M. Eng. Dipl.-Ing. Heike Tenne Nutzwertanalyse Kurzeinführung in die Vorgehensweise M. Eng. Dipl.-Ing. Heike Tenne Bremen, 2010

Durchführung der Nutzwertanalyse: Einleitendes Inhalt Durchführung der Nutzwertanalyse: Einleitendes Beschreibung der Durchführungsschritte Beschreibung des Beispiel-Anwendungsbereichs Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Lessons-Learned

Einleitendes Ziel und Arbeitsprinzip Das Ziel der Nutzwertanalyse besteht darin, unter Berücksichtigung subjektiver Bewertungskriterien eine Entscheidung für eine von mehreren zur Auswahl stehenden Alternativen fundiert vorzubereiten. Als Ergebnis liefert die Nutzwertanalyse für jede der Untersuchungsalternativen einen Zahlenwert, der den jeweiligen Nutzwert einer Alternative in Bezug auf die zuvor definierten Zielkriterien darstellt. Als „beste“ Lösung wird jene Alternative bezeichnet, welche den höchsten Nutzwert im Vergleich zu den anderen Alternativen aufweist. Die Nutzwertanalyse ist eine analytische Bewertungstechnik, mit der Alternativen aufgrund der Erfüllung subjektiver Nutzwerte miteinander verglichen werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Gesamtnutzen, den ein Objekt erbringt, aus einer Summe voneinander unabhängiger Teilnutzen besteht. Für diese Teilnutzen sind jeweils eine Idealerfüllung und ein daran gemessener Erfüllungsgrad bekannt, wodurch sich ganzheitliche Lösungen vergleichen und Schwachstellen oder Stärken lokalisieren lassen. Im Gegensatz zur Kostenrechnung, zum Wirtschaftlichkeitsvergleich oder ähnlichen Rechnungen, die zur Beurteilung objektiv erfassbarer Daten dienen, können bei der Nutzwertanalyse auch subjektive Werte beurteilt und zur Entscheidungsfindung herangezogen werden. Die Festlegung individueller Bewertungskriterien erfolgt zu Prozessbeginn, was die Einbeziehung nicht quantifizierbarer Daten in das Entscheidungsfindungssystem ermöglich. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte Bewertungskriterien definieren Arbeitsblatt „Kriterien definieren“ im EXCEL-Hilfsmittel der Nutzwertanalyse: Zielkriterien (Ziele, Anforderungen, Funktionen, Eigenschaften, etc.) für den Untersuchungsgegenstand definieren. Zielkriterien in eine hierarchische Ordnung bringen und als Bewertungskriterien zusammenfassen. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte Gewichtung der Bewertungskriterien Die gesammelten Kriterien sind für die Beurteilung in der Regel nicht gleich wichtig. Diesem Umstand wird durch eine hohe Gewichtung der bedeutsameren gegenüber einer niedrigen Gewichtung der weniger bedeutsamen Bewertungskriterien Rechnung getragen. Ein Gewichtungsfaktor steht für die relative Bedeutung eines Kriteriums im Vergleich zu den anderen Kriterien und kann mit Hilfe eines Paarweisen Vergleichs ermittelt werden. Dazu werden in einer Matrix spiegelbildlich die einzelnen Kriterien einander gegenüber gestellt und festgelegt, welches jeweils wichtiger, weniger wichtig oder gleichwichtig ist.  Als wertmäßige Kennzeichnung bietet sich folgendes Schema an: 100%: Kriterium A (Zeile) ist viel wichtiger als Kriterium B (Spalte) 75%: Kriterium A (Zeile) ist wichtiger als Kriterium B (Spalte) 50%: Beide Kriterien sind gleich wichtig 25%: Kriterium A (Zeile) ist weniger wichtig als Kriterium B (Spalte) 0%: Kriterium A (Zeile) ist viel weniger wichtig als Kriterium B (Spalte) In zwei Summenspalten werden die ermittelten Gewichtungsfaktoren summiert und auf 1 normiert. Beispiel folgt Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte Gewichtung der Bewertungskriterien Arbeitsblatt „Kriterien gewichten“ im EXCEL-Hilfsmittel der Nutzwertanalyse: Gegenüberstellung der Kriterien in der Bewertungsmatrix. Vergleich des Kriteriums A (Zeile) mit dem Kriterium B (Spalte) und Bewertung der gegenseitigen Wichtigkeit. Die Bewertung muss nur für die obere Hälfte der Bewertungsmatrix (blau hinterlegt) durchgeführt werden, da die in der Matrix sich gegenüberliegenden Felder in der Summe immer 100 ergeben. Bildung der Summe der Gewichtungspunkte für jedes Kriterium. Kriterien Zeile Kriterien Spalte 75 / 1500 = 0,05 Berechnung des Gewichtungsfaktors indem die jeweilige Einzelsumme eines Kriteriums durch die Gesamtsumme der Gewichtungspunkte dividiert wird. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte IST-Werte der Bewertungsgrößen ermitteln Arbeitsblatt „Kriterienausprägung festlegen“ im EXCEL-Hilfsmittel der Nutzwertanalyse: Ermittlung der für die Bewertung der Alternativen notwendigen Informationen. Festlegung der Kriterienausprägung entsprechend dem Erfüllungsgrad einer Alternative bezüglich der einzelnen Kriterien. Bewertung des jeweiligen Erfüllungsgrads durch folgende Werte: 5: sehr gute Kriterienausprägung , 4: gute Kriterienausprägung, 3: mittlere Kriterienausprägung, 2: schlechte Kriterienausprägung, 1: sehr schlechte Kriterienausprägung Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte Teilnutzen, Nutzwert und Rangfolge bestimmen Arbeitsblatt „Ergebnis“ im EXCEL-Hilfsmittel der Nutzwertanalyse: Durch Multiplikation der jeweiligen Gewichtungsfaktoren mit den zugehörigen Kriterienausprägungen (KA) werden die einzelnen Teilnutzwerte (NW) für jedes Bewertungskriterium und jede Alternative automatisch bestimmt. Die Summe aller Teilnutzwerte (NW) einer Alternative ergibt deren Gesamtnutzwert. Die Höhe der einzelnen Gesamtnutzwerte bestimmt schließlich die Rangfolge der Alterna-tiven. Die Alternative mit dem höchsten Nutzwert belegt den ersten Rang und die Alternative mit dem geringsten Nutzwert den n-ten und damit letzten Rang. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte Ergebnis prüfen Durch gezieltes Hinterfragen wird die Plausibilität und die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse überprüft. Zu diesem Zweck wird die Bewertung der als optimal aus der Untersuchung hervorgehenden Alternative variiert, um die Robustheit des Ergebnisses zu belegen. Für den Fall, dass sich bei der Untersuchung der Ergebnisse maßgebliche Gegensätze auftun, muss entschieden werden, ob es sinnvoll ist die Beurteilung zu wiederholen. Außerdem muss untersucht werden, an welcher Stelle im Spektrum der Bewertungs-bandbreite sich eine für optimal befundene Lösungsalternative befindet. Auf diese Weise wird ermittelt, ob es sich bei der Alternative um eine Spitzenlösung handelt oder lediglich um die beste von allen schlechten Lösungen. Um dies zu ermitteln werden durch geeignete Bewertungen hypothetische Lösungen konstruiert, welche die minimale Lösung (Zielerfüllung für jedes Kriterium sehr schlecht) und die maximale Lösung (Zielerfüllung für jedes Kriterium sehr gut) darstellen. Darunter fällt auch die Konstruktion einer hypothetischen Lösung, die die Minimalanforderungen abbildet (im Sinne eines minimalen Solls). Sollte sich herausstellen, dass die untersuchten Alternativen der Zielsetzung nur in geringem Maße entsprechen, so müssen gegebenenfalls weitere Lösungsalternativen in Erfahrung gebracht und eine neue Nutzwertanalyse durchgeführt werden. Nutzwertanalyse

