Standardisierung-Modularisierung

Der deutsche Maschinenbau hat einen exzellenten Ruf. Er ist das Ergebnis harter Arbeit über lange Zeit. Die Branche ist geprägt von  mittelständischen Unternehmen. Kurze Wege und flache Hierarchien begünstigen Innovationen und Kundennähe. Nischen werden schnell erkannt; in vielen Fällen wurde sogar die Weltmarkt-Führerschaft errungen.

Nahezu jeder Spezialwunsch des Kunden wird erfüllt. Die Vertriebe von Maschinenbauern sehen darin ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal ihres jeweiligen Hauses. Jeder Auftrag führt zu einem Unikat. Allerdings ließen die Verkaufspreise für die jeweilige „maßgeschneiderte“ Maschine immer weniger Marge übrig.

Ertragsschwäche - Gefahr im Verzug

Geht man dieser Entwicklung nach, so ergibt sich folgendes Bild: die internen Herstellkosten (Leistungen, Materialien) liegen manchmal über dem erzielten Preis. Die Marge schwankt sehr stark und sackt bei manchen Aufträgen sogar ins Minus ab. Das kann ruinöse Auswirkungen haben.

Wer nach diesem Geschäftsmodell arbeitet, ist gefährdet. Das Unternehmen muß nachhaltig auf Erfolgskurs gebracht werden. Positive, konstante, möglichst wachsende Margen sind ein Ziel. Und die Lieferzeiten müssen viel kürzer werden. Der Service soll punktgenau arbeiten. Dabei soll die Flexibilität gewahrt bleiben, um Sonderwünsche des Kunden zu erfüllen – gegen angemessene Bezahlung.

Standardisierung und Modularisierung bergen grosse Potentiale

Auf dem Weg zu diesen Zielen sind Modularisierung und Standardisierung unverzichtbar. Aufträge sind über einfache Prozesse abzuwickeln, die sich über Vertrieb, Konstruktion, Materialwirtschaft und Produktion erstrecken.

Außerdem  ist die Weiterentwicklung der Produkte zu gewährleisten – von Messe zu Messe. Der Unterschied zwischen Entwicklung und Abwicklung im Engineering-Bereich muß gelebte Praxis werden.

Eine Maschine ist keine Ansammlung beziehungsloser Teile mit einer auftragsgemäßen Funktion. Sie sollte vielmehr ein wohlorganisierter, strukturierter Organismus verschiedener, modularer und standardisierter Teilfunktionen sein.

 Hier & da vielversprechende Ansätze zur Modularisierung

Viele Maschinenbauer haben ihre Produkte in Baugruppen gegliedert – ein erster Schritt zur Modularisierung. Einige haben Plattformen definiert.  Sie sind verschiedenen Aufträgen gemeinsam. Die Zusammenstellung von Moduln mit ihren Funktionen ergibt die auftragsgemäße Gesamtfunktion der Maschine.

Produkte über einen Baukasten zu organisieren, ist so neuartig nicht. Warum aber tun sich die Unternehmen so schwer damit, Standardisierung und Modularisierung zum durchschlagenden Erfolg zu führen? Selbst wenn alle Voraussetzungen gegeben sind, ist ein Scheitern nicht unwahrscheinlich. Das soll erklärt werden.

Das Konzept "Baukasten" wurde verstanden - die Konsequenzen nicht

Alles geht sehr zäh voran. Nicht selten versickert das Projekt schließlich. Es ist unbequem geworden. Trotz  modularer Produktstruktur, trotz Modellen für Haupt- und Hilfsprozesse. Selbst Software (CPQ, Konfiguratoren, CMS)  wurde beschafft und bezahlt.

Jedes feste Bauwerk (Projekt) braucht eine Substanz, welche die Bausteine zusammenhält. Dieser „Mörtel“ - das ist modulares Denken und Handeln im Bewußtsein neuer Grundsätze. Fehlt dieses Grundgefühl, so werden oft Weichen falsch gestellt. In der Folge wird (mehrfach!) die falsche Richtung eingeschlagen. 

Hinzu kommt: viele sind überfordert durch den interdisziplinären Ansatz von Projekten zur Modularisierung. Diese umfassen immer mehrere Geschäftsbereiche mit verschiedenen – um nicht zu sagen: verschiedenartigen - Führungspersönlichkeiten. 

