2           (n − j)    ln + (n − j) − − ln − ln ln    P   P   Pj   2   Pj   2  n n C j = Pj * N   − N , σ n−j σ n− j        

(6.7)

6.3.5 Synergieeffekte

Den Anleihenkursen P1 ,....Pn werden analog Anhang A.1 ein geometrischer Brownscher Prozeß

r für das Darstellen der Währung unterstellt. Die Kurssteigerung e t mit rt , t = 1,..., n, läßt sich

aus Schätzwerte aus Altprojekten und Erfahrungskurven mit Alternativenbewertungen (siehe Abschnitt 3.6) gewinnen. Wenn Synergieeffekte quantifizierbar sind, werden die Gj entspre-

chend mit finanzmathematischen Verfahren errechnet (Abschnitt 6.3.1), ansonsten werden Schätzwerte aus Altprojekten und Erfahrungskurven mit Alternativenbewertungen (siehe Abschnitt 3.6) herangezogen. Damit erhält man eine kombinierte Formel aus den Gleichungen (6.6) und (6.7). Somit erhält man mit der Restlaufzeit T=n-j analog Gleichung (A.7) und den Erläuterungen in Abschnitt 6.3.4:

mit

Rj =

P0 e

− rj

− P0 + ∑ Gj + Cj n

P0

j =1

*100% , j = 1,..., n

(6.8)

6 Softwarekonzept für BAPM

118

  Pj      Pj     2  2   − ln P0  +  σ  (n − j)   − ln  P0  −  σ  (n − j) ln ln  P      Pn   Pj   2   Pj   2  n C j = Pj * N   − P0 * N  , σ n− j σ n− j         P0 = Anfangspreis der Auslandsanleihe bei Beginn der Investition P1 ,..., Pn = Preis der Auslandsanleihe während der Laufzeit der Investition

P σ = Standardabweichung der Zufallsvariablen ln j  , j = 1,..., n  Pn 

6.3.6 Darstellung der Renditen in Excel

In Bild 6.10 sind in einem Dialogfenster für einen indirekt quantifizierbaren Nutzen z.B. geschätzte Stückzahlen pro Minute für die Investitionsdauer von fünf Jahren in der ersten Eingabespalte den aktuellen Stückzahlen pro Minute in der zweiten Eingabespalte gegenübergestellt. Die prozentualen Veränderungen sind ebenfalls im Eingabefenster dargestellt. Für dieses Beispiel wurde eine lineare Maximumfunktion nach [BRK-97] unterstellt.

zukünftig

aktuell

-16,00 %

- 2, 00 %

13, 00 %

23, 00 %

0, 00 %

Bild 6.10:

Beispielauswahl der Nutzen auf dem Excel-Tabellenblatt

In der Datenbank sind den Nutzen die möglichen Nutzenklassen mit den dazu entsprechenden Gleichungen (6.4) bis (6.8), Erfahrungskurven mit Alternativenbewertungen und DefaultWerten aus abgelaufenen Projekten hinterlegt. 6.3.7 Verteilen der Nutzendaten

Die berechneten erwarteten Renditen werden für die Investitionsdauer von einem Jahr im Tabellenblatt Nutzenkategorie in den Zellen in Spalte E, von zwei Jahren in Spalte G, von drei Jahren in Spalte I, von vier Jahren in Spalte K und von fünf Jahren in Spalte M (Bild 6.11) abgespeichert. In den Zellen der Spalten F, H, J, L und N wird die Gewichtung p(z1 ), ..., p(z5 ) gespeichert,

zi bedeutet hierbei der Umweltzustand i.-tes Jahr. In Bild 6.11 ist z.B. eine gleichverteilte Ge-

6 Softwarekonzept für BAPM

119

wichtung für eine Investitionsdauer von fünf Jahren angenommen. Die Summe von p(z1 ), ..., p(z5 ) muß immer 1 betragen und gilt für alle Nutzen.

Bild 6.11:

Erwartete Renditen und deren Gewichtung während einer Investitionsdauer von fünf Jahren

Bild 6.12:

Namen der Tabellenblätter der einzelnen Nutzenklassen in Excel

Bevor die Portfoliorendite einer Nutzenklasse ermittelt werden kann, werden die Daten der Spalten A und E bis N auf die Tabellenblätter der zutreffenden Nutzenklassen kopiert. Die Namen der Tabellenblätter der einzelnen Nutzenklassen sind in Bild 6.12 dargestellt.

Im folgenden wird das Tabellenblatt als Nutzenklasse bezeichnet. Damit auf dem Tabellenblatt Nutzenkategorien die Renditen der einzelnen Nutzen jederzeit verändert werden können und die sich daraus generierten Berechnungen automatisch aktualisiert bleiben, lautet der VBA-Code für das Kopieren der Spalten E bis N wie folgt: 'Kopieren von Daten mit Formelverknüpfung Range("E1:N17").Select Selection.Copy Sheets("Nutzenklasse").Select Range("E1").Select ActiveSheet.Paste Link:=True

'Auswahl der zu kopierenden Zellen 'Kopieren 'Auswahl des Tabellenblattes Nutzenklasse 'Auswahl der ersten Einfügezelle 'Einfügen der Daten mit Formelverknüpfung

Die Zellen des Tabellenblattes Nutzenklasse werden also mit den Inhalten der Zellen in dem Tabellenblatt Nutzenkategorie verknüpft. Formate gehen allerdings verloren und müssen mit z.B. Selection.Borders für den Rahmen oder Selection.NumberFormat für die Darstellung von Zahlen nachträglich nachgebessert werden. In Excel werden Kommentare in grün dargestellt, vorgegebene Funktions-, Prozedur- oder Anweisungsnamen in blau und der Rest in schwarz.

6 Softwarekonzept für BAPM

120

6.4 Berechnen der Portfoliorendite der einzelnen Nutzenklassen

Nach der Berechnung der erwarteten Renditen der einzelnen Nutzen wird noch die Investitionssumme, hier in diesem Beispiel in Zelle B66, eingegeben.

Zum Start des BAPM wird der Button Nutzenportfolios berechnen gedrückt (Bild 6.13). Es erfolgt das Kopieren der Nutzendaten auf die Tabellenblätter der einzelnen Nutzenklassen und die Ermittlung der Portfoliorendite der einzelnen Nutzenklassen mit dem Portfolio-Selection-Modell von Markowitz unter der Annahme, daß der Investor risikoscheu ist.

Bild 6.13:

Start der Berechnung der Nutzenportfolios

Da ein Investor mehrere Nutzen in seinem Portfolio hält, ist er an der Portfoliorendite und dem entsprechenden Risiko seiner „Anlage in Nutzen“ interessiert. Investiert ein Investor sein Gesamtkapital in n verschiedene Nutzen, die im Portfolio zu t = 0 mit den wertmäßigen Anteilen w j

vertreten sind, so erhält man für die erwartete Portfoliorendite E( RP ) E( RP ) = ∑ w j * E (R j ) , n

j =1

(6.9)

Das Portfoliorisiko hängt aber nicht nur vom Risiko der einzelnen Nutzen ab, sondern auch von den Kovarianzen der den Nutzen entsprechenden Wertpapierrenditen

6 Softwarekonzept für BAPM

121

COV ( Rj ,Rk ) = E( R j * Rk ) − E( R j ) * E ( Rk ) ,

(6.10)

VAR ( RP ) = ∑ ∑ w j * wk * COV( R j , Rk ) , mit

(6.11)

Die Varianz der Portfoliorendite ergibt sich aus n

n

j =1 k =1

COV ( Rj ,Rk ) = COV ( Rk , Rj ) = σ jk , σ jj = COV ( Rj ,R j ) = VAR( R j ) = σ 2j ,

(6.12)

Das dazugehörige Optimierungsproblem ist folgendes „Quadratische Programm“ [STF-96]: min ∑ w *σ + 2 * ∑ ∑ w j * wi * COV(Ri , Rj ) n

i=1

2 i

2 i

unter den Nebenbedingungen E( RP ) = ∑ wi * E( Ri ) mit n

wobei

i=1

n

n

j =1 i =1 i≠ j

∑w n

i =1

i

= 1, wi ≥ 0,

für alle i = 1,..., n,

(6.13)

(6.14)

E ( RP ) = erwartete Portfoliorendite,

E( Ri ) = erwartete Rendite des i-ten Nutzens,

wi

n

= Anteil des Nutzens i am Portfolio,

= Anzahl der im Portfolio enthaltenen Nutzen.

Aus Bild 6.14 ist der graphische Lösungsweg zur Bestimmung der Standardabweichung des

Portfolios σ ( RP ) bei gegebener Portfoliorendite E ( RP ) oder bei gegebenem Portfoliorisiko

σ 2 ( RP ) ersichtlich: Ausgehend von der gewünschten Rendite bzw. gewünschtem Risikoniveau

ist der Schnittpunkt mit der Linie effizienter Portfolios zu bestimmen und dieser Punkt determiniert das zu der gewünschten Rendite zugehörige Risiko bzw. den zum gewünschten Risiko zugehörige Rendite (Bild 6.14). Die Konstruktion der Linie möglicher Portfolios wird durch Variation der Portfoliogewichte erreicht [UHS-94].

