Potenziale durch Nutzung eines Ökosystems für den 3D-Druck.

Ausgabe 08 | 2021

Wertschöpfung im Ökosystem für den 3D-Druck

Horst Wildemann, TCW Transfer-Centrum für Produktions-Logistik und Technologie-Management GmbH & Co. KG

Die additive Fertigung gilt zu Recht als eine der Kerntechnologien in der Fabrik der Zukunft. Die Anwendung der Technologie stellt Unternehmen jedoch vor Herausforderungen. Ein additives Ökosystem bietet die Möglichkeit, die Expertise der beteiligten Parteien zu nutzen, um eine gemeinsame Wertschöpfung zu etablieren und den nachhaltigen Unternehmenserfolg sicherzustellen. Das TCW unterstützt mit erprobten Methoden beim Aufbau und Management des Ökosystems, um einen erfolgreichen Einsatz von additiver Fertigung zu ermöglichen.

Die additive Fertigung ist eine komplexe Produktionstechnologie, welche die Fabrik der Zukunft massgeblich mitgestalten wird. Neben, und in Verbindung mit, Industrie 4.0 und der Digitalisierung lassen sich mit der additiven Fertigung Potenziale in der Zukunft der Produktion erschliessen. Um die Herausforderungen bei der Nutzung additiver Fertigung im Wertschöpfungsprozess meistern zu können, ist eine enge Zusammenarbeit mit Partnern innerhalb eines Ökosystems notwendig. Die Anwendung der additiven Fertigung benötigt unter anderem Expertise bei den Fertigungsmaschinen, dem Rohmaterial, der Nachbearbeitung sowie der digitalen Hintergrundstruktur. Wir können hier auf ein grosses Netzwerk von Unternehmen und Experten zurückgreifen.

Stakeholdermanagement in Ökosystemen
Ökosysteme lassen sich dadurch charakterisieren, dass die Zusammenarbeit von unterschiedlichen Parteien auf eine gemeinsame Wertschöpfung ausgerichtet wird. Dabei soll aus Sicht des Kunden, die Leistung des gesamten Ökosystems die Summe der Einzelbeiträge aller Beteiligten übersteigen. Zum aktuellen Zeitpunkt entstehen durch unkoordinierte Schnittstellen mit Technologie- und Materialzulieferern erhebliche Produktivitätsverluste in der additiven Wertschöpfung. Der additive Fertigungsprozess benötigt fein abgestimmte Prozessparameter, um die Anzahl an Qualitätsproblemen zu minimieren und die gewünschten Druckergebnisse zu erzielen.

Das Zusammenspiel dieser unterschiedlichen Parameter liegt zu grossen Teilen an der Schnittstelle zwischen Material- und Maschinenhersteller, es erfordert aber ebenfalls die Einbindung des Softwareherstellers wie des Anwenders. In allen Prozessteilen der additiven Fertigung sind weiterhin grosse technologische Fortschritte zu beobachten, weshalb die Erkenntnisse aus den Fertigungsprozessen eine hohe Relevanz für die Technologie- und Materialentwickler darstellen. Ein aktives Stakeholdermanagement im Ökosystem zur Optimierung der Wertschöpfung ist somit von hoher Relevanz für alle Beteiligten.

Eine detaillierte Beschreibung zu den Herausforderungen der additiven Fertigung finden Sie auch in unserem Video Additive Manufacturing mit TCW: Ganzheitliche Geschäftsmodellentwicklung und Implementierung.

Zusammenarbeit ermöglicht Wertschöpfungspotenziale
Die Zusammenarbeit im Ökosystem bietet Vorteile für alle beteiligten Unternehmen. Durch eine enge und koordinierte Zusammenarbeit ist es möglich, Kosten zu reduzieren, da beispielsweise die Druckparameter der Maschine auf bestimmte Rohmaterialien optimiert werden und Anwender somit die Anzahl an Testdrucken reduzieren können. Maschinen- und Materialhersteller profitieren vom Einblick in Prozessdaten, um ihre jeweiligen Produkte weiter zu entwickeln. Auch Zertifizierungsbestrebungen, sowie Sicherheitsaspekte lassen sich in einem Ökosystem realisieren, da alle benötigten Parameter für die Zertifizierung vorhanden sind. Dadurch lässt sich die Qualität der Produkte, sowie die Reproduzierbarkeit steigern. Das Themenfeld Weiterbildung und Training ist bei der additiven Fertigung in der gesamten Wertschöpfungskette von hoher Relevanz. Aufgrund geänderter Fertigungsprozesse ist eine Weiterbildung aller Beteiligten nötig und kann in Zusammenarbeit aller Ökosystem Partner sichergestellt werden. Das additive Ökosystem ermöglicht es sowohl den Anwendern als auch den Herstellern, die Kontinuität in der Supply Chain sicherzustellen. Speziell im Bereich der (Klein-) Serienproduktion auf Basis der additiven Fertigung ist eine nachvollziehbare und verlässliche Supply Chain unerlässlicph, um Veränderungen der Materialzusammensetzungen zu vermeiden, welche einen Re-Zertifizierungsaufwand bedeuten und gerade bei Branchen, wie der Luft- und Raumfahrt mit sehr hohen Kosten verbunden sein können.

Auf Basis unserer Erfahrungen aus vergangenen Projekten mit Kunden und der Beobachtung der Marktentwicklung sehen wir als Potenziale der Nutzung des Ökosystems eine drastische Reduzierung der Ramp-up-Zeit sowohl bei der Einführung der additiven Fertigung als auch bei der Implementierung für ein Unternehmen neuer Anwendungsfälle oder Materialien. Durch die Konzentration auf einen geeigneten Kernbereich in der Wertschöpfungsgrad lässt sich die Auslastung steigern und die Abhängigkeit zu anderen Abschnitten der Wertschöpfungskette verringern. Dementsprechend steigert sich die Profitabilität durch die Konzentration der intern geleisteten Umfänge in der Regel drastisch.

Methoden zum Management des Ökosystems
Um der Komplexität des additiven Ökosystems begegnen zu können, sind effiziente Methoden notwendig. Diese werden sowohl bei der Etablierung eines neuen Ökosystems wie auch bei der Optimierung eines bestehenden Ökosystems eingesetzt. Spezialisierte Methoden ermöglichen die Identifikation der geeignetsten Ökosystempartner, eine Reduktion des Kommunikationsaufwands, Identifikation und Optimierung der eigenen Leistungsfähigkeit, sowie möglichen Modularisierungskonzepten zur weiteren Verbesserung der Wertschöpfung des Unternehmens. Auch die organisationale Implementierung des additiven Ökosystems kann von erfahrenen Beratern begleitet werden, um den grösstmöglichen Erfolg der additiven Fertigung im Unternehmen und für das Ökosystem zu realisieren.

ZUM AUTOR
Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Horst Wildemann
TCW Transfer-Centrum für Pro-duktions-Logistik und Technologie-Management GmbH & Co. KG
Leopoldstrasse 145
D-80804 München

T +49 (0)89 360 523-0
www.tcw.de
mail@tcw.de

Literatur
Horst Wildemann (2019): 3D-Metalldruck. Wertschöpfungskette – Teileauswahl – Industