Modellbasierte Kostenermittlung für Fabriken: Ein ganzheitlicher Ansatz für Planung, Bau und Betrieb
von Franziska Wagner, Dr. Lisa Lenz, Alexandra Nestorowicz & Marcel Potthoff | 12.März 2026
Die industrielle Produktion steht zunehmend unter wirtschaftlichem Druck. Geopolitische Unsicherheiten und Herausforderungen im internationalen Handel wirken wachstumsdämpfend auf die deutsche Wirtschaft und führen zu einer weiterhin volatilen Entwicklung der Industrieproduktion und Auftragseingänge. Ein Beispiel hierfür ist der Rückgang der Produktion im produzierenden Gewerbe um 3,6 % im Juni 2025 im Vergleich zum Vorjahresmonat. In einem solchen wirtschaftlichen Umfeld gewinnen sichere Investitionsentscheidungen für Unternehmen zunehmend an Bedeutung.
Eine zentrale Kennzahl zur Bewertung von Investitionen ist der Return on Investment (ROI). Er dient sowohl im strategischen als auch im operativen Management als Maßstab für die wirtschaftliche Bewertung von Projekten. Studien zeigen jedoch, dass die unsichere Bewertung des ROI eines der größten Hindernisse bei Investitionsentscheidungen darstellt. Wenn prognostizierte Kosten oder erwartete Gewinne nicht zuverlässig bestimmt werden können, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Investition umgesetzt wird. Diese Unsicherheit kann dazu beitragen, dass die Anzahl fertiggestellter Fabrikgebäude rückläufig ist.
Ein wesentlicher Grund für diese Situation liegt darin, dass bislang kein ganzheitlicher Ansatz zur Kostenermittlung über den gesamten Lebenszyklus einer Fabrik existiert. Fehlende Transparenz bei Investitions- und Betriebskosten kann zu einer verzerrten Bewertung der Wirtschaftlichkeit führen. Ziel des vorgestellten Ansatzes ist daher die Entwicklung einer modellbasierten Kostenermittlung, die Investitions- und Betriebskosten systematisch integriert und eine fundierte Grundlage für Investitionsentscheidungen schafft.
Bestehende Ansätze zur wirtschaftlichen Bewertung von Fabriken
In der Fabrikplanung existieren bereits verschiedene Ansätze zur wirtschaftlichen Bewertung von Planungsalternativen. Ein Beispiel ist die Richtlinie VDI 5200-4, die ein methodisches Vorgehen zur erweiterten Wirtschaftlichkeitsrechnung beschreibt. Ziel dieser Methode ist es, Planungsvarianten ganzheitlich zu bewerten, indem neben monetären Zahlungsströmen auch nicht-monetäre Zielgrößen berücksichtigt werden. Dazu gehören beispielsweise Wandlungsfähigkeit oder Mitarbeiterorientierung, die systematisch in monetäre Größen überführt werden können. Dadurch wird ein Variantenvergleich in der Fabrikplanung unterstützt.
Weitere Ansätze befassen sich mit der Bewertung von Lebenszykluskosten und Nachhaltigkeitsaspekten. So zielt eine ganzheitliche Lebenszyklusanalyse darauf ab, Investitions- und Betriebskosten gemeinsam mit Umweltwirkungen wie Energieverbrauch oder Emissionen zu erfassen. Auch hier steht die Entscheidungsunterstützung bei der Auswahl von Planungsvarianten im Mittelpunkt.
Ein weiterer Ansatz konzentriert sich auf die Prognose von Lebenszykluskosten von Fertigungstechnologien in frühen Planungsphasen. Dabei stehen insbesondere Energie- und Instandhaltungskosten von Produktionsanlagen im Fokus. Ziel ist es, technologische Alternativen frühzeitig vergleichen zu können, auch wenn eine exakte Kostenermittlung zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich ist.
Andere Forschungsarbeiten versuchen, Lebenszykluskosten in digitale Fabrikmodelle zu integrieren. Dabei werden Kostenwirkungen von Entscheidungen in der Produktionsplanung frühzeitig sichtbar gemacht. Teilweise werden hierfür Datenbanken oder IT-Architekturen entwickelt, die Kostenmodelle mit Simulationen verknüpfen, um Kostenkennzahlen über die Zeit prognostizieren zu können.
Allen diesen Ansätzen ist gemeinsam, dass sie Investitionsentscheidungen unterstützen sollen. Allerdings fehlt bislang eine standardisierte Kostenstruktur, die eine objektbezogene und modellbasierte Kostenermittlung ermöglicht. Kosten werden häufig als aggregierte Größen betrachtet oder projektspezifisch strukturiert, wodurch eine Vergleichbarkeit nur eingeschränkt möglich ist.