6 Softwarekonzept für BAPM

122

Erwartete Portfoliorendite E(RP) E(RP )

Portfolio P1

1

EM=E(RP

)

Minimum-Varianz-Portfolio MVP

MVP

Portfolio P2

E(RP ) 2

|

VM

= σ(RP

MVP

Bild 6.14:

|

)

σ(RP ) 2

|

σ(RP ) 1

Standardabweichung des Portfolios σ(RP)

Rendite und Risiko möglicher und optimaler Portfolios [UHS-94]

Faßt man alle dieser Linien zusammen, so resultiert daraus eine Fläche möglicher Portfolios (Bild 6.15).

E(RP)

σ(RP)

Bild 6.15:

Fläche aller möglichen Portfolios [UHS-94]

6 Softwarekonzept für BAPM

123

Ersetzt man bei obigem Quadratischen Programm E( RP ) = ∑ wi * E( Ri ) in Gleichung (6.14) n

i=1

durch E( RP ) > 0 2 , so erhält man graphisch die Markowitz-Portfoliomöglichkeitskurve als Kom-

bination aller Parameterwerte E( RP ) und der dazugehörigen Wurzel des Zielfunktionswertes

σ 2 ( RP ) = σ ( RP ) (Bild 6.16). Das Portfolio aus riskanten Kapitalmarktanlagen mit dem ge-

ringsten Risiko wird als Minimum-Varianz-Portfolio (MVP) bezeichnet und ist analytisch ermittelbar durch min

∑w n

i=1

*σ + 2 * ∑ ∑ w j * wi * COV(Ri , Rj )

(6.13)

= 1, wi ≥ 0,

(6.15)

2 i

2 i

unter den Nebenbedingungen

∑w n

E(RP)

i =1

i

E(RMVP)

n

n

j =1 i =1 i≠ j

für alle i = 1,..., n .

MVP

|

σ(RMVP) Bild 6.16:

σ(RP)

Portfoliomöglichkeitskurve mit Minimum-Varianz-Portfolio [FIS-96]

In Abschnitt 6.4.1 ist die mathematische Lösung der Ermittlung des Minimum-VarianzPortfolios dargestellt mit der dazu notwendigen Berechnung des Risiko-Rendite-PräferenzParameter Θ und der sich daraus zwangsläufig ergebenden Gewichtung der einzelnen Nutzen wi ≥ 0 für alle i = 1,...,n. Weiterhin wird angenommen, daß die einzelnen erwarteten Renditen des i-ten Nutzens E( Ri ) > 0 für alle i = 1,...,n sind, da sonst eine Investition in diesen Nutzen von 2 Nach Voraussetzung gilt

vornherein nicht sinnvoll wäre.

6 Softwarekonzept für BAPM

124

für jede Nutzenklasse. Θ gibt den Grad der Risikoneigung des Investors für das optimale Portfolio an. Mit Hilfe dieses Parameters können nun sämtliche portfoliotheoretischen Fragen (Tabelle 6.2) gelöst werden [UHS-94]. Standardlösung: Fall (a):

Wie lauten die optimale Portfoliorendite (Abschnitt 6.4.2), das Portfoliorisiko (Abschnitt 6.4.3) und der Zinssatz für risikolose Anlagen (Abschnitt 6.4.4), wenn der Risiko-RenditePräferenz-Parameter Θ bekannt ist? Wie lautet das optimale Portfolio, wenn eine bestimmte (erwartete) Portfoliorendite gefordert wird? (Abschnitt 6.4.2)

Fall (b):

Wie lautet das optimale Portfolio, wenn ein bestimmtes Risiko gefordert wird? (Abschnitt 6.4.3)

Fall (c):

Wie lautet das optimale Portfolio, wenn zusätzlich die Möglichkeit einer risikolosen Veranlagung bzw. Verschuldung am Kapitalmarkt möglich ist? (Abschnitt 6.4.4)

Tabelle 6.2: Portfoliotheoretischen Fragestellungen

6.4.1 Lösung des Minimum-Varianz-Portfolios

Für die Lösung des Minimum-Varianz-Portfolios werden die Gleichungen für die erwartete Portfoliorendite und die Portfoliovarianz (siehe Gleichung 6.13 und 6.14) in Matrix-Form geschrieben, um die allgemeine Lösung des n-Wertpapier-Falles darstellen zu können:  R1  ... wn ) •  M   Rn 

E( RP ) = ∑ wi * E( Ri ) = (w1 n

i=1

bzw.

σ P2 = ∑ w2i *σ 2i + 2 * ∑ n

n

i =1

j=1

= ∑ w *σ ii + 2* ∑ n

i =1

2 i

n

j =1

∑w n

i =1

∑w n

i=1

j

j

(6.16)

* wi * COV(Ri , Rj ) * wi *σ ij

= w12 σ 1 1 + w22σ 2 2 + ... + wn2σ n n +

+ 2w1 w2σ 1 2 + 2w1w3σ 1 3 + ... + 2w1 wnσ 1n +

+ 2w2 w3σ 2 3 + 2w2 w4 σ 2 4 + ... + 2w2 wn σ 2n +

+ ... + + 2wn−1 wnσ n−1,n =∑ n

j =1

= ( w1

∑w n

i =1

j

* wi *σ ij

 σ 1 1 L σ 1n   w1  ... wn ) M M   M   σ n1 L σ n n  wn 

(6.17)

mit σ ij = σ ji

für alle i, j ∈ IN

6 Softwarekonzept für BAPM

125

Die Frage nach einem optimalen Portfolio mündet in der Feststellung, daß einerseits eine möglichst hohe erwartete Rendite, andererseits aber ein möglichst geringes Risiko unter der Nebenbedingung gefordert ist, daß die Summe der Portfoliogewichte Eins ergeben soll:  E( RP ) → max  2  σ P → min

∑w n

i =1

i

= 1.

Nun kann aber nicht gleichzeitig die Rendite maximiert und das Risiko minimiert werden, da eine bestimmte Rendite ein bestimmtes Risiko impliziert und umgekehrt. Wird unterstellt, daß die Nutzenfunktion U eines beliebigen Investors k durch die erwartete Portfoliorendite und die Portfoliovarianz determiniert wird, so erscheint auch aus nutzentheoretischen Überlegungen nur eine gemeinsame Betrachtung des positiven Nutzens aus Renditen und dem negativen Nutzen aus dem Risiko sinnvoll. Die Frage nach dem optimalen Portfolio muß daher so beantwortet werden, daß eigentlich Uk ( E( RP ), σ P2 ) zu optimieren ist. Dazu ist es aber notwendig, den funktionalen

Zusammenhang zwischen E( RP ) und σ P2 zu bestimmen. Zur Lösung dieses Problems wird auf einen Ansatz von Rubinstein [RUB-73] zurückgegriffen. Der Zusammenhang zwischen Rendite,

(

)

2 Ertrag und dem individuellen Grad an Risikoaversion des Investors k im E( R ), σ - Raum

k wird durch einen Risiko-Rendite-Präferenz-Parameter Θ bewerkstelligt. Die Nutzenfunktion des Investors k lautet daher:

Uk ( E( RP ), σ P2 ) = Θ k ⋅ E ( RP ) − σ 2P

(6.18)

Geometrisch entspricht dem Kehrwert Θ k des Anstiegs jener Tangente, die an den Berührungspunkt zwischen der Nutzenkurve und der Linie effizienter Portfolios gelegt wird. Ökonomisch bedeutet Gleichung (6.18), daß der k-te Investor für eine Risikoeinheit mehr das Θ k -fache an Rendite fordert. Im folgenden wird vereinfachend der investorindividuelle Index k beim RenditeRisiko-Präferenz -Parameter Θ unterdrückt.