Beschreibung des Beispiel-Anwendungsbereichs Das Unternehmen XY plant die Anschaffung einer neuen Werkzeugmaschine. Als Antwort auf das von der Firma versendete Lastenheft wurden von verschiedenen Werkzeugmaschinenanbietern Angebote eingesendet. Um jene Maschine aus den Angeboten zu ermitteln, welche den gestellten Anforderungen am besten entspricht, wird eine Nutzwertanalyse durchgeführt. Die Aufgabe besteht darin auf Basis der im Lastenheft definierten Anforderungen Bewertungskriterien abzuleiten und mit Hilfe der Nutzwertanalyse zu ermitteln, welche der zur Auswahl stehenden Maschinen die gestellten Anforderungen am besten erfüllt. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Die Nutzwertanalyse wird für drei Maschinenalternativen durchgeführt, welche alle im Lastenheft definierten Muss-Anforderungen erfüllen. Zur Bewertung der zur Auswahl stehenden Maschinen werden von den Teammitgliedern mittels Brainstorming Kriterien erarbeitet, mit denen sich die Erfüllung der im Lastenheft definierten Anforderungen und Ziele durch die Maschinen beurteilen lässt. Die ermittelten Kriterien werden zu Oberbegriffen zusammen gefasst, um die Anzahl der Bewertungskriterien und damit den Durchführungsaufwand der Analyse zu reduzieren. Die Investitions- und Betriebskosten der Maschinen werden zum Beispiel mit dem Oberbegriff Kosten zusammengefasst. Entsprechend dieser Vorgehensweise werden 6 Bewertungskriterien für die Beurteilung der Maschinenalternativen definiert: Kosten, Mengenleistung, Flexibilität, Qualität, Service und Bedienung. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Da nicht alle Bewertungskriterien die gleiche Wichtigkeit bei der Beurteilung der Alternativen haben wird ein Paarweiser Vergleich durchgeführt. Hier wird beispielsweise festgelegt, dass aus Sicht des Unternehmens die Kosten bei der Bewertung weniger wichtig sind als die Mengenleistung, wichtiger als die Flexibilität und die Qualität und viel wichtiger als die Bedienung und der Service. Auf diese Weise werden alle Kriterien miteinander verglichen und die Summe der Gewichtungspunkte für jedes Kriterium berechnet . Der Gewichtungsfak-tor für jedes Kriterium ergibt sich aus der jeweiligen Einzel-summe dividiert durch die Gesamtsumme der Gewichtungspunkte. Das Ergebnis zeigt, dass die Mengen-leistung die höchste Wichtigkeit bei der Bewertung hat, gefolgt von den Kosten, der Qualität, der Flexibilität, dem Service und der Bedienung. 75 / 1500 = 0,05 Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Um den Nutzwert der Maschinenalternativen ermitteln zu können, muss die Kriterien-ausprägung für jede Alternative und für jedes Bewertungskriterium festgelegt werden. Dazu werden die für die Bewertung notwendigen Maschineneigenschaften der einzelnen Alternativen aus den Angeboten sowie durch Gesprächen mit den Anbietern ausgearbeitet und miteinander verglichen. Die Kriterienausprägung einer Maschinenalternative wird anschließend für jedes Bewertungskriterium festgelegt. Diese Festlegung erfolgt im Optimalfall in einem interdisziplinären Team, um die Objektivität der Bewertung zu sichern. Beim Vergleich der Investitions- und Betriebskosten der Maschinen wird entsprechend den verfügbaren Informationen zu den Maschinen beispielsweise festgestellt, dass Alternative 1 am kostengünstigsten ist, gefolgt von Alternative 3 und Alternative 2. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Der Nutzwert einer Maschinenalternative ergibt sich aus der Summe aller Teilnutzwerte. Der Teilnutzwert (NW) wird für jede Alternative und jedes Kriterium berechnet und lässt sich aus dem Produkt des Gewichtungsfaktors eines Kriteriums und der jeweiligen Kriterienausprägung (KA) einer Alternative bestimmen. Der Gesamtnutzwert wird anschließend aus der Summe aller Teilnutzwerte ermittelt. Das Ergebnis der Untersuchung zeigt, dass Maschinenalternative 1 bezüglich der zuvor definierten Bewertungs-kriterien den höchsten Nutzwert hat und daher den ersten Rang belegt. Mit etwas Abstand folgt Alternative 2 und schließlich Alternative 1. 0,25 * 4 = 1 Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Robustheit der Ergebnisse prüfen (Sensitivitätsanalyse): Aufgrund der Höhe der Gewichtungsfaktoren für die Bewertungskriterien Mengenleistung (GWF: 0,3) und Kosten (GWF: 0,25) tragen die für die drei Alternativen resultierenden Teilnutzwerte in diesen Bereichen zu einem großen Teil zum Gesamtnutzwert bei. Fehlerhafte Bewertungen haben an diesen Stellen die größten Auswirkungen auf das Ergebnis. Zur Überprüfung der Robustheit des Ergebnisses werden die Kriterienausprägungen der drei Alternativen in diesen beiden Bereichen daher variiert. Die Untersuchung zeigt, dass selbst eine Punktvergabe für die Zielerreichung im Bereich Kosten von eins für Maschine 2 und von fünf für Maschine 1 keinen Einfluss auf die Rangfolge hat. Wenn gleichzeitig die Zielerreichung der Maschine 2 im Bereich Mengenleistung um einen Punkt auf vier reduziert wird und die Bewertung der Alternative 3 unberührt bleibt, ergibt sich ein minimaler Vorsprung von Maschine 3. Da diese Variation der Zielerreichung jedoch jeglicher Datengrundlage entbehrt und außerdem keinen maßgeblichen Einfluss auf die Rangfolge hat, kann davon ausgegangen werden, dass das Ergebnis der Untersuchung robust ist. Damit hat Alternative 2 wirklich den größten funktionalen Nutzen für die Firma. Nutzwertanalyse