Motivationsruine droht

Es ist letztlich das KnowHow im Umgang mit diesen Herausforderungen, das in vielen Unternehmen fehlt. Dieser fatale Mangel erzeugt Investitionsruinen. Viel schlimmer als die Investitionsruine ist die „Motivationsruine“ bei den Akteuren des gescheiterten Projekts. Auf Jahre hinaus verhindert sie einen neuen Versuch. Eine zweite Chance ergibt sich erst bei Personalwechseln im Management.

IBF bringt die Modularisierung in Schwung

Wir unterstützen den Kunden dabei, das Ideengut Modularisierung – Standardisierung in der Praxis anzuwenden auf ein erstes Produkt („Pilot“). Die Prinzipien und die daraus folgenden Details werden über die Zeit fest verankert im Team (verschiedene Bereiche!). Prozesse werden exemplarisch durchgespielt und die Ergebnisse gemessen. Nun wird optimiert, ggf. korrigiert.

Nach dem Muster des Piloten werden mehrere Aufträge abgewickelt. Die auftragsneutrale Weiterentwicklung von Moduln wird gemeinsam ausgeführt (Entwicklung, nicht Abwicklung). Nach der Stabilisierung der Prozesse und der Produktstruktur wird ein ständiges Berichtswesen aufgesetzt, um die Effekte zu messen.

Erfolgssteuerung gehört zur Beratung

Sind die anfangs vereinbarten und quantifizierten Ziele erreicht, so ist das Projekt erfolgreich abgeschlossen. Der Kunde kann ab hier in Eigenregie weitere Produkte diesem Verfahren unterziehen. Schließlich wird noch bestimmt, wer für welches Produkt welche Moduln und Prozesse „besitzt“, also verantwortlich ist (Produktmanager z.B.).

Das Thema „Modularisierung – Standardisierung“ wird vertieft im Essay „Leitfaden Modularisierung im Maschinenbau“

Prozesse

Hauptprozess & Hilfsprozess bei Standardisierung / Modularisierung

Im Vordergrund stehen Haupt- und Hilfsprozesse. Ein Hauptprozess ist beispielsweise „Auftragserlangung – Auftragserfüllung“ (VDMA-Terminologie). Damit sind Angebotsphase und die Abwicklung von Aufträgen gemeint. Hier steht das Arbeiten mit Standards und Moduln im Vordergrund.

Die Hilfsprozesse regeln alles für die Inhalte von Standards: Entstehung, Change Management, Pflege und Abkündigung. Der Fokus liegt hier auf der Pflege von Standards und Moduln.

Neuteile müssen in die vorgesehenen Schubladen eingeordnet werden (Nummernsystem, Klassifizierung). Das erleichtert die Wiederverwendung. Die Hilfsprozesse dürfen den Hauptprozeß nicht behindern.

"Geht nicht weil" : Ausreden!

Wir beobachten in unseren Projekten zur Modularisierung, dass die etablierten Prozesse in krassem Widerspruch zu Standardisierung und Modularisierung stehen. Wir hören Geht-nicht-weil- Thesen wie: „kein Auftrag ist wie der andere!“. Oder: „meistens muß nach Kundenwunsch angepasst werden“. Das aber ist überhaupt kein Widerspruch zur Modularisierung!

Daraus folgt: nicht selten fehlt das Grundverständnis für Modularisierung und Standardisierung. Erst nachdem dieser Boden bereitet ist, kann darauf etwas wachsen.

Ablösung von Sachnummern

Einführung moderner Nummernsysteme

Zurück zu den Wurzeln

Bei unseren Sachnummer-Projekten erleben wir bei Kunden mitunter einen Kenntnisstand, der große Verbesserungspotentiale  offenbart. Darum soll zunächst, das Verständnis aufgebaut werden durch den Blick auf die historischen Anfänge und Notwendigkeiten. Letztere  haben sich bis heute nicht verändert.

Daraus ergeben sich Ansätze für die Modernisierung des Nummernsystems. Nur wenn Zweck und Richtung klar sind, kann der Startschuss fallen.  

Die Sachnummerung ist kein seltenes Problem. Kaum einer traut sich aber, es anzufassen. Das uralte  Nummernsystem soll abgelöst werden durch eine leistungsfähige, zukunftssichere Sachnummer.