Da die Zielfunktion des Optimierungsproblems max U (E ( RP ),σ 2P ) nichtlinear ist, lautet nun das

Optimierungsproblem für den einzig notwendigen Lagrange-Multiplikator λ :  n  L = Θ ⋅ E ( RP ) − σ 2P − λ ⋅  ∑ wi − 1 → max,  i=1 

wobei sowohl E( RP ) als auch σ P2 durch die Gewichte wi determiniert werden. Es sind daher die

partiellen Ableitungen nach wi und λ zu bilden und Null zu setzen:

6 Softwarekonzept für BAPM

126

∂L = Θ⋅ R1 − 2w1σ 1 1 − 2w2σ 1 2 − ... − 2wnσ 1n − λ = 0 ∂w1 M

∂L = Θ ⋅ Ri − 2w1σ i1 − 2w2σ i 2 − ... − 2wn σ in − λ = 0 ∂w i

M

∂L = Θ ⋅ Rn − 2w1σ n1 − 2w2 σ n2 − ... − 2wnσ n n − λ = 0 ∂w n ∂L = 1− w1 − ... − wn = 0. ∂λ

In Matrix- bzw. Vektorform geschrieben ergibt sich:

 ΘR1   2σ 1 1 L 2σ 1n 1  w1   ΘR1   2σ 1 1 L 2σ 1n 1  w1   M   M  M   M M M  M  M M  M  − ⋅ = = 0 bzw.  ΘRn   2σ n1 L 2σ n n 1  wn   ΘRn   2σ n1 L 2σ n n 1 ⋅  wn               1   1 1 1 0  λ   1   1 1 1 0  λ 

 2σ 1 1 L 2σ 1n 1  M M M Sei C :=  .  2 σ L 2 σ 1 n1 n n    1 1 1 0

−1 Durch Multiplikation der inversen Matrix C erhält man mit I als die Einheitsmatrix

 ΘR1   ΘR1   w1   w1   w1  −1  M   M   M  C C = I M   M  = C −1C ⋅  C −1 =  bzw.  = C −1  .   w  w  w   ΘRn   ΘRn   n  n  n  1   1  λ λ λ

Da C eine symmetrische Matrix ist, folgt für die inverse Matrix C −1 C −1 in Gleichung (6.19) ergibt

 a1 1 L a1n c1   M M M  :=  mit aij = a ji. an1 L an n cn     c1 L cn cn+1 

(6.19)

6 Softwarekonzept für BAPM

 w1   M   wn    λ

127

 a1 1 L a1n c1   ΘR1   M M M   M  =  × an1 L an n cn   ΘRn      c1 L cn cn +1  1 

(6.20)

oder als Gleichungssystem ausgeschrieben

w1 = c1 + Θ⋅ (a1 1R1 + K+ a1n Rn )

M

wn = cn + Θ ⋅ (an1 R1 + K+ an nRn )

λ = cn+1 + Θ⋅ (c1 R1 + K + cn Rn ) Mit di := ∑ aij Rj mit i = 1,K, n folgt für wi , i = 1,K, n n

j =1

wi = ci + Θ⋅ di mit i = 1,K, n.

(6.21)

Wie bereits an früherer Stelle gezeigt wurde, stellt Θ den Kehrwert des Anstiegs einer Tangente an die Linie möglicher Portfolios dar. Da im Minimum-Varianz-Portfolio der Anstieg der Tangente unendlich ist, gilt für den Risiko-Rendite-Präferenz-Parameter an dieser Stelle: 1 = 0. x →∞ x

Θ = lim

Somit gilt für die Gewichte des Minimum-Varianz-Portfolios wiMVP = ci für alle i = 1,...,n ,

(6.22)

d.h. die Gewichte des Minimum-Varianz-Portfolios sind aus der inversen Matrix direkt in der letzten Zeile bzw. letzten Spalte ablesbar. Für die Rendite EM des Minimum-Varianz-Portfolios erhält man daher EM = ∑ ci * Ri ,

(6.23)

VM = ∑ ∑ cic jσ ij .

(6.24)

n

i =1

bzw. für die Varianz des Minimum-Varianz-Portfolios n

n

i =1 j =1

Neben EM und VM wird noch eine Kennzahl für die Berechnung der Portfoliorendite E( RP )

und des Zinssatzes für risikolose Anlagen RF benötigt, die mit KE bezeichnet und mit di := ∑ aij Rj mit i = 1,K, n wie folgt berechnet wird: n

j =1

6 Softwarekonzept für BAPM

128

 a1 1 K a1n   R1  KE = ∑ di ⋅ Ri = ( R1 KRn ) ×  M M  ×  M  . i=1  an1 K an n  Rn  n

(6.25)

Da keine Leerverkäufe von Kapitalmarktanlagen zugelassen sind, muß noch die Nebenbedingung wi ≥ 0 für alle i = 1,..., n erfüllt werden. Es gilt aus Gleichung (6.21) ≥  Θ ≤ 

−ci für di > 0 di −ci für di < 0 di

.

(6.26)

Mit Gleichung (6.26) wird der kritische Risiko-Rendite-Präferenz-Parameter für die positiven Gewichte der Nutzen ermittelt. Die größte untere Schranke und die kleinste obere Schranke grenzen diesen Bereich ein. Mit Hilfe von Θ , EM, VM und KE können nun

• die Portfoliorendite E( RP ) (Abschnitt 6.4.2)

• das Portfoliorisiko σ P (Abschnitt 6.4.3)

• der Zinssatz für risikolose Anlagen RF (Abschnitt 6.4.4)

bzgl. optimaler Portfolios berechnet werden. 6.4.2 Portfoliorendite E(RP)

Aus den Gleichungen (6.16) und (6.21) erhält man mit den Gleichungen (6.23) und (6.25) E( RP ) = ∑ Ri * (ci + Θdi ) n

i=1

= ∑ ci * Ri + Θ * ∑ di * Ri . n

n

i=1

i =1

= EM + Θ * KE

(6.27)

Ist bei portfoliotheoretischen Untersuchungen die geforderte Portfoliorendite (Fall (a) in Tabelle 6.2) bekannt, so ergibt sich durch Umformung von Gleichung (6.27) der RisikoRendite-Präferenz-Parameter Θ in Abhängigkeit der geforderten Portfoliorendite: Θ=

E ( RP ) − EM . KE

(6.28)

6 Softwarekonzept für BAPM

129

6.4.3 Portfoliorisiko σP

Aus der Gleichung (6.17) für die Portfoliostandardabweichung und der Gleichung (6.21) für die Portfoliogewichte folgt mit den Gleichungen (6.24) und (6.25) und [UHS-94]:

σP =

∑∑w * w n

n

i =1 j =1

i

j

* σ ij

+ Θ * di ) * (c j + Θ * d j ) *σ ij

=

∑ ∑ (c

=

∑ ∑ ci * c j * σ ij + Θ2 * ∑ ∑ di * d j *σ ij + 2Θ * ∑ ∑ ci * d j *σ ij .

n

n

i =1 j =1 n

i

n

n

i =1 j =1

n

n

i =1 j =1

= VM + Θ2 *

n

i=1 j =1

1 n ∑ d * Ri + 0 2 i=1 i

(6.29)

KE = VM + Θ * 2 2

Ist bei portfoliotheoretischen Untersuchungen das geforderte Portfoliorisiko (Fall (b) in Tabelle 6.2) bekannt, so ergibt sich durch Umformung von Gleichung (6.29) der RisikoRendite-Präferenz-Parameter Θ in Abhängigkeit des geforderten Portfoliorisikos: Θ =±

(

2* (σ P ) − VM 2

KE

).

(6.30)

Da Θ den Grad des Risikos darstellt, das der Investor bereit ist einzugehen, ist Θ > 0 für Risikoaversion und Θ < 0 für Risikofreudigkeit.

6.4.4 Zinssatz RF für risikolose Anlagen

Wird ein Portfolio um eine risikolose Anlage ergänzt (Fall (c) in Tabelle 6.2), so setzt sich der

Zinssatz RF aus der ursprünglichen Portfoliorendite E( RP ) abzüglich des neu zu berechnenden Risikos zusammen. In Bild 6.17 wird dieses Risiko graphisch dargestellt.

6 Softwarekonzept für BAPM

130

E(RP)

k* ; 1/k* = Θ

E(R*)

PF*

E(RH) E(RMVP)

MVP

k

PFH

E(RF)

σ(RMVP) Bild 6.17:

σ(R*)

σ(RH)

σ(RP)

Optimales Portfolio unter Berücksichtigung einer risikolosen Veranlagung [UHS-94]

Damit ergibt sich

RF = E ( RP ) −

2 2 σ Θ P

= EM + Θ * KE − = EM −

2 KE  VM + Θ2 * .  Θ 2 

2 VM Θ

(6.31)

Ist bei portfoliotheoretischen Untersuchungen der Zinssatz der risikolosen Anlage (Fall (c) in Tabelle 6.2) bekannt, so ergibt sich durch Umformung von Gleichung (6.31) der RisikoRendite-Präferenz-Parameter Θ :

Θ=

2 * VM . EM − RF

(6.32)

6 Softwarekonzept für BAPM

131

6.4.5 Lösung des Portfolio-Selection-Modells von Markowitz in Excel

Die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebene Lösung zur Berechnung der Portfoliorendite gilt für alle Nutzenklassen. Benötigte Größen sind die Renditen aus Gleichung (6.1) für die Berechnung der Kovarianzen aus den Gleichungen (6.10) und (6.12) sowie die Varianzen aus Gleichung (6.2) für die Aufstellung der Matrix C aus Gleichung (6.19) und der daraus abgeleiteten inversen Matrix aus Gleichung (6.19). Anschließend werden EM aus Gleichung (6.23),

VM aus Gleichung (6.24), KE aus Gleichung (6.25) und Θ aus Gleichung (6.26) sowie die Gewichte mit Gleichung (6.21) ermittelt. Für die Rendite der Investition wird noch die Portfoliorendite E( RP ) aus Gleichung (6.27), das Portfoliorisiko σ P aus Gleichung (6.29) und den Zinssatz für risikolose Anlagen RF aus Gleichung (6.31) bzgl. optimaler Portfolios der jeweili-

gen Nutzenklasse benötigt.