Beschreibung der Durchführungsschritte am Beispiel Analyse der Position in der Bewertungsbandbreite: Vor einer letztendlichen Auswahl wird außerdem untersucht an welcher Stelle im Spektrum der Bewertungsbandbreite sich die für optimal befundene Maschinenalternative 2 befindet. Dazu wird der Gesamtnutzwert der Alternative 2 mit der minimal und maximal möglichen Lösung verglichen. Die maximal mögliche Lösung wird gebildet, indem die Kriterienausprägung für jedes Kriterium auf 5 festgelegt wird. Durch Multiplikation mit den Gewichtungsfaktoren und anschließender Summenbildung ergibt sich ein Gesamtnutzwert für die maximale Lösung von 5. Die minimale Lösung wird ermittelt, indem die Kriterienausprägung für jedes Kriterium auf 1 festgelegt wird. Durch Multiplikation mit den Gewichtungsfaktoren und anschließender Summenbildung ergibt sich ein Gesamtnutzwert für die minimale Lösung von 1. Die Maschinenalternative 2 hat einen Gesamtnutzwert von 4,03 und liegt damit unter der optimalen Lösung aber weit über dem Durchschnitt. Alternative 2 erfüllt demnach die Zielsetzung überdurchschnittlich und kann daher als gute Lösung angesehen werden. Nutzwertanalyse

