Schwankende Rohstoffpreise stellen Entwicklungsteams vor die Frage, wann eine technisch geeignete Rezeptur wirtschaftlich neu bewertet werden muss. Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Lackhersteller setzt in der Rezepturentwicklung bei einer neuen Formulierung auf ein bestimmtes Epoxidharz. Die Rohstoffkosten kalkuliert er mit den aktuellen Einkaufskonditionen. Ändert sich bis zur Freigabe ausschließlich der Einkaufspreis, bleibt die technische Bewertung gültig. Die Kalkulation muss er jedoch aktualisieren.
Bei hoher Preisvolatilität prüft der Hersteller seine Kalkulation fortlaufend. Dabei stehen ihm drei Wege offen: Er behält Rezeptur und Lieferanten bei und fängt die Mehrkosten über den Preis oder die Marge auf. Er behält die Rezeptur bei und qualifiziert eine zusätzliche Bezugsquelle für denselben Rohstoff. Oder er reformuliert die Rezeptur mit einem alternativen Rohstoff.
Für diese Entscheidung müssen F&E und Einkauf wissen, welche Formulierungen den Rohstoff enthalten, wie sich deren Kosten ändern und welche Alternativen bereits getestet und freigegeben sind. Liegen diese Informationen in mehreren Systemen, beginnt die Arbeit oft mit der Suche nach Daten.
Eine vernetzte Datenbasis ordnet jeder Rezeptur die eingesetzten Rohstoffe, Versuche, Preisstände und Freigaben zu. Dieser Artikel beschreibt, welche Fragen sich damit beantworten lassen und wie der Einstieg mit einem überschaubaren Anwendungsfall gelingt.
Rohstoffsubstitution: Welche Kosten neben dem Preis anfallen
Ob eine Preisänderung zu einer Reformulierung führt, hängt unter anderem vom Kostenanteil des Rohstoffs, den Anforderungen an das Produkt und den verfügbaren Alternativen ab.
Eine Substitution von Rohstoffen kann Viskosität, Trocknungs-, Filmbildungs- oder Aushärtungsverhalten, Haftung und mechanische Eigenschaften verändern. Ein Wechsel des Epoxidharzes kann beispielsweise Anpassungen des Harz-Härter-Verhältnisses und weiterer Rezepturbestandteile erfordern.
Solche Anpassungen können die Mengen und Kosten der eingesetzten Rohstoffe verändern. Ein günstigerer Ersatzrohstoff führt daher nicht automatisch zu einer günstigeren Rezeptur. Auch sein Feststoff- oder Wirkstoffgehalt spielt eine Rolle: Je nach Gehalt kann eine andere Einsatzmenge nötig sein, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Verändert sich zusätzlich der Herstellprozess, kann auch das die Kosten beeinflussen. Entscheidend sind deshalb die Gesamtkosten der angepassten Rezeptur einschließlich ihrer Herstellung.
Zu diesen laufenden Kosten kommt der einmalige Aufwand für die Umstellung. Das Team muss die angepasste Rezeptur testen und gegebenenfalls Änderungen am Herstellprozess erproben. Je nach Rohstoff und Anwendung sind auch Kundenfreigaben, regulatorische Bewertungen und aktualisierte Dokumente nötig. Frühere Versuche mit ähnlichen Rohstoffen und deren Freigaben helfen, den Aufwand abzuschätzen. Dafür müssen sie auffindbar und der richtigen Rezepturversion zugeordnet sein; auch Herstell- und Prüfbedingungen müssen nachvollziehbar sein.
Preisvolatilität: Wann sich eine Reformulierung lohnt
Ob sich eine Reformulierung lohnt, lässt sich nicht allein anhand der heutigen Einkaufspreise beurteilen. Während das Team eine Alternative untersucht und freigibt, kann der Preis erneut steigen oder sinken. Wird der ursprüngliche Rohstoff günstiger, lohnt sich die laufende Reformulierung womöglich nicht mehr. Ein aus Kostengründen verworfener Ersatzrohstoff kann bei sinkendem Preis wieder infrage kommen. Dokumentierte Alternativen und Versuchsergebnisse erleichtern es, bei veränderten Preisen erneut zu prüfen, ob sich eine Reformulierung lohnt.
Das Team legt die erwartete Produktionsmenge und einen Betrachtungszeitraum fest und rechnet mehrere Preisszenarien durch. Dabei berücksichtigt es die Preise des bisherigen Rohstoffs und der Alternative. Außerdem schätzt es ab, wann die neue Rezeptur freigegeben und in der Produktion eingesetzt werden kann. Nur die danach produzierte Menge kann im Betrachtungszeitraum zu Einsparungen beitragen. Diese möglichen Einsparungen vergleicht das Team mit dem einmaligen Aufwand für Versuche, Prozessanpassung und Freigabe.
So zeigt sich, unter welchen Preisannahmen und bei welchen Mengen sich die Umstellung innerhalb des Zeitraums amortisiert.