Wozu Sachnummern?

Der aktuell eingesetzte Nummerntyp blickt oft zurück auf ein Leben von fast einem halben  Jahrhundert. In der Welt der Technik, der Prozesse und deren Digitalisierung mutet das geradezu archäologisch-antik an.

Die sechziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts bildeten die Entstehungszeit der meisten Sachnummern. In dieser Zeit kam die elektronische Datenverarbeitung (EDV) auf – damit kamen bisher ungekannte Anforderungen und Chancen ins Visier.

Der Zweck ist, mit Hilfe von EDV verschiedene Objekte eindeutig und verwechslungssicher zu identifizieren und zu verwalten. Das gelingt über eine sogenannte „Ident-Nummer“. Allgemein sagt man auch „Sachnummer“. Im Handel ist „Artikelnummer“ im Gebrauch.

Schlüsselfunktion der Sachnummer

Die Sachnummer ist der Schlüssel, um an Materialdaten zu gelangen. Zum Beispiel an Merkmale. Gleichartige Objekte, z.B. alle Schrauben, führen gleiche Merkmale (etwa: Gewindelänge, Durchmesser). Die Merkmale eines Objekts werden zusammengefasst im sogenannten Materialstammsatz. Jeder Stammsatz ist gegliedert in Felder. Er ist ansprechbar über die  Sachnummer.

Die Merkmalsfelder des Stammsatzes werden befüllt mit Merkmalswerten. Beispiele: konkrete Längen oder Durchmesser in Millimetern. Mehrfach vorhandene Objekte mit denselben Merkmalswerten führen dieselbe Ident- oder Sachnummer.

Identische Materialien können z.B. gezählt werden. Für real vorhandene Objekte erhält man so Lagerbestände. Für (noch) nicht real vorhandene, gezählte Objekte werden daraus Bedarfe. Die Bedarfs-Materialien werden entweder selbst gefertigt oder gekauft.

Sachnummer verwaltet Stückliste, Baugruppe

Mehrere Objekte – meist verschiedenartige – können zusammengefasst werden zu Baugruppen. So entsteht eine geläufige Organisationseinheit: die Stückliste. Sie führt Bestände und/oder Bedarfe auf. Alle genannten Objekte, Sachnummer, Merkmale, Merkmalswerte, Stücklisten können über EDV gehandhabt werden.

Auch der Zugriff auf die höheren Organisationseinheiten wie Stücklisten oder Baugruppen erfolgt über die Sachnummer. Sie ist der Schlüssel in ERP-, PDM- oder CAD- Anwendungen.

Das ist die wichtigste Funktion der Sachnummer

Die unabdingbare Anforderung an ein Nummernsystem ist die eindeutige Unterscheidung eines Objekts von allen anderen Objekten des Organisationsraums (z.B. ein Konzern).

Die Sachnummer darf nur einmal im gesamten Organisationsraum vorkommen. Einmal vergebene Sachnummern ändern sich nie – auch nicht in der ferneren Zukunft. Das geht, trotz scheinbarer Widersprüche.

Über die Zeit kann sich der Organisationsraum ändern, z.B. durch Firmenzukäufe. Damit kommen andersartige Teile hinzu, in jedem Fall aber werden es mehr. Und: höchstwahrscheinlich sind deren Sachnummern des neuen Gruppenmitglieds ganz anders aufgebaut. Hier ist die Vereinheitlichung der Nummernlandschaft ein wirtschaftliches Nahziel.

Wird häufig nicht verstanden

Eindeutige Identifikation: dieses unantastbare Prinzip wird bis heute in manchen – meist mittelständischen Unternehmen – grob mißachtet. So erhalten verschiedene, ähnliche (nicht identische!) Teile dieselbe Ident-Nummer. Ergebnis: verschiedene Teile, gleiche Nummer. Wer möchte da Servicetechniker sein?

Aber nicht nur bei Mittelständlern fehlt das Verständnis: selbst in Großkonzernen werden Nummernsysteme eingesetzt, die eher zufällig identifizierend sind. Auf eine Suchabfrage mit der kompletten "ID-Nr." können sich hier verschiedene Materialien melden. Die sogenannte "Identnnummer" ist in Wahrheit eine Klassifizierung!

