Methodik zur Nutzung von Skaleneffekten in der Produktion am Beispiel von Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellensystemen

Hohe Kosten und eine gleichzeitig geringe Produktnachfrage stellen im Bereich der Wasserstofftechnologien derzeit eine zentrale Herausforderung zur Erreichung signifikanter Marktanteile in der Automobilindustrie dar. Eine Vielzahl manueller Fertigungsschritte innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette von PEM-Brennstoffzellensystemen gilt dabei als wesentliche Ursache für hohe Herstellkosten. Zur Senkung derselben sollen Skaleneffekte ("Economies of Scale") in der Produktion in möglichst kurzer Zeit und unter möglichst geringem Aufwand genutzt werden können. Dazu wird eine durch produzierende Unternehmen anwendbare Methodik erstellt, die durch systematische Veränderung bestehender Fertigungstechnologien die beschleunigte Nutzung von Skaleneffekten ermöglicht.Die Grundlagen des Gestaltungsbereiches werden durch den Stand der Brennstoffzellentechnik und die wissenschaftliche Definition von Skaleneffekten dargestellt. Ausserdem resultiert das zugrundeliegende Praxisdefizit aus der Durchführung einer Industriestudie und formuliert Anforderungen an die Theorie. Die Grundlagen des Gestaltungsbereiches beinhalten Techniken zur Produktionskostensenkung sowie zur Ableitung innovativer Fertigungstechnologien. Durch Abgleich der Anforderungen aus der Praxis mit verfügbaren theoretischen Lösungsansätzen ergibt sich das Theoriedefizit. Zum Ausgleich dessen wird ein eigenes Vorgehen erarbeitet, das einer inhaltlichen und einer sequenziellen Logik folgt. Anwender:innen liegen dabei neun Phasen vor, in denen zunächst Ist- und Sollkosten generiert, anschliessend technische Massnahmen mit grösstem Kostensenkungspotenzial ausgearbeitet und diese schliesslich entsprechend ihres Zielebeitrages eingeordnet werden. Im Rahmen der Untersuchungen werden die Produktkosten von PEM-Brennstoffzellensystemen mathematisch modelliert, Produktionsparameter mittels Sensitivitätsanalyse variiert und daraus mögliche Kostenersparnisse quantifiziert. Ausserdem werden innovative Fertigungstechnologien