Standardisierte Kostenermittlung im Bauwesen
Im Bauwesen existiert mit der DIN 276 bereits seit vielen Jahrzehnten ein etablierter Standard zur strukturierten Kostenermittlung. Die Norm definiert Begriffe und Grundsätze der Kostenplanung sowie die Strukturierung von Kosten in verschiedenen Kostengruppen. Dadurch wird eine einheitliche Gliederung von Baukosten ermöglicht und die Vergleichbarkeit von Projekten verbessert.
Auf der ersten Ebene umfasst die DIN 276 acht Kostengruppen, die mit dreistelligen Ordnungszahlen von 100 bis 800 gekennzeichnet sind. Dazu gehören unter anderem Kosten für Grundstücke, Baukonstruktionen, technische Anlagen oder Außenanlagen. Darüber hinaus werden auch Baunebenkosten und Finanzierungskosten berücksichtigt.
Die Kostengliederung wird auf weiteren Ebenen detaillierter unterteilt. Auf der zweiten und dritten Ebene werden die einzelnen Kostengruppen weiter spezifiziert, sodass eine präzise Zuordnung von Kosten zu einzelnen Bestandteilen eines Bauwerks möglich ist. Dadurch kann ein Gebäude als komplexes System aus verschiedenen Komponenten betrachtet werden, deren Kosten systematisch erfasst und kontrolliert werden können.
Während die DIN 276 vor allem auf die Investitionskosten eines Bauwerks ausgerichtet ist, müssen für eine ganzheitliche Bewertung auch Betriebskosten berücksichtigt werden. Hierfür bietet die Richtlinie VDI 2067-1 ein strukturiertes Verfahren zur Ermittlung von Betriebskosten technischer und baulicher Anlagen.
Die Richtlinie unterscheidet zwischen kapitalgebundenen, bedarfsgebundenen, betriebsgebundenen und sonstigen Kosten. Zusätzlich stellt sie Tabellen mit durchschnittlichen Nutzungsdauern sowie Aufwandswerten für Wartung, Inspektion und Instandsetzung bereit. Diese Werte ermöglichen es, Betriebskosten bereits in frühen Planungsphasen realistisch zu prognostizieren und in wirtschaftliche Bewertungen einzubeziehen.
Modellbasierte Kostenermittlung mit BIM
Digitale Methoden spielen eine zunehmend wichtige Rolle im Bauprojektmanagement. Eine zentrale Methode ist Building Information Modeling (BIM), bei der ein Bauwerk als digitales Modell mit umfangreichen Informationen über seinen gesamten Lebenszyklus dargestellt wird.
Im Kontext der Kostenplanung wird dieser Ansatz als modellbasierte Kostenermittlung oder 5D-Planung bezeichnet. Dabei werden Informationen aus dem digitalen Bauwerksmodell direkt mit Kostendaten verknüpft. Mengen- und Massendaten wie Flächen, Volumen oder Längen können automatisch aus dem Modell abgeleitet und den entsprechenden Kostengruppen zugeordnet werden.
Ein wichtiger Bestandteil dieser Methode ist die Nutzung von Bauteilbibliotheken oder herstellerspezifischen Datenbanken. Diese enthalten bereits hinterlegte Kostenkennwerte, die automatisch in die Kalkulation einfließen können. Ergänzende Attribute wie Materialeigenschaften oder technische Anforderungen ermöglichen eine präzisere Anpassung der Kostenwerte.
Ein großer Vorteil der modellbasierten Kostenermittlung besteht darin, dass Kosteninformationen kontinuierlich mit dem Planungsfortschritt aktualisiert werden können. Änderungen im digitalen Modell wirken sich unmittelbar auf die Kostenplanung aus. Dadurch lassen sich Soll-Ist-Vergleiche durchführen und mögliche Abweichungen frühzeitig erkennen.
Darüber hinaus ermöglicht die modellbasierte Kostenermittlung Simulationen und Prognosen zur Kostenentwicklung über den gesamten Projektverlauf hinweg. Sie stellt damit ein wichtiges Instrument zur Sicherstellung von Kosten-, Termin- und Qualitätszielen in Bauprojekten dar.
Systematik der Fabrikelemente
Um eine modellbasierte Kostenermittlung für Fabriken zu ermöglichen, muss zunächst eine strukturierte Systematik der Fabrikelemente entwickelt werden. Fabriken sind komplexe Systeme, deren Bestandteile miteinander interagieren und gemeinsam zur Wertschöpfung beitragen.
Die Systemtheorie bietet eine geeignete Grundlage, um diese Komplexität zu strukturieren. Sie ermöglicht es, ein Fabriksystem in verschiedene hierarchische Subsysteme zu unterteilen. Eine zentrale Unterscheidung besteht zwischen Produktionssystem und Logistiksystem.