Ähnlichteile finden

Abseits solcher Verirrungen wurde die Sachnummernmethodik weiterentwickelt. Als ein wichtiges Ziel hat sich dabei die Wiederholteilsuche herausgebildet.

Im Maschinenbau steht diese Zielsetzung ganz weit obenan. Man will also ähnliche Teile finden, um aus dem Teilebestand die mehrfache Verwendung desselben Teils zu fördern. Das spart viel Zeit und Geld.

Wiederverwendung nicht wichtig: gibt es das?

Es gibt allerdings bedeutende Branchen, in denen dieses Ziel weniger wichtig ist. Produkte aus Massenfertigung werden in einer gesonderten IT-Umgebung (PDM) entwickelt, bevor sie in Serie gehen. Dabei  entstehen Prototypen. Das sind Einzelstücke mit speziell entwickelten Teilen, also Unikate und Kleinserien.

So arbeiten beispielsweise die Automobilbauer und ihre Zulieferer. Auch Hersteller von Kühlschränken, Waschmaschinen, Radios, TV-Geräte bis hin zu Mobiliar unterscheiden zwischen „Entwicklung“ und „Abwicklung“ – jeweils in verschiedenen IT-Umgebungen (PDM und ERP).

Es ist verständlich, daß aus dieser Sicht die wiederholte Verwendung von Teilen eher als Bremser des technischen Fortschritts gesehen wird denn als Beschleuniger.

Babylonische Nummernvielfalt

Nahezu jedes Unternehmen setzt sein eigenentwickeltes Nummernsystem ein. Hinzu kommt, dass daneben auch Zeichnungsnummern, Projekt- und Auftragsnummern die Übersicht erschweren. Auch gab es Anläufe, Materialschlüssel zu vereinheitlichen, z.B. europaweit (EN-Nummer).

Weil das Teilespektrum in einem derartigen Rahmen sehr groß ist, führt diese breite Verschiedenartigkeit  zu sehr umfangreichen Sachnummern. Bei einem IBF-Kunden wurden z.B. Schiffspropeller und U-Boote mit sprechenden Nummern benummert, aber auch Dosierkolben zur Getränkeabfüllung – ebenso wie Schrauben, Scheiben, Muttern oder Elektromotoren.

Orientierung im Sachnummern-Dickicht

Auf der Suche nach der bestgeeigneten, zukunftssicheren Sachnummer ist Orientierung nützlich: wo bin ich? Verschiedene Ordnungssysteme mit ebenso verschiedenen Schwächen und Stärken stehen zur Auswahl. Man unterscheidet grob zwischen Zählnummer, Benennung, Schlagwort, Klassifizierung, Verbundschlüssel, Geometrie, Parallelschlüssel und so weiter. Nicht alle schließen einander aus.

Anforderungen an den richtige Nummerntyp

Was heißt nun „bestgeeignet“? Dazu wird das Einsatzgebiet der Nummer fokussiert. Soll sie z.B. die Wiederverwendung fördern, so rückt die Suche nach ähnlichen Teilen in den Vordergrund.

Und was ist „ähnlich“? Hier kann zunächst grob unterschieden werden zwischen „geometrisch ähnlich“ oder „funktional ähnlich“. Dabei gilt immer: „Ähnlich“ ist nicht „identisch“!

Und was bedeutet „zukunftssicher“? Nun: der neue Nummerntyp sollte auf dem aktuellen und dem künftig absehbaren Stand der IT-Technik basieren. Gängige, moderne ERP- und PDM-Systeme sollten den künftigen Nummerntyp unterstützen.

Praxisbewährte Methode

Bei Aufgaben dieser Art hat sich die Nutzwertanalyse als methodische Hilfe bewährt. Zunächst wird ein Zielsystem für alle Nutzen-Aspekte aufgestellt. Hier werden die einzelnen Nutzenbeiträge hierarchisch geordnet.

Im nächsten Schritt gewichtet das Unternehmen die Beiträge einzeln: was ist für uns wie wichtig? Für jedes betrachtete Nummernsystem wird sodann  jeder Aspekt bewertet (Wie gut erfüllt der Nummerntyp meine Anforderungen?).