Ausgangspunkt sind die vereinbarten Einkaufskonditionen für die benötigte Rohstoffqualität und Bezugsmenge. Dabei muss klar sein, wie lange diese Preise gelten. Vertragliche Preisbindungen können dazu führen, dass sich Marktpreisänderungen erst später auf die tatsächlichen Einkaufskosten auswirken. Für Zeiträume ohne verbindliche Preise rechnet das Team mit begründeten Preisannahmen.
Die F&E-Leitung entscheidet gemeinsam mit Einkauf und Produktion auf dieser Grundlage über das weitere Vorgehen.
Wie viel Entwicklungskapazität darf eine Reformulierung binden?
Können Hersteller höhere Rohstoffkosten nicht schnell über Verkaufspreise weitergeben, gerät die Marge unter Druck. Reformulierungen können die Kosten senken, binden aber Entwicklungs- und Prüfkapazitäten. Die F&E-Leitung muss deshalb die erwarteten Einsparungen gegen den erforderlichen Aufwand und mögliche Verzögerungen anderer Entwicklungsprojekte abwägen. Für diese Priorisierung sind folgende Fragen entscheidend:
- Wie stark beeinflusst der Rohstoff die Produktkosten?
- Unter welchen Preisannahmen und Produktionsmengen lohnt sich eine Änderung?
- Welche Produkteigenschaften müssen erhalten bleiben?
- Welche Alternativen sind bereits untersucht?
- Welcher zusätzliche Versuchs-, Prüf- und Freigabeaufwand entsteht?
- Welche Ressourcen werden benötigt, und wie wirkt sich das auf andere Projekte aus?
Auf dieser Grundlage lässt sich abschätzen, welchen Aufwand die Reformulierung erfordert und welche anderen Projekte sich dadurch verzögern könnten. Zusammen mit den erwarteten Einsparungen bildet diese Einschätzung die Basis für die Entscheidung, ob die Reformulierung Vorrang erhält.
Rohstoffknappheit: Wann Versorgung Vorrang vor dem Preis hat
Wird ein Rohstoff knapp oder steigt das Lieferkettenrisiko, muss der Hersteller prüfen, ob die Versorgung für die geplante Produktion noch gesichert ist. Fällt eine Bezugsquelle kurzfristig aus, bleibt möglicherweise wenig Zeit, eine Alternative zu qualifizieren. Auch unter Zeitdruck muss die Alternative die technischen Anforderungen erfüllen und rechtzeitig in ausreichender Menge lieferbar sein.
Droht ein Produktionsstopp, hat die Versorgung Vorrang vor der Kostensenkung. Auch eine teurere Alternative kann wirtschaftlich sinnvoll sein, wenn sie den Stopp verhindert. Welche Prüfungen und Freigaben für den Wechsel noch fehlen, lässt sich anhand dokumentierter Versuche und vorhandener Anwendungsfreigaben klären. Bereits für die betreffende Anwendung qualifizierte Alternativen können einen schnelleren Wechsel ermöglichen – vorausgesetzt, sie sind rechtzeitig und in ausreichender Menge lieferbar.
Lieferantenqualifizierung: Zusätzliche Bezugsquellen gezielt vorbereiten
Eine zusätzliche Bezugsquelle für denselben Rohstoff verlangt andere Prüfungen als ein Ersatzrohstoff mit abweichenden Eigenschaften. Auch bei vergleichbarer Spezifikation muss das Team die Eignung für die Anwendung prüfen. Beginnt die Lieferantenqualifizierung frühzeitig, müssen im Ernstfall weniger Prüfungen nachgeholt werden. Dabei ist auch zu prüfen, ob die Bezugsquellen von denselben Produktionsstandorten oder vorgelagerten Lieferketten abhängen.
Material Intelligence verbindet Daten, Workflows und KI
Für Kostenentscheidungen und Versorgungsfragen braucht das Team dieselben Zuordnungen: Welche Rohstoffe enthalten die einzelnen Rezepturen, welche Versuche liegen dazu vor, und welche dieser Rezepturen sind bereits freigegeben? Eine Rezepturverwaltung muss diese Zusammenhänge nachvollziehbar abbilden. Aus der Beschaffung kommen aktuelle Lieferzeiten, verfügbare Mengen und Einkaufskonditionen hinzu.
In vielen Unternehmen liegen diese Informationen an unterschiedlichen Orten: Rezepturen und Versuchsergebnisse im Labor, oft in Tabellen oder einem LIMS, Preise und Lieferkonditionen im ERP-System des Einkaufs. Wer eine Kostenfrage beantworten will, muss die passenden Daten zuerst zusammentragen.
Diese Daten zu verknüpfen, ist die Grundlage für das, was wir unter Material Intelligence verstehen: Sie verbindet Material- und Rezepturdaten mit strukturierten Workflows und unterstützender KI. Im Rezepturmanagement lassen sich so Rezepturversionen, Rohstoffe, Versuchsergebnisse, Preisstände und Freigaben gemeinsam beurteilen.
