Paar beim Hauskauf

Ein Leitfaden für die Entwicklungskosten von Embedded Software und Elektronik

Eine der ersten Fragen, wenn Firmen Produkte mit einer massgeschneiderten Steuerung ausrüsten wollen oder ihre Software erweitern wollen, ist: Was kostet die Steuerungsentwicklung? Was kostet die Softwareentwicklung?

Obwohl diese Frage sehr schwer zu beantworten ist, werde ich hier versuchen, mein Bestes zu geben und einige allgemeine Orientierungshilfen zur Preisgestaltung zu erläutern.

Eine Produktentwicklung ist, wie der Kauf eines Autos oder besser der Bau eines Hauses, sehr individuell. Es gibt so viele Wahlmöglichkeiten, dass die Preisbereiche sehr stark variieren können.

Ein einfacheres Fertighaus beginnt bei weniger als 200'000 CHF, schnell kann man für ein Haus auch 700'000 CHF ausgeben, wenn man mehr Platz, bessere Bodenbeläge, Home Automation, Verkabelung, Infotainment, Wärmedämmung, bessere Küchengeräte, einen Kamin etc. wünscht.

Wieso sind so viele Leute bereit, für ein Haus oder eine Wohnung mehr als das absolute Minimum zu bezahlen? Weil sie verstehen, dass sie lange in dem Haus wohnen werden und es jahrelang bereuen würden nicht das Richtige ausgewählt zu haben. Sie wollen sichergehen, dass ihr Haus ihnen die Sicherheit, den Komfort, die Wartungsarmut und die Langlebigkeit gibt, die sie wünschen.

Dasselbe gilt auch für die meisten embedded Entwicklungen.

Glückliche Kunden beim Aufsetzen einer Kaffeemaschine

Sie werden Ihr Produkt jeden Tag für viele Jahre produzieren, verkaufen und warten. So ist es entscheidend, die richtigen Optionen, den richtigen Entwicklungspartner und die richtige Entwicklungsmethodik zu verwenden. Aus diesem Grund entscheiden sich die meisten Firmen für den Partner, mit dem sie über die ganze Lebens- und den Servicedauer des Produkts am glücklichsten werden.

Leider richten einige Firmen den Blick nur auf die ersten Entwicklungskosten. Sie haben das Ziel den billigsten Anbieter zu finden und verzichten auf Fehlerfreiheit, Qualität, Benutzbarkeit, Erweiterbarkeit, Wartbarkeit und Freude bei ihren Endkunden, was unweigerlich zu Bedauern führt. Vor allem, da ein entwickeltes Produkt nicht einfach wie ein Auto eingetauscht werden kann wenn man damit unzufrieden und davon enttäuscht ist.

Einige der häufigsten Optionen in einem Entwicklungsprojekt sind:

  • Bedienung:

    • LED
    • Knöpfe
    • numerische Anzeigen
    • grafische Bedienung (GUI) inkl.:

      • eingebaute Bedienungsanleitung
      • Mehrsprachigkeit
      • benutzerspezifisches Design (Layout, Farben, Grafiken...)
      • Touch-Bedienung
      • Zugriffskontrolle (Benutzer, Administrator, Servicetechniker...)

  • Aktoren:

    • Motoren
    • Ventile

  • Sensoren:

    • Temperatur, Druck, Feuchtigkeit
    • Anwesenheit
    • Distanz, Lage, Beschleunigung

  • Schnittstellen:

    • Bluetooth
    • WLAN
    • NFC
    • Mobilfunk
    • Ethernet/ LAN
    • USB

  • funktionale Sicherheit (Maschinenrichtline...)
  • IoT (Internet of Things) Funktionen:

    • Software Updates über das Netz
    • Fernwartung
    • Identifikation
    • Präventive Wartung
    • Informationssicherheit

  • Zugriff über App auf Smartphone
  • Positionsbestimmung (GPS)
  • Zustandsprotokolle
  • Stromsparbetrieb/ Batteriebetrieb
  • CE, UL und Funk-Zertifizierung

Wie Sie sehen, gibt es viele Optionen. Das ist der Grund, wieso wir mit unseren Kunden vor der Offerte in einem Workshop diese Optionen klären und evaluieren.

Wie viel kostet eine embedded Steuerungsentwicklung?

Für eine komplette Steuerungsentwicklung geben Firmen im Schnitt dreihundert Tausend bis eine Million Franken aus. Dieser Betrag setzt sich zusammen aus:

  • ~ 10% Systemdesign (am Anfang des Projektes: 2..5%, der Rest während der ersten Hälfte des Projektes) 

    • Definition der Funktionen
    • Definition der nicht-funktionalen Anforderungen: Zertifizierungen, Bedienbarkeit, Normen...
    • Auswahl der Architektur/ des Aufbaus des Systems und Selektion der Komponenten

  • ~ 10% Hardwareentwicklung und Hardwaretest
  • ~ 60% Softwareentwicklung und Softwaretest
  • ~ 10% Verifikation der Prototypen/ System-Integration und Systemtests
  • ~ 5% Validation der Prototypen/ Feldtests
  • ~ 5% Produktionseinführung inkl. Produktionstester

Beachten Sie, dass sich der Aufwand für funktionale Sicherheit um Faktoren erhöht.

Ein Feldweg gabelt sich in zwei Wege

Was heisst es, wenn Schätzungen stark voneinander abweichen?

Es passiert häufig, dass verschiedene Schätzungen sehr unterschiedlich ausfallen. Dies kann aus verschiedenen Gründen geschehen.