So entsteht über die Berechnung von sogenannten „Erfüllungsgraden“ die detaillierte, strukturierte und transparente Empfehlung für das bestgeeignete Nummernsystem.

Um-Nummerung  verboten

Wir halten fest: eine Umnummerung bestehender Materialien ist ausgeschlossen. Bei bestimmten Ziel-Nummerntypen ist es durchaus möglich, den sprechenden Anteil der neuen Nummer aus Teilen der bestehenden Nummer zu generieren.

Der bestehende Zugriffsschlüssel bleibt dabei unangetastet. Der sprechende Teil wird im Datenteil des Stammsatzes eingetragen – immer vorausgesetzt, der Nummerntyp erlaubt dies. Das Ergebnis dieser Analyse ist wesentlich für den folgenden Aufwand. Darum ist es ein Bestandteil der Planung für die nächsten Projektschritte.

Die alte Nummer bleibt

Nach der Auswahl wird die alte Nummer abgelöst durch die neue. Dabei gilt: kein bestehendes Material darf umbenummert werden. Das ist erforderlich, damit das Ersatzteilgeschäft nicht beschädigt wird.

Vermitteln, Missionieren

Die Ausgangslage ist klar, die Zielsetzung ebenso. Nun müssen die Beteiligten (es sind nicht wenige!) eingenommen werden. Vermittelt werden die Fortschritte, die vom Projekt „Sachnummern umstellen“ erwartet werden können.

Für die Erfolgssteuerung werden die Messgrößen (z.B. mehrfache Anwendung in verschiedenen Aufträgen) definiert. Die Vermittlung und Verankerung des neuen Nummerntyps und der Umstellung erfordern viel Fingerspitzengefühl und Empathie des Projektteams für die künftigen Nutzer.

Neue Sachnummer: Pilot & Ausbreitung

Die betroffenen Fachbereiche, z.B. Entwicklung, Konstruktion, Einkauf, Projektierung, Produktion, Service, können interne Anwender-Teams bilden.

Sie definieren dezentral Erwartungen, Arbeitsschritte und Termine innerhalb eines Generalplans für die gesamte Organisation.

Je nach Ausbreitungsstrategie kann Fachbereich auf Fachbereich folgen. Das Freischalten des neuen Nummernsystems erfolgt nach intensiven Tests durch die Nutzer. Danach wird ein Berichtswesen aufgesetzt. Dies ist das Werkzeug zur Erfolgskontrolle und – steuerung.

Baukastensystem im Maschinenbau

Eine Maschine aus dem Baukasten - das klingt wie "Einheitsmaschine". Beide sind Lichtjahre voneinander entfernt. Die Einheitsmaschine  passt entweder zum Kundenwunsch - oder nicht. In letzterem Fall geht der Auftrag verloren.
Ein Element aus dem Baukasten hingegen bildet die vom Kunden gewünschte Funktion ab. Die Zusammenstellung von Kundenwunsch-Funktionen ist die kundenspezifische Maschine. Sie hat dazu noch den Vorteil, aus erprobten Baugruppen zu bestehen. Sie sind samt und sonders getestet und sofort verfügbar - damit wird die Lieferzeit extrem verkürzt.
Die Produktion wird immer mehr zum Montagebetrieb, die Entwicklung zur Optimierungs- und Innovationswerkstatt. Die Ertragskraft steigt - parallel die Kundenzufriedenheit. Das alles gibt es nicht zum Nulltarif. Die wichtigste Eigenschaft ist die Disziplin des größten Teils des Personals aller Bereiche. Wer das Baukastensystem etabliert hat, steht auf der Gewinnerseite; auch und besonders nach schweren Krisen in der Branche.

Neuorientierung CAD und PDM

Die Auswahl und Einführung von CAD- und PDM-Systemen folgt bei IBF nach einer praxiserprobten Methodik. Über Allem gilt: erst das Konzept, dann das IT-Werkzeug. Das klingt logisch - nicht immer wird aber so verfahren. Hand aufs Herz: ein Blick ins eigene Unternehmen lehrt meistens, dass das stimmt.

Schon bei der Eingrenzung der CAD- und PDM-Lösungen lenken wir den Blick auf den Anbieter. Dessen wirtschaftliche Stabilität und damit auch die Sicherheit der Investition halten wir für entscheidend.