Da im vorhinein die Anzahl der Nutzen in der Nutzenklasse nicht bekannt ist, muß für jede Berechnung der Portfoliorendite einer Nutzenklasse in VBA die Anzahl festgestellt werden. Anschließend erfolgt in den Spalten B bis D in VBA die Generierung der Formeln für die Standardabweichung (wird im folgenden nicht benötigt, ist nur von statistischem Interesse), die Varianz und den Erwartungswert des Nutzens. Anschließend werden die Formeln der Kovarianzen * 2 in VBA für die Matrix C erzeugt und in den von VBA definierten Zellen abgespeichert. Danach wird die Formel "=INDEX(MINVERSE($A$20:$E$24),i,j)“

der inversen Matrix in den Zellen für die i-te Zeile und j-te Spalte abgelegt. Das Erstellen der Formel wird mit Hilfe der Stringfunktion in VBA realisiert. Stellvertretend für alle Formeln sei folgender realisierter VBA-Code in Excel in den Zellen verfügbar: 'Zusammenfassung Portfoliorendite Cells(zeilen_ergebnis + 1, 1).Select

text = "=$B$" & zeilen_EM text = text + "+$A$" text = text & (zeilen_ergebnis) text = text + "*$B$" text = text & (zeilen_EM + 2) Selection.NumberFormat = "0.0000%" ActiveCell.Formula = text

'Auswahl der Zelle, in der die Formel der Portfoliorendite abgelegt wird 'Generierung der Formel mit Stringfunktionen EM in betreffender Zelle

Addition von Θ in betreffender Zelle Multiplikation mit KE in betreffender Zelle 'Zuweisen des Zahlenformates % 'Zuweisen der Formel in vorher ausgewählter Zelle

6 Softwarekonzept für BAPM

132

Für alle anderen zu bestimmenden Größen ist die Implementierung des VBA-Codes analog. Auch wenn diese Programmierung sich als sehr umständlich erweist, so ist doch damit sichergestellt, daß bei Veränderung von Renditewerten im Tabellenblatt Nutzenkategorie die Änderungen durchgängig in allen folgenden Zellen ausgeführt werden. 6.5 Bestimmung der Nutzenportfoliorendite

Die Bestimmung der Portfoliorendite der Nutzenklassen erfolgt im Tabellenblatt Nutzenportfolio. Da die Gewichtung unterschiedlicher Kapitalmarktanlagen z.B. aus Aktien, Anleihen und Festgeld in Investmentfonds bzgl. der Risikoneigung des Investors vorgegeben ist (Bild 6.18), wird im Gegensatz dazu das Portfolio-Selection-Modell von Markowitz nochmals angewendet. Risikoscheuer Investor

Termin-/Festgeld 30%

Anleihen 40%

Aktien 30% Risikoneutraler Investor

Termin-/Festgeld 20%

Anleihen 30%

Aktien 50% Risikofreudiger Investor

Termin-/Festgeld 10%

Anleihen 20%

Aktien 70% Bild 6.18:

Risikoneigung des Investors bei Kapitalmarktanlagen [SCH-94]

6 Softwarekonzept für BAPM

133

Die Portfoliorendite der fünf Nutzenklassen sowie deren Gewichtung erfolgt ebenfalls mit den in Abschnitt 6.4 aufgestellten Formeln, allerdings ist die Implementierung auf einem ExcelTabellenblatt einfacher, da die Anzahl der Nutzenklassen immer konstant ist und daher die Berechnung der Formeln in den gleichen Zellen ohne Visual Basic Programmierung stattfindet. Bleibt also nur die Berechnung der erwarteten Renditen der Nutzenklassen zu beachten. In Abschnitt 6.4 wurde für jede Nutzenklasse eine größte untere Schranke und eine kleinste obere Schranke der Portfoliorendite bestimmt. Die kleinste obere Schranke wird für das erste Jahr gewählt, die größte untere für das fünfte Jahr. Wurden bei den Nutzen eine gleichverteilte Wahrscheinlichkeit angenommen, so muß auch hier die gleiche Wahrscheinlichkeitsverteilung benutzt werden, da ansonsten das Ergebnis verzerrt wird. Die erwarteten Renditen für das zweite, dritte und vierte Jahr werden dadurch ermittelt, indem die Werte durch die Differenz des Wertes des fünften und ersten Jahres dividiert durch 4 zzgl. des Wertes des ersten Jahres äquidistant verteilt werden. In Bild 6.19 ist ein Beispiel zur Berechnung der Portfoliorendite und der Gewichtung der Nutzenklassen dargestellt.

134

Bild 6.19:

6 Softwarekonzept für BAPM

Beispielrechnung für Porfoliorendite der Investition und Gewichtung der Nutzenklassen

6.6 Berechnen des monetären Wertes jeder Nutzenklasse

Die Ergebnisse der Gewichtung der Nutzenklassen und der Portfoliorendite aus dem vorigen Abschnitt werden auf dem Tabellenblatt Endergebnis in monetäre Werte umgerechnet und graphisch als Tortendiagramm aufbereitet (Bild 6.20). Auf diesem Tabellenblatt kann die Investitionssumme in der Zelle C1 nochmals eingegeben werden. Ebenso kann die eingetragene Investitionssumme in der Zelle C1 jederzeit zum Simulieren von Finanzierungsentscheidungen überschrieben werden. Die monetären Werte der Nutzenklassen sowie das Tortendiagramm werden entsprechend gleich mit aktualisiert. Ebenso ist zu beachten, daß eine Investition nur dann sinnvoll ist, wenn das investierte Kapital zzgl. Gewinn nach fünf Jahren zurückgezahlt wird. Daher ist in dem Tortendiagramm für die jeweilige Nutzenklasse das investierte Kapital zzgl. Gewinn dargestellt.

6 Softwarekonzept für BAPM

Bild 6.20:

135

Monetäre Bewertung der Nutzenklassen

Die Finanzierung der Investition kann in Eigen- oder Fremdfinanzierung (z.B. Kredit, Leasing) erfolgen. Da die Steuerzahlungen der Unternehmungen von der Finanzierungsform abhängen, sind die Kapitalstruktur und die Gewinne der Portfoliorendite nicht irrelevant. In [SWO-94] werden einige Steuersysteme im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf Finanzierungsentscheidungen untersucht. In diesem Beitrag werden Zinsen und Kapitalerfolge (z.B. Optionspreisprämien) der Nutzenklassen gleichermaßen mit dem Satz s = 40% besteuert. Für die Portfoliorendite des Nutzenklassenportfolios nach Steuern gilt analog Gleichung (2.6) E( RP ) nach Steuern = E ( RP ) vor Steuern *(1− s) .

In obigem Beispiel würde die Portfoliorendite nach Steuern 4,32294% betragen.

(6.33)

6 Softwarekonzept für BAPM

136

6.7 Berechnen des monetären Wertes aller Nutzen

Im gleichen Tabellenblatt werden auch die monetären Werte der einzelnen Nutzen sortiert nach den Nutzenklassen ermittelt. Die Werte der Gewichtung werden aus der Spalte O des Tabellenblattes der jeweiligen Nutzenklasse in die Spalte B übernommen und mit dem monetären Wert der Nutzenklasse multipliziert. In Bild 6.21 werden die monetären Werte vor Steuern dargestellt.

Bild 6.21:

Monetäre Bewertung der einzelnen Nutzen

6 Softwarekonzept für BAPM

6.8 Berechnen des monetären Wertes jeder Nutzenkategorie

137

Entsprechend der Zuordnung der Nutzen in Nutzenkategorien kann auch die monetäre Bewertung der Nutzenkategorie errechnet werden. Hierzu werden die monetären Werte der Nutzen in der jeweiligen Nutzenkategorie aufaddiert. Die Gewichtung der Nutzenkategorien ergibt sich durch die Division mit der Investitionssumme zzgl. Portfoliorendite vor Steuern (Bild 6.22).