Belastbare Vergleiche erfordern eindeutige Rohstoffzuordnungen, konsistente Einheiten sowie dokumentierte Herstell- und Prüfbedingungen. Bei Preisen müssen Währung, Bezugsmenge und Gültigkeitsdauer erkennbar sein. Bei Beschaffungsinformationen aus dem ERP muss nachvollziehbar sein, wann sie zuletzt übernommen wurden.
Workflows legen fest, wer die technische Eignung prüft, wer die Beschaffung bewertet und welche Schritte bis zur Freigabe erforderlich sind. So verbinden die Workflows die Informationen mit konkreten Aufgaben für F&E, Einkauf und Produktion.
KI unterstützt die Recherche und Auswertung
Anhand der verknüpften Material- und Rezepturdaten sowie dokumentierter Versuchsergebnisse kann KI relevante Formulierungen für die fachliche Prüfung zusammenstellen. Beim Epoxidharz aus dem Eingangsbeispiel kann sie etwa dokumentierte Versuche mit anderen Harzen für dieselbe Anwendung auffinden und auf fehlende Angaben hinweisen. Das kann die Recherche verkürzen. Ob die Formulierung im jeweiligen Anwendungsfall die Anforderungen erfüllt, müssen die Entwickler überprüfen.
Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz von KI sind zugängliche, nachvollziehbar verknüpfte Daten und eine klar umrissene Aufgabe. Für jedes KI-Ergebnis muss nachvollziehbar sein, welche Quellen und Rezepturversionen ihm zugrunde liegen. Fachleute prüfen, ob die KI die zugrunde liegenden Daten korrekt und vollständig wiedergibt und den richtigen Rezepturversionen zuordnet. Fehlende oder widersprüchliche Angaben müssen in der Zusammenstellung sichtbar sein.
Ob eine Alternative die Anforderungen erfüllt, beurteilen die zuständigen Fachleute anhand geeigneter Nachweise. Versuchsplanung, Bewertung und Freigabe bleiben ihre Aufgabe.
Mit einem klar abgegrenzten Anwendungsfall beginnen
Eine vernetzte Datenbasis wächst schrittweise. Den Anfang macht ein überschaubarer Anwendungsfall, etwa die Produktfamilie mit dem Epoxidharz aus dem Eingangsbeispiel. Für diese Rezepturen wählt das Labor die relevanten historischen Daten aus, vereinheitlicht sie und ordnet sie den zugehörigen Rezepturversionen sowie Herstell- und Prüfbedingungen zu. Jede weitere Produktfamilie baut anschließend auf dieser Struktur auf.
Der Einstieg gelingt in vier Schritten:
- Bestand aufnehmen: Welche Daten gibt es, wo liegen sie und in welchem Zustand sind sie? Die Antworten liefern eine erste Einschätzung des Aufwands.
- Daten zusammenführen: Rezepturen, Substitutionsversuche, Freigabestände und geltende Einkaufskonditionen werden einander zugeordnet. Herstell- und Prüfbedingungen sowie Quellen bleiben nachvollziehbar.
- Preisszenarien bewerten: Das Team berechnet die Kostenwirkung auf die betroffenen Rezepturen und vergleicht mögliche Einsparungen mit dem Umstellungsaufwand. Bei Versorgungsrisiken bezieht es Beschaffungsinformationen ein.
- Neue Versuche einheitlich erfassen: Das Team legt Mindestangaben, Zuständigkeiten und Schritte für Bewertung und Freigabe fest. Die Dokumentation entsteht im regulären Entwicklungsprozess.
Den Nutzen der vernetzten Datenbasis prüft das Team anhand von vier Fragen:
- Finden Teams betroffene Rezepturen schneller?
- Bewerten sie Kostenwirkungen nachvollziehbar?
- Können sie frühere Versuche und Freigabestände zuverlässig einordnen?
- Werden Informationslücken und zusätzlicher Entwicklungsaufwand vor der nächsten Versuchsreihe sichtbar?
Fazit: Was vernetzte Daten bei Preisschwankungen klären
Material Intelligence erleichtert es, wirtschaftliche Auswirkungen, technische Eignung und Versorgungsrisiken im Zusammenhang zu bewerten. Außerdem kann sie die Recherche verkürzen.
Im Eingangsbeispiel sieht der Lackhersteller, welche Rezepturen das Epoxidharz enthalten, wie sich deren Kosten unter verschiedenen Preisannahmen verändern und welche alternativen Rohstoffe für den jeweiligen Einsatz geprüft und freigegeben sowie rechtzeitig lieferbar sind. Die F&E-Leitung entscheidet gemeinsam mit Einkauf und Produktion über das weitere Vorgehen: Rezeptur beibehalten, zusätzliche Bezugsquelle qualifizieren oder reformulieren.
Die Bewertung kann auch zeigen, dass es wirtschaftlich sinnvoller ist, die bestehende Rezeptur beizubehalten. So lässt sich zusätzlicher Entwicklungs- und Umstellungsaufwand vermeiden.