Beratung CAD-System / PDM-System

Ein CAD-System nach aktuellem Stand sollte in der Lage sein, auch ohne technische Zeichnungen - nur auf Basis attributierter CAD-Modelle - Aufträge abzuwickeln. Auch bei der CAD-Technologie geht es in Richtung Cloud (z.B. wie Onshape). In einem PDM-/PLM-System sehen wir ein Werkzeug zur Abbildung von Produkten, Prozessen und Strukturen im Engineering-Bereich. Im Zuge der PLM-Einführung bietet sich die Chance, Verkrustungen in der Organisation und alte Zöpfe bei den Abläufen zu beseitigen. 

 

CAD ist mit PDM aufs Engste verbunden. Die Impulse zur PLM-Einführung gehen in der Regel aus vom Bereich Entwicklung und Konstruktion - bleiben aber nicht darauf beschränkt. Spätestens bei den Stücklisten wird  sichtbar, dass die Grenzen für ein Konzept weiter zu ziehen sind: ERP und CRM gehören dazu.

Wir beobachten, dass sich die künftigen Anwendern Orientierungsproblemen gegenübersehen: nach welchem Anwendungsmodell soll das PLM-System in der Praxis einsetzen? Oder: ein „Workflow“ bei PDM ist kein Wert an sich: er kann schlank sein oder unnütz kompliziert. Die Scheu vor Verantwortung, etwa bei Freigabeprozessen, macht sich beim PDM-Customizing häufig bemerkbar.

Häufig fehlt dabei ein CAD-/PDM- Anwendungskonzept, das die Praktiker mitentwickelt haben und mittragen. Mindestens so wichtig ist das Einführungskonzept. Dabei gilt: keine Überfrachtung, große Einfachheit, Erfolg verifizieren.

Wie gut und bei welchem Aufwand unterstützen die PDM-/CAD-Systeme die firmenspezifische Anpassung? Wie läßt sich eine einfache Basis-Implementation weiter entwickeln bis hin zu MultiSite („skalieren“)? Wie werden Standards und Moduln unterstützt? Die Antwort liefert ein Systemvergleich.

Nach der Bestimmung des geeigneten PDM-Systems (ggf. mit CAD) ist der erste Einführungsschritt zu planen. Die Einfachheit der Pilotlösung ist entscheidend für die Akzeptanz und den Erfolg der Anwendung. Auch die Nummernsysteme und die Versionsverwaltung erfordern in diesem Stadium Aufmerksamkeit.

Die Abbildung des Anwendungskonzepts auf die CAD/PLM-Werkzeuge  ist die dann folgende Aufgabe. Hier kommt der Anbieter ins Spiel. Das vorgelegte, schlanke Anwendungskonzept der Basis-Implementation ist umzusetzen - ohne Arabesken und unnötige, kostenträchtige Zusätze.

In unseren Projekten konnten wir einen Methodenbaukasten entwickeln. Er ist speziell auf den Maschinen- und Anlagenbau zugeschnitten. Besonderheiten:

  • Entwicklung CAD/PLM-Anwendungskonzept unbeeinflußt von Anbietern
  • Erstellen Anforderungskatalog an CAD- und PLM-Anbieter (intern)
  • Systemvergleich CAD und PDM Schritt 1: Anwenderspezifisch, systemneutral
  • Systemvergleich CAD und PDM Schritt 2: Anwenderneutral, systemspezifisch

Die Schritte 1 und 2 liefern die Empfehlung zur Beschaffung des geeigneten Systempaars CAD und PDM. IBF unterstützt den Kunden vom Konzept über die Umsetzung bis zur Erfolgssteuerung. Am Beispiel des Pilotprojekts lernt der Kunde, die Gesamtlösung aus CAD und PDM auszubreiten bis zur Endausbaustufe. Dabei unterstützt ihn der CAD- bzw. PLM-Anbieter.

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Kontakt

IBF Stuttgart
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T: +49(0)711-2488-698
F: +49(0)711-2488-765

 

Erreichbarkeit

  • Jederzeit: E-Mail an d.franz@ibfstuttgart.de mit Ihrer Angabe zum Medium (Telefon oder E-Mail) sowie gewünschtes Zeitfenster zur Rückantwort.
  • Montag bis Freitag: 09:00-18:00 Uhr