Bild 6.22:

Monetäre Bewertung und Gewichtung der Nutzenkategorien

7 Zusammenfassung und Ausblick

139

7 Zusammenfassung und Ausblick

Der Wirtschaftlichkeitsnachweis von Investitionen neuer Technologien in der Produktentwicklung gestaltet sich schwierig, da die Nutzen dieser Technologien weit gestreut sind. Die Investitionsrechnung stellt keine geeigneten Bewertungsverfahren zur Verfügung. Ein weiteres Problem dieser Verfahren ist bei der Nutzenerfassung die fehlende Prozeßorientierung sowie eine unzulässige Mischung quantifizierbarer und qualitativer Nutzengrößen (sofern sie nicht völlig vernachlässigt wurden), die die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse stark einschränken [BAU95]. Die Nutzenerfassung einer Investition neuer Technologien in der Produktentwicklung geht von den klassischen Forderungen Kosten senken, Qualität verbessern und Zeiten verkürzen aus. Jedoch haben diese Forderungen im Kontext mit den Prozessen in der Produktentwicklung und im Umfeld mit den Kunden, Zulieferanten und Partnerunternehmen verschiedene Interpretationen. Dies gilt in gleicher Weise für Verfahren/Methoden und den Technologieeinsatz. Dabei kommt es auch zu Überlappungen, da z.B. Zeitverkürzung in Kostensenkung überführt werden kann, oder zu Interpretationsspielräumen, da z.B. mit Qualität die Produkt-, Service- oder die Mitarbeiterqualität (die durch Qualifikation in die neue Technologie erreicht werden kann) gemeint sein könnte. Desweiteren muß beachtet werden, daß Unternehmen heutzutage bei der Umsetzung zeitlich befristeter Vorhaben projektartig strukturiert sind. In dieser Arbeit wurden daher für die klassischen Nutzen Kostensenkung, Qualitätsverbesserung und Zeitverkürzung sog. Nutzenkategorien definiert und beispielhafte Nutzen den einzelnen Nutzenkategorien aus der Literatur zugeordnet.

Da in den einzelnen Nutzenkategorien monetär quantifizierbare oder sehr schwer monetär quantifizierbare Nutzen auftreten können, werden diese Nutzen für eine einheitliche Nutzenbewertung in sog. Nutzenklassen nach der VDI-Richtlinie VDI 2216 Einführungsstrategien und Wirtschaftlichkeit von CAD-Systemen [VDI-2216] eingeteilt, die zusätzlich um unternehmensinterne und -externe Synergieeffekte erweitert wird. Aus diesen Nutzenklassen entsteht ein sog. Benefit Asset Pricing Model (BAPM)-Portfolio. In dieser Arbeit wurde gezeigt, daß dieses Portfolio Ähnlichkeiten bei der Vorgehensweise zur Beherrschung der Schwierigkeiten bei der Bewertung zukünftiger Zahlungsleistungen aufweist wie ein Portfolio bestehend aus Kapitalmarktanlagen (z.B. Aktien, Anleihen) in einem Investmentfonds. Daher konnten die Portfoliotheorie von Markowitz [MAR-52] sowie Methoden und Verfahren zur Rendite- und Risikoberechnung von Kapitalmarktanlagen analog auf die Nutzenbewertung einer Investition zurückübertragen und angewendet werden. Eine Softwarelösung verdeutlicht die Vorgehensweise an einem Berechnungsbeispiel.

Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die oben genannten Schwierigkeiten zur Nutzenerfassung und -bewertung im klassischen Controlling darzustellen und einen geeigneten Weg aufzuzeigen, der auch neuen Controlling-Methoden genügt. Der ursprünglich für den Fertigungsprozeß kon-

7 Zusammenfassung und Ausblick

140

zipierte Ansatz der Balanced Scorecard [KAN-97] ist in der Lage, Vermögenswerten, auch wenn diese in einer Unternehmensbilanz nicht auftauchen, wie Produktentwicklungen, Prozesse im Unternehmen, Mitarbeiter-Know-how, -Motivation und -Flexibilität, Kundentreue und neuer Technologien, einen finanziellen Wert zuzuschreiben [KAN-97]. Zusammengefaßt erhält man aus dem Interpretationspielraum der Perspektiven, die die Balanced Scorecard bietet, und den klassischen Nutzenkategorien Kosten - Qualität - Zeit die in Bild 7.1 dargestellten sechs Nutzenkategorien in der Produktentwicklung. Balanced Scorecard im Fertigungsprozeß Kundenperspektive

Vision und Strategie

Finanzielle Perspektive

interne Prozeßperspektive

Lern- und Entwicklungsperspektive Kosten

Bild 7.1:

Produktqualität Werkzeugeinsatz

Klassische Nutzenkategorien

Qualität

Nutzenkategorien in der Produktentwicklung

Zeit

Mitarbeiterumfeld

Prozeßperformance

Projektperformance Servicequalität

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Ableitung der Nutzenkategorien aus dem klassischen Ansatz und der Balanced Scorecard

Zukünftig kann das BAPM bei Anwendung in Unternehmen zu einem Nutzenbewertungsindex analog einem Aktienindex (z.B. der Deutsche Aktienindex (DAX)) ausgebaut werden. Der DAX wurde am 11. Januar 1988 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt und wurde als nach dem Grundkapital gewichteter Index unter Berücksichtigung von Abschlägen bei Dividenden- und Kapitalmaßnahmen (z.B. Kapitalerhöhung eines Unternehmens) berechnet. Als Bezugstermin wurden die Schlußkurse des Jahresultimo 1987 gewählt und die Basis auf 1000 Indexpunkte festgesetzt. Von den derzeit etwa 700 an der Börse notierten Aktiengesellschaften weisen die 30 Standardwerte (sog. Blue Chips), die sich im DAX befinden, fast 60% der Marktkapitalisierung und 87% des Umsatzes auf. Gleichzeitig wird die Branchenstruktur der deutschen Wirtschaft weitgehend nachgebildet. Die ursprüngliche Zusammensetzung des DAX hat sich inzwischen geändert, da einige Gesellschaften ausgetauscht wurden [BMB-96].

Der DAX wird während der amtlichen Börsenzeit jede Minute neu ermittelt. Die Zusammensetzung und Gewichtung des DAX wird jeweils jährlich durch entsprechende Verkettungs- und

7 Zusammenfassung und Ausblick

141

Korrekturfaktoren neu angepaßt. Der DAX wurde als sog. Performanceindex konstruiert. Dieses Konzept impliziert eine Bereinigung des Indexes um Dividenden- und Bezugsrechtszahlungen bei Kapitalerhöhungen, d.h. diese Erträge werden wieder in die jeweilige Aktie des IndexPortfolios angelegt. Somit bewirken die Ausschüttungen im Gegensatz zum Kursindex keinen Rückgang des Indexes [BMB-96].

Analog zum DAX läßt sich auch ein Nutzenbewertungsindex erstellen. Die Branchenstruktur des DAX entspricht den fünf Nutzenklassen. In den jeweiligen Nutzenklassen werden die in den Unternehmen meist quantifizierten Nutzen in den Nutzenbewertungsindex abgelegt. Die in Bild 7.2 dargestellte rote Kurve würde also der Nutzenbewertungsindex für ein Durchschnittsunternehmen sein, die grüne Kurve die im Unternehmen gemessenen quantifizierten Nutzen. Je weiter die grüne Kurve im Spinnennetz in Bild 7.2 nach außen und die rote Kurve innerhalb der grünen Kurve ist, handelt es sich um das Unternehmen um ein Weltklasseunternehmen. Ansonsten muß sich das Unternehmen überlegen, welche neue Technologie es benötigt, um ein „Weltklasseunternehmen“ zu werden. Produktqualität

Werkzeugeinsatz

Mitarbeiterumfeld

Bild 7.2:

Prozeßperformance

Projektperformance Servicequalität

Durchschnittsunternehmen Weltklasseunternehmen

Nutzenbewertungskurven bei Durchschnitts- und Weltklasseunternehmen

Analog dem DAX [ELL-96] läßt sich der Nutzenbewertungsindex wie folgt berechnen: Nutzenbewertungsindex (t) = K(T )*

∑ p(i, t) * q(i, T ) *c (i, t) n

i =1

∑ p(i,0) * q(i, 0) n

*1000

i =1

mit

Nutzenbewertungsindex (t) = Wert des Nutzenbewertungsindex zum Zeitpunkt t t

= Berechnungszeitpunkt

T

= letzter Anpassungs-/Verkettungstermin

K(T)

= Verkettungsfaktor zum Zeitpunkt T

7 Zusammenfassung und Ausblick

142

i

= Nutzen i (i = 1,...,n)

p(i,t)

= „Nutzenkurs“ des Nutzens i zum Zeitpunkt t

c(i,t)

q(i,T) p(i,0) q(i,0)

= Korrekturfaktor zum Zeitpunkt t für den i-ten Nutzen = Anzahl der Kapitalmarktanlagen des Nutzen i zum Zeitpunkt der letzten Anpassung T = festgelegter Anfangswert des „Nutzenkurses“ des Nutzens i