Lessons Learned Die Beurteilung von Lösungsalternativen mit Hilfe der Nutzwertanalyse lässt auch die Einbeziehung qualitativer Kriterien bei der Bewertung zu. Diese können zu Beginn in Form von Bewertungskriterien individuell definiert werden. Zur Ermittlung von Gewichtungsfaktoren für die Bewertungskriterien kann der Paarweise Vergleich angewendet werden. Die Gewichtung der Bewertungskriterien ist sinnvoll, wenn die Kriterien im gegenseitigen Vergleich nicht die selbe Wichtigkeit aufweisen und dies bei der Beurteilung der Lösungsalternativen berücksichtigt werden soll. Die Festlegung der Kriterienausprägung erfolgt im Optimalfall in einem interdisziplinären Team, damit subjektive Bewertungen vermieden werden. Das Ergebnis der Nutzwertanalyse ist eine Rangfolge der zur Auswahl stehenden Alternativen. Sie stellt den Erfüllungsgrad der Alternativen bezüglich der zu Beginn definierten Zielkriterien dar. Da es sich bei der Nutzwertanalyse um ein qualitatives Beurteilungsverfahren handelt, ist die abschließende Prüfung der Analyseergebnisse elementar. Auf diese Weise soll die Aussagefähigkeit der Ergebnisse überprüft und sichergestellt werden. Nutzwertanalyse

Kontakt Autor: Tenne, Heike Hochschule Bremen Institut für Produktionstechnik und Fabrikbetrieb Neustadtswall 30 28199 Bremen Tel.: 0421 / 5905 3573 Fax: 0421 / 5905 3505 E-Mail: heike.tenne@hs-bremen.de Internet: www.hs-bremen.de, http://www.ipf.hs-bremen.de Labor für Fertigungstechnik

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