Die Aufgabe wurde nicht (gleich) verstanden

Dies ist der üblichste Grund, das Projekt und dessen Anforderungen wurden nicht in der ganzen Breite erfasst, oder gewisse Faktoren sind vergessen worden, z.B.:

  • Zertifizierungsaufwände(CE, UL, EMV, Maschinenrichtlinie...) inkl. der damit verbundenen Dokumentation und Drittkosten
  • Produktqualität (Robustheit/ Stabilität), d.h. die Fehlerbehandlung wird weggelassen oder ist minimal und nur der Geradeausfall wird implementiert: so führen Eingabefehler des Benutzers, Fehler in den angeschlossenen Systemen, Montagefehler, Alterung, Bauelementetoleranzen etc. zu "unerwartetem Verhalten" und damit zu Zusatzkosten in der Form von Änderungs- und Servicekosten oder noch schlimmer als Garantiefälle
  • Integration in das zu steuernde Gerät, d.h. die Kosten für das gemeinsame Debuggen des gesamten Systemes (keine Spezifikation ist so klar und unmissverständlich, dass die Integration reibungslos verläuft)
  • Qualitätssicherung der Hardware und vor allem der Software durch sinnvolles, risikobasiertes Testen (wenn möglich automatisch) und Review der kritischen Designs
  • Dokumentation und Design in einem sinnvollen Umfang, welche die Wartung und Erweiterbarkeit des Produktes ohne grosse Kosten während seines ganzen Lebens zulassen

Die Verrechnungsmodelle sind unterschiedlich

Einerseits kann eine Kostenschätzung vom minimalen Projektumfang und von unklaren Anforderungen ausgehen und dann nach Aufwand/ iterativ/ agil durchgeführt werden. Dies kann zu Überraschungen und Nachverhandlungen führen, wenn es sich herausstellt, dass es zwischen Entwickler und den anderen Stakeholdern Missverständnisse über das Ziel gab..

Andererseits können alle Stakeholder sich über die Anforderungen klar sein, dass das Projekt zum Fixpreis durchgeführt werden kann. Dies führt, solange sich nicht neue Anforderungen auftun, zu keinen Überraschungen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Kunde wollte Software für eine graphische Bedienoberfläche entwickeln für eine andere mechanische und Prozessor- Plattform. Die Software hatte ausser dem visuellen Design dieselben Funktionen, wie die Oberfläche, die wir für die erste Plattform zum Fixpreis entwickelten. Diese zweite  Entwicklung wurde massiv günstiger abgeschätzt und als Near-Shoring Auftrag iterativ/ "agil" vergeben.

Am Ende stellte der CTO des Kunden fest, dass die Kosten für beide Entwicklungen gleich gross waren: "Eine grafische Bediensoftware kostet überall gleichviel". Und diese Aussage berücksichtigt noch nicht, dass unsere Entwicklung die gesamte Elektronik und Ablaufsteuerung umfasste, die graphische Oberfläche machte nur 60% der "gleich grossen" Entwicklungskosten aus.

Es liegen andere Geschäftsmodelle zugrunde

Es gibt Lock-In (Kostenfalle/ Abhängigkeit), in dem ein "politischer" Preis unter den realen Kosten für die Entwicklung offeriert wird. Der Gewinn wird im Nachhinein mehr oder weniger versteckt durch erhöhte Margen bei der Produktion der Elektronik oder für technische Änderungen an Soft- und Hardware erzielt. Der Kunde bleibt vom Anbieter abhängig, da er für seinen Preis nur das fertige Produkt oder den compilierten Binärcode bekommt.

Wenn eine Steuerung Herstellkosten inkl. Herstellmarge von 100 CHF hat und dazu eine versteckte Marge von 20% geschlagen würde, dann kann die versteckte Marge bei einer moderaten Jahresstückzahl von 1000 Stück über die Produktlebensdauer von zehn Jahren bereits 200'000 CHF ausmachen. Diese versteckte Marge wäre dann die Hälfte der Entwicklungskosten von 400'000 CHF, bei nur schon 2000 Stück pro Jahr würde sie bereits die ganzen Entwicklungskosten erreichen.

Das andere Modell ist das offene Geschäftsmodell, in dem der Kunden alles geistige Eigentum bekommt und in dem die Kosten für die Entwicklung transparent ausgewiesen werden. Dadurch werden die Kosten über die Lebensdauer geringer, da keine versteckten Margen abgezweigt werden können. Denn der Kunde kann mit den Quellcodes, den Schemas und den Layoutunterlagen plus den dazu gehörigen Dokumentationen selbst oder mit einem Partner seiner Wahl das Produkt herstellen, betreiben und weiterentwickeln.

Wie kommt eine Kostenschätzung zu Stande?

Selten ist ein Projekt schon aus der Dokumentation so klar, dass die Schätzung gerade beginnen kann. Daher findet zuerst ein Workshop mit allen Stakeholdern (Produktmanagement, Industrial Design, mechanisch Entwicklung, Marketing, Service etc.) statt, in dem alle Faktoren diskutiert werden, welche den Preis bestimmen.

Dieser Workshop wird in einem Dokument, dem gemeinsamen Projektverständnis zusammengefasst, in welchem das Projekt in den Worten der Software- und Hardware-Entwickler beschrieben wird. Dieses durchläuft eine Review bei den Stakeholdern und wird danach angepasst, wenn es Missverständnisse gab.

Erst dann wird eine Schätzung erstellt und dokumentiert. Der Kunde bekommt diese detaillierte Dokumentation der Schätzung (typischerweise mehrere Dutzend Punkte), welche in einem weiteren Workshop mit allen Stakeholdern optimiert wird. Dann entsteht eine kommerzielle Offerte für den gewünschten Projektumfang.

Sind Sie bereit für eine Kostenschätzung? Kontaktieren Sie mich!

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