= Anzahl der Kapitalmarktanlagen der Nutzen i am Anfangswert

In der Nutzenbewertung ist die „Anzahl der Kapitalmarktanlagen“ zu Beginn für jeden Nutzen 1. Da im Idealfall keine Anpassungen beim Nutzenbewertungsindex durchgeführt werden, müssen auch keine Bereinigungen beim Index durchgeführt werden und der Verkettungsfaktor K(T) ist daher 1. Desweiteren ergibt sich der Korrekturfaktor c(i,t) aus der Gewichtung w(i) der Portfoliotheorie von Markowitz. Zusammengefaßt ergibt sich dann die folgende vereinfachte Formel: Nutzenbewertungsindex (t) =

∑ p(i, t) * w(i) n

i =1

∑ p(i,0) n

*1000

i=1

mit

Nutzenbewertungsindex (t) = Wert des Nutzenbewertungsindex zum Zeitpunkt t t

= Berechnungszeitpunkt

p(i,t)

= „Nutzenkurs“ des Nutzens i zum Zeitpunkt t

i

p(i,0) w(i)

= Nutzen i (i = 1,...,n)

= festgelegter Anfangswert des „Nutzenkurses“ des Nutzens i = Gewichtung des Nutzen i

Hat sich der Nutzenbewertungsindex in der Praxis bewährt, können auch die in Abschnitt 5.1 dargestellten Performancemaße im Ergebniscontrolling zur Beurteilung des Anlageerfolgs von Kapitalmarktanlagen an den „Nutzenerfolg“ herangezogen werden. Ebenso machen weitere Anwendungen des Kapitalmarkts auf die Übertragung in der Produktentwicklung neugierig.

145

Anhang

A Anhang Stochastische Prozesse

Stochastische Prozesse spielen in den Wirtschaftswissenschaften eine wichtige Rolle. “Klassische” Beispiele sind die zeitliche Entwicklung von Aktienkursen und Renditen sowie die Fluktuation der Preise von Edelmetallen. A.1 Stochastische Prozesse

Eine Zufallsgröße X ist das Ergebnis eines Zufallsexperiments unter vorgegebenen Bedingungen. Ändern sich diese Bedingungen, so kann dies Einfluß auf das Ergebnis des Zufallsexperiments, d.h. auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung von X, haben. Hängt die Zufallsgröße X von einem deterministischen Parameter t ab, der Werte aus einer vorgegebenen Menge T annehmen kann, ergibt sich folgende Schreibweise: X = X(t), t ∈ T. In den nächsten Abschnitten wird der Parameter t als Zeit interpretiert. Somit ist X(t) die Zufallsgröße zum Zeitpunkt t, während T den gesamten Betrachtungszeitraum umfaßt. Z bezeichne die Menge aller Zustände, die die X(t), t ∈ T, annehmen können.

A.1.1 Definition eines stochastischen Prozesses

Unter einem stochastischem Prozeß [BEI-97] mit dem Parameterraum T und dem Zustandsraum Z versteht man die Menge der Zufallsgrößen {X(t), t ∈ T}. Ist T ein Intervall, dann spricht man von einem stochastischen Prozeß mit stetiger Zeit.

Für die vollständige Charakterisierung stochastischer Prozesse gilt für alle n ∈ IN und für alle

n-Tupel {t1, t2, ..., tn} mit ti ∈ T die folgende Verteilungsfunktion des n-dimensionalen zufälligen Vektors (X(t1), X(t2), ..., X(tn)):

Ft1 ,t2 ,...,t n ( x1 , x2 ,..., x n ) = P( X (t1 ) ≤ x1 ,X (t 2 ) ≤ x 2 ,..., X (tn ) ≤ xn ) .

A.1.2 Der Wiener-Prozeß

(A.1)

Die heutzutage angewandten Modelle für stochastische Prozesse basieren auf dem WienerProzeß, der auch als Brownsche Bewegung (engl. Brownian motion) bezeichnet wird [IRL-98]. Im Jahre 1828 veröffentlichte der englische Botaniker R. Brown seine Beobachtungen über die Bewegung von mikroskopisch kleinen organischen und anorganischen Teilchen in Flüssigkeiten ([BEI-97], [BRO-28]). Er stellte fest, daß sich die Teilchen in ständiger, scheinbar regelloser Bewegung befinden. Die ersten Ansätze zur mathematischen Modellierung der Brownschen Bewegung machten L. Bachelier im Jahre 1900 in seiner Arbeit Théorie de la spéculation über das Verhalten von Finanzmärkten [BAC-00] und Einstein in einer Arbeit über die physikalische Deutung der Brownschen Beobachtungen aus dem Jahre 1905 [EIN-05]. Beide stießen auf die Normalverteilung als adäquates Modell zur Beschreibung der eindimensionalen Brownschen

Anhang

146

Bewegung (Bild A.1) und erklärten die „chaotische” Bewegung mikroskopisch kleiner Teilchen in Flüssigkeiten (aber auch in Gasen) durch das massenhafte Bombardement der Teilchen durch die umgebenden Moleküle [BEI-97]. Die exakte mathematische Formulierung verbunden mit einem Existenzbeweis erreichte 1923 N. Wiener [WIE-23].

Bild A.1:

Eindimensionale Brownschen Bewegung [BEI-97]

Ein Beispiel für eine eindimensionale Brownsche Bewegung sind die Preisentwicklungen an Finanzmärkten. A.1.3 Definition des Wiener-Prozesses

Ein stochastischer Prozeß {X(t), t ≥ 0} mit stetiger Zeit und dem Zustandsraum Z = (-∞, +∞)

heißt Wiener-Prozeß [BEI-97]), wenn er folgende Eigenschaften hat: 1) X(0) = 0,

2) {X(t), t ≥ 0} hat stationäre und unabhängige Zuwächse,

3) für jedes t > 0 ist X(t) normalverteilt mit E(X(t)) = 0 und Var (X(t)) = σ 2 t.

Wegen der Stationarität der Zuwächse genügt die Differenz X(t) - X(s) für s, t ≥ 0 einer Nor2 malverteilung N mit dem Ewartungswert 0 und der Varianz σ |t-s|:

X(t) - X(s) = N(0, σ 2 |t-s|)

(A.2)

N(0, σ 2 |t-s|) ermittelt sich aus dem Integral über die Dichtefunktion der Standardnormalverteilung N {di } =

1 2π

d

∫e

−∞

−

v2 2

dv (Bild A.2).

(A.3)

147

Anhang

Bild A.2:

Dichtefunktion der Standardnormalverteilung [UHS-94]

Die numerische Approximation für die Berechnung der kumulativen Normalverteilung lautet [ABS-65] N {di } = 1− z(di )∑ bi pi + ε (di ) mit 5

p=

i =1

1 1 + 0, 2316419* di

b1 = 0, 31938153 b2 = −0, 356563782 b3 = 1,781477937

.

b4 = −1,821255978 b5 = 1,330274429 1 − z( di ) = e 2π

d i2 2

In Tabelle A.1 wird die Lösung des obigen Integrals für unterschiedliche Werte von d angegeben. Es gilt außerdem noch folgende Beziehung: N {−di } = 1 − N {di } .

Anhang

148

Tabelle A.1:

Wertetabelle für die kumulierte Dichtefunktion der Standardverteilung [UHS-94]

149

Anhang

A.1.4 Geometrischer Brownscher Prozeß

Stochastische Prozesse zur Vermögensentwicklung lassen sich danach unterscheiden, ob angenommen wird, daß sich das Vermögen in jedem Zeitpunkt oder nur zu periodisch angeordneten Zeitpunkten ändern kann. Hierbei lassen sich bei kontinuierlicher Zeitbetrachtung stochastische Prozesse mit stetiger und unstetiger Vermögensentwicklung unterscheiden, wobei die stetigen stochastischen Prozesse in der Optionspreistheorie vorherrschend sind. Die meisten optionstheoretischen Untersuchungen betrachten als „underlying asset“ [LOH-95] nicht wie hier das gesamte, evtl. heterogen zusammengesetzte Unternehmensvermögen, sondern ein Vermögen, das nur aus Aktien besteht. Unter sehr allgemeinen Bedingungen können stochastische Prozesse in zwei Komponenten zerlegt werden. Die stetige Komponente stellt einen verallgemeinerten Brownschen Prozeß, nach dem japanischen Mathematiker Kiyoshi Ito auch Ito-Prozeß genannt [LOH-95], dar. Die unstetige Komponente ist ein verallgemeinerter Poisson-Prozeß. Mit Poisson-Prozessen lassen sich sprunghafte Vermögensentwicklungen abbilden. Cox und Ross [COR-76] entwickelten dazu Optionspreisformeln für diesen stochastischen Prozeß, jedoch braucht dieser Ansatz nicht weiter verfolgt werden, da sprunghafte Veränderungen der Nutzenwerte nicht zu erwarten sind. Im folgenden werden nun stetige stochastische Prozesse betrachtet. Am häufigsten wird die Vermögensentwicklung als geometrisch Brownscher Prozeß modelliert [DIP-94]. Arithmetische Brownsche Prozesse können zu negativen Vermögen führen und sind daher für die Beschreibung der Vermögensentwicklung schlechter geeignet (vgl. [DUF-96]). Für die momentane relative Vermögensänderung dVt / Vt bei einem geometrischen Brownschen Prozeß im Zeitpunkt t wird angesetzt:

dVt = α dt + σ dw . Vt

(A.4)