Das Produktionssystem umfasst alle Einheiten, die direkt an der Wertschöpfung beteiligt sind. Dazu gehören beispielsweise Fertigungs- und Montagemittel. Diese Betriebsmittel stellen technische Einrichtungen, Geräte und Anlagen dar, die zur Durchführung von Produktionsprozessen erforderlich sind.
Das Logistiksystem bildet die Verbindung zwischen den einzelnen Produktionseinheiten und organisiert Materialflüsse innerhalb der Fabrik sowie zu externen Schnittstellen. Innerhalb des Logistiksystems lassen sich verschiedene Teilprozesse unterscheiden, darunter Umschlag, Lagerung, Transport, Kommissionierung und Verpackung.
Zusätzlich spielen Entsorgungsprozesse eine wichtige Rolle, da auch Abfälle und Reststoffe innerhalb der Fabrik verarbeitet werden müssen. Die entsprechenden technischen Einrichtungen können ebenfalls als logistische Betriebsmittel betrachtet werden.
Neben internen Betriebsmitteln müssen auch externe Betriebsmittel berücksichtigt werden, beispielsweise geleaste oder gemietete Anlagen. Diese können kostentechnisch anders behandelt werden als unternehmenseigene Anlagen und müssen daher in der Kostenstruktur gesondert berücksichtigt werden.
Erweiterung der DIN 276 für Fabrikplanung und Fabrikbetrieb
Um eine ganzheitliche Kostenbetrachtung von Fabriken zu ermöglichen, wird die DIN 276 um zusätzliche Kostengruppen erweitert. Auf der ersten Ebene wird eine neue Kostengruppe eingeführt: die Kostengruppe 900 für den Fabrikbetrieb.
Diese Kostengruppe umfasst mehrere Unterbereiche. Dazu gehören das Produktionssystem, das Logistiksystem, Verwaltungsstrukturen sowie Softwarelösungen. Durch diese Erweiterung können erstmals auch Produktionsanlagen, logistische Einrichtungen und digitale Systeme systematisch in die Kostenstruktur integriert werden.
Darüber hinaus werden zusätzliche Kostengruppen für die Fabrikplanung eingeführt. Dazu zählen vorbereitende Maßnahmen wie Machbarkeitsstudien oder Wirtschaftlichkeitsanalysen sowie verschiedene Fachplanungen für Fabriklayout, Produktionslogistik, Betriebsmittel oder Produktions-IT.
Neben Investitionskosten werden auch Betriebskosten systematisch in die Kostenstruktur integriert. Dazu gehören beispielsweise Personal-, Material- und Energiekosten sowie Kosten für Wartung, Instandhaltung und Modernisierung von Anlagen. Die Struktur orientiert sich dabei an bestehenden Richtlinien und ermöglicht eine lebenszyklusorientierte Kostenbetrachtung.
Durch diese Erweiterung entsteht eine konsistente Kostenstruktur, die Investitions- und Betriebskosten miteinander verbindet und eine modellbasierte Kostenermittlung für Fabriken ermöglicht.
Fazit
Die Planung und Errichtung von Fabriken erfordert zunehmend präzise wirtschaftliche Bewertungen, da Investitionsentscheidungen unter unsicheren wirtschaftlichen Rahmenbedingungen getroffen werden müssen. Während im Bauwesen mit der DIN 276 bereits ein etablierter Standard für die Kostenermittlung existiert, reicht dieser für die Bewertung komplexer Fabriksysteme nicht aus.
Der vorgestellte Ansatz erweitert die bestehende Kostenstruktur um Fabrikelemente und Betriebskosten und schafft damit eine Grundlage für eine lebenszyklusorientierte Kostenbewertung. Durch die Integration von Produktions- und Logistiksystemen sowie von Betriebs- und Planungskosten wird eine umfassendere Darstellung der tatsächlichen Kosten einer Fabrik möglich.
In Kombination mit modellbasierten Planungsmethoden wie BIM entsteht eine transparente und nachvollziehbare Kostenstruktur, die sowohl Investitions- als auch Betriebskosten berücksichtigt. Dadurch können wirtschaftliche Auswirkungen von Planungsentscheidungen frühzeitig sichtbar gemacht werden.
Die Erweiterung der DIN 276 stellt somit einen wichtigen Schritt dar, um die Kostenermittlung in der Fabrikplanung zu standardisieren und die Grundlage für fundierte Investitionsentscheidungen zu schaffen.
Wollen Sie mehr dazu erfahren, wie Sie gemeinsam Projekte digital erfolgreich gestalten
Wenn auch Sie Ihre Projektabläufe mit klaren BIM-Standards, gut strukturierten Prozessen und einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit optimieren möchten, sprechen Sie uns gern an. Gemeinsam entwickeln wir digitale Lösungen, die für Sie Mehrwert schaffen.