Dabei bezeichnet dVt die Vermögensänderung im Zeitintervall (t,t + dt), α die erwartete relative

Vermögensänderungsrate, σ die Standardabweichung dieser relativen Vermögensänderungsrate

und dw das stochastische Differential zu einem Wiener Prozeß. Die rechte Seite der Gleichung setzt sich aus einer deterministischen Komponente α dt und einer stochastischen Komponente σ dw zusammen, wobei die Volatilität σ ein Maß für die Stärke der stochastischen Komponente

ist. Der erste Term heißt Driftkomponente und beschreibt das erwartete Zeitverhalten der relativen Vermögensänderung. Der zweite Term drückt das unerwartete Zeitverhalten als Zufallskom-

ponente aus. Hängen α oder σ von Vt oder t ab, so erhält man den oben erwähnten Ito-Prozeß: dVt = α (Vt ,t ) dt + σ (Vt ,t ) dw . Vt

Für die Nutzenbewertung werden α und σ als Konstanten angenommen, da die Vermögens-

entwicklung nur zu periodisch angeordneten Zeitpunkten sich ändert.

Anhang

150

Für den Fall σ = 0 stellt Gleichung (A.4) eine gewöhnliche Differentialgleichung dar, aus der man durch Integration mit der Integrationskonstanten C erhält: ln Vt = α t + C

Die Berücksichtigung der Anfangsbedingung für t = 0 folgt mit C = ln V0 : Vt = V0 eα t ⇔ V0 = Vt e− α t .

(A.5)

Anhang

151

A.2 Optionspreistheorie

Risiken in Kapitalmarktanlagen lassen sich auf drei Weisen herabsetzen [USZ-95]:

• Diversifikation, d.h. Ausnutzung des entgegengesetzten Renditeverhaltens risikobehafteter Anlagen

• Aufnahme risikoloser oder risikoarmer Portfoliokomponenten • direkte Portfolioversicherung

Die Diversifikation wurde schon mit Hilfe des Diversifikationseffektes in Abschnitt 5.1 behandelt. Die Aufnahme risikoloser Portfoliokomponenten erfolgt mit direkt quantifizierbaren Nutzen. Also braucht im folgenden nur noch die direkte Portfolioversicherung betrachtet werden. Man schließt eine Versicherung in Form von Optionen ab, deren Inanspruchnahme gewährleistet, daß ein bestimmter Portfoliowert nicht unterschritten wird. A.2.1 Eigenschaften von Optionen

Eine Option gibt dem Käufer das Recht, eine bestimmte Kapitalmarktanlage bis zu einem zukünftigen Zeitpunkt T zu einem vereinbarten Preis K, dem Ausübungspreis, zu kaufen oder zu verkaufen. Der Optionskontrakt beinhaltet nicht die Pflicht zu seiner Ausübung. Beim Kaufrecht wird die Option als Call, beim Verkaufsrecht als Put bezeichnet. Ist die Ausübung der Option nur zum Verfallszeitpunkt T möglich, so spricht man von einer europäischen Option. Kann die Option jederzeit bis zum Zeitpunkt T ausgeübt werden, bezeichnet man sie als amerikanische Option. Dies beschreibt die vier grundlegenden Optionstypen, den europäischen Call und Put

sowie den amerikanischen Call und Put [IRL-98]. Für die Nutzenbewertung sind allerdings nur die europäischen Optionen von Interesse, da angenommen wird, daß der Ausübungszeitpunkt immer in ganzzahligen Jahren stattfindet und die Ausübung daher nicht vor dem Zeitpunkt stattfindet. Sollte es später bei der Nutzenbewertung unterjährige Betrachtungen stattfinden, so müssen die Formeln der europäischen Option durch die Formeln der amerikanischen Option ersetzt werden. Beim Käufer einer Option liegt in der Sprache der Finanzmärkte eine long position vor, beim Verkäufer (d.h. der sog. Stillhalter) eine short position. Selbstverständlich verlangt der Verkäufer einer Option vom Käufer dieser Option einen gewissen Preis (Optionsprämie) für das im Optionskontrakt verbriefte Recht [IRL-98]. In Bild A.3 und Bild A.4 sind die vier Grundstrategien, jeweils am Fälligkeitstag, mit Optionen dargestellt. Die realisierten Gewinne und Verluste der Option sind abhängig vom notierten Aktienkurs am Fälligkeitstag [DEB-89]. Der Basispreis der Aktie beträgt in Bild A.3 und Bild A.4 200 DM, die Optionsprämie ohne Transaktionskosten und Steuern bei der Kaufoption 30 DM, bei der Verkaufsoption 20 DM.

Anhang

152

Der Käufer einer Option (long posi-

Long Call - Kauf einer Kaufoption

DM

tion) zahlt die Optionsprämie und erzielt folgende Ergebnisse:

120

•

90 Gewinn-/ VerlustSchwelle

60 30 0 140

-30 -60

170

Verlust

230

260

290

320

Aktienkurs am Fälligkeitstag

über der Gewinnschwelle liegt.

350

AK 380

•

maximal in Höhe der gezahlten Optionsprämie

AK = Aktienkurs

Der Käufer einer Option (long posi-

Long Put - Kauf einer Verkaufsoption

DM

tion) zahlt die Optionsprämie und erzielt folgende Ergebnisse:

120

•

100 80

Begrenzte Ertragsmöglichkeiten:

maximal in Höhe des Basispreises abzüglich der gezahlten

60 40

80

-40

Bild A.3:

120

Optionsprämie.

Gewinn-/ VerlustSchwelle

Ertrag

20

-20

Begrenztes Verlustrisiko:

Basispreis

-90

0

keiten:

abhängig davon, wie weit der

Ertrag

200

Unbegrenzte Ertragsmöglich-

160

200

AK = Aktienkurs

•

240

280

Verlust

AK

Begrenztes Verlustrisiko:

maximal in Höhe der gezahlten Optionsprämie

Basispreis

Grundstrategien mit Optionen - betrachtet am Fälligkeitstag: Long Call und Long Put (nach Deutsche Bank AG [DEB-89])

153

Anhang

DM

90

Basispreis

60 30 0 140

-30

Der Verkäufer einer Option (short

Short Call - Verkauf einer Kaufoption

200

und erzielt folgende Ergebnisse: •

Gewinn-/ VerlustSchwelle

Ertrag 170

position) erhält die Optionsprämie

230

260

290

ten:

maximal in Höhe der verein-

320

350

AK 380

nahmten Optionsprämie. •

Unbegrenztes Verlustrisiko:

abhängig davon, wie weit der Aktienkurs am Fälligkeitstag

Verlust

-60

Begrenzte Ertragsmöglichkei-

über der Verlustschwelle liegt.

-90 -120

AK = Aktienkurs

DM

80 60

Gewinn-/ VerlustSchwelle

40 20 0

-20

80

-40 -60

Der Verkäufer einer Option (short

Short Put - Verkauf einer Verkaufsoption

120

Verlust

160

position) erhält die Optionsprämie und erzielt folgende Ergebnisse:

Basispreis

200

•

Ertrag

240

Begrenzte Ertragsmöglichkeiten:

maximal in Höhe der verein280

AK

nahmten Optionsprämie. •

Begrenztes Verlustrisiko:

maximal in Höhe des Basisprei-

ses abzüglich der vereinnahmten Optionsprämie.

-80

-100 -120

Bild A.4:

AK = Aktienkurs

Grundstrategien mit Optionen - betrachtet am Fälligkeitstag: Short Call und Short Put (nach Deutsche Bank AG [DEB-89])

Entscheidend ist nun die Frage nach der Festsetzung dieser Optionsprämie. Dieser wird auch als Fair Value (z.B. in [ELL-98]) bezeichnet. Die Arbeiten von Black und Scholes [BLS-73] sowie Merton (u.a. in [MER-76]) haben eine rationale Theorie dieser Preisfindung ins Leben gerufen und damit die Praxis des Handelns mit Optionen entscheidend geprägt.

154

Anhang

A.2.2 Der Versicherungscharakter von Optionen

Seien im folgenden Call-Optionen betrachtet, die Überlegungen für Put-Optionen gelten analog.

Kapitalmarktanleger können z.B. Aktienkäufe auf dem Wege sog. Effektenkredite teilfinanzieren. Dabei leistet der Investor eine Anzahlung auf den Kaufpreis der Aktien. Der andere, in vielen Fällen größere Teil des Kaufpreises wird durch einen Kredit aufgefüllt. Der Kredit wird mit den erworbenen Wertpapieren abgesichert, d.h. diese Wertpapiere gehen in das Eigentum des Kreditgebers über, sofern der Kreditnehmer den vereinbarten Schuldendienst nicht mehr bereit oder in der Lage zu leisten ist. Umgekehrt werden die Wertpapiere zum Eigentum des Kreditnehmers, sobald dieser seine Verbindlichkeiten gegenüber dem Kreditgeber beglichen hat. In leichter Abwandlung dieses Prinzips läßt sich ein Call wie folgt als Versicherungskontrakt interpretieren: Eine Aktie notiere zu 1.200 DM. Ein Anleger sichert den Zugriff auf die Aktie, indem er 200 DM sofort anzahlt und sich gleichzeitig das Recht einräumen läßt, bei Fälligkeit des Vertrages z.B. in neun Monaten die restlichen 1.000 DM zu bezahlen. Er hat also auf diese Weise einen Effektenkredit aufgenommen. Dem liegt folgende, einem Call analoge Konstruktion zugrunde. Der Anleger hat nämlich im Prinzip einen europäischen Call auf diese Aktie mit einem Ausübungspreis von 1.000 DM erworben. Falls er sich zur Ausübung der Option entschließt, wird er die nicht rückerstattbare Anzahlung des Ausübungspreises von 200 DM um 1.000 DM ergänzen müssen, um den vereinbarten Ausübungspreis voll zu bezahlen und die Aktien beziehen zu dürfen. Unterläßt er die Ausübung, ist die Anzahlung in Höhe von 200 DM unwiederbringlich dahin, doch wechselt darüber hinaus kein Geld mehr den Besitzer. Der Stillhalter nimmt seinerseits die Aktien zum aktuellen Kurs von 1.000 DM treuhänderisch für den Zeitraum der Gültigkeit des Vertrags in seinen Bestand, so daß der Call-Käufer bei Ausübung mit Sicherheit sofortigen Zugriff auf die vom Call-Verkäufer (Stillhalter) veroptionierten Aktien hat [USZ-95]. Die Fragestellung lautet nun: Welchen Fair Value sollte der Stillhalter angesichts dieser Vertragskonstruktion dem Anleger berechnen?

Bei der Beantwortung dieser Frage muß der Umstand berücksichtigt werden, daß der Stillhalter Geld in der Aktie gebunden hat, welches er während der Gültigkeit des Optionskontraktes leider nicht mit einem risikolosen Zinssatz anlegen kann. In dieser Situation ist auch der Investor mit seinem Nutzenportfolio. Daher stellt er diese sog. Opportunitätskosten dem imaginären Anleger im Preis für sein Optionsrecht in Rechnung. Im Grunde genommen hat der imaginäre Anleger einen Effektenkredit aufgenommen, bei dem der Barwert der entgangenen Zinsen des Kreditgebers angezahlt wird. Dieser Barwert läßt sich vom Kreditgeber zu einem Zinssatz anlegen, so daß er für seine entgangenen Zinsen entschädigt wird [USZ-95].

Außerdem ist es selbstverständlich, daß der Betrag, um den die Aktie den Ausübungspreis zum Zeitpunkt des Verkaufs der Option übertrifft (in diesem Beispiel sind es 200 DM), in den Kauf-

Anhang

155

preis des Optionsrechtes einfließen wird. Diesen Betrag bezeichnet man auch als den inneren Wert der Option [USZ-95].

Schließlich ist der Stillhalter einer gewissen Unsicherheit ausgesetzt. Entwickelt sich der Aktienkurs unvorteilhaft, so daß der Anleger von seiner Ausübung Abstand nimmt, sieht sich der Stillhalter als „Auffangbecken von womöglich stark wertgeminderten Wertpapieren“ [USZ-95]. Diese Unsicherheit seitens des Stillhalters ist die Kehrseite der klaren und sicheren Verhältnisse, in denen sich der Anleger aufgrund der Optionsvereinbarung befindet: er weiß genau, was seine maximalen Ausgaben sein könnten und was sein maximaler Verlust ist. Er hat zudem die Gewißheit, die beziehbaren Aktien dem Stillhalter ohne zusätzliche Zahlung endgültig überlassen zu können, sofern diese für ihn nicht mehr von ökonomischen Interesse sein sollten. Für diese Versicherungsleistung, die Übernahme des Risikos, ist also ebenfalls ein Preis zu zahlen, die Versicherungsprämie. Die Optionsprämie eines Calls setzt sich daher aus folgenden Komponenten zusammen:

Call-Optionspreis = Opportunitätskosten des Stillhalters + Innerer Wert + Versicherungsprämie.

Der Versicherungscharakter von Optionen prägt deren Preisverhalten: Die Preise von Optionen steigen wie Versicherungsprämien, wenn das Risiko, d.h. die Volatilität des Aktienkurses, zunimmt. Nicht anders als bei Versicherungsprämien, die um so geringer sind, je höher die Vorauszahlung des Versicherungsnehmers ist, verringert sich die einer Option innewohnende Versicherungsprämie mit steigendem inneren Wert der Option. Je länger der Zeitraum der Versicherung, desto höher die Versicherungskosten. A.2.3 Die Bewertung von Call-Optionen

Ausgehend von den Gleichungen (A.4) und (A.5) wird der in Bild A.5 unterstellte hypothetische Wertverlauf einer Kapitalmarktanlage bei stochastischen Zinsänderungen, d.h. ein geometrischer Brownscher Prozeß, angenommen.

Anhang

156

Preisentwicklung einer Kapitalmarktanlage

VT

VT Vt

VT

V0

= eαT

V0

0 Bild A.5:

t

T

Zeit

Hypothetischer Wertverlauf einer Kapitalmarktanlage [UHS-94]

Unterliegen die Preise der Kapitalmarktanlage einer log-Normalverteilung, dann kann die BlackScholes-Formel folgendermaßen für den Call-Preis C0 dargestellt werden: 2 2     S0 S0   σ     σ      ln  X * e −α T  +  2  T   ln  X *e −α T  −  2  T  −α T C0 = S0 * N  * N  −X *e  σ T σ T        

Durch Umformung der Gleichung (A.5) auf

folgt mit Gleichung (A.6)

V0 = e− α T VT

(A.6)

157

Anhang

    S0 ln   X * V0   VT C0 = S0 * N  σ    

mit

    2     S0  +  σ T  ln   X * V0   2      VT V0 * N − X *   T VT σ        

  2    −  σ T    2      T    

  S0    S0   V0   σ 2    V0   σ 2             ln  X  − ln  V  +  2  T   ln  X  − ln V  −  2  T  V T T = S0 * N   − X * 0 * N  σ T VT σ T        

S0 = Ausübungspreis der Kapitalmarktanlage X = Basispreis der Kapitalmarktanlage N(•) = Dichtefunktion der Standardnormalverteilung

V0 = Preis der Kapitalmarktanlage bei Beginn der Investition VT = Preis der Kapitalmarktanlage am Ende der Investition V  σ = Standardabweichung der Zufallsvariablen ln 0   VT  T = Laufzeit der Option.

(A.7)

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Anschrift: Telefon:

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Bundeswehr 1984 - 1985

Studium

1985 - 1994

Michael Schabacker Walter-Flex-Str.17

68259 Mannheim 0171 5 82 82 82

14. Dezember 1964 in Mannheim Deutsch ledig

Grundschule Mannheim Feudenheim Lessing Gymnasium, Mannheim

Bad Bergzabern / NATO Heidelberg Studium der Mathematik mit Wahlpflichtfach Praktische und Angewandte Informatik an der Universität Mannheim

Thema der Diplomarbeit: Approximation zur Lösung monotoner Operatorgleichungen

Studienbegleitende Tätigkeiten und Praktika Mai 1985

EDV - Abteilung bei Firma Boehringer Mannheim

WS 1989/90

Übungsleiter am Lehrstuhl für Mathematik IV , Prof. Dr. Meinardus

08/1986 + 07/1988 SS 1990 + WS 1990/91 SS 1991 + SS 1993

Berufstätigkeit

10/1994 - 12/2000

seit 01/2001

Ferienjob bei Firma Boehringer Mannheim

Übungsleiter am Lehrstuhl für Informatik I, Prof. Dr. Stetter Übungsleiter am Lehrstuhl für Informatik II, Prof. Dr. Majster-Cederbaum

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik, Prof. Dr.-Ing. S. Vajna, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg

Forschungsgebiete: Wirtschaftlichkeit neuer Technologien, Intelligente Produktkataloge, Parametrisieren von Produkten mit 3DCAD-Systemen Leiter Entwicklung bei der EPI-K AG Magdeburg

ISBN 3-9807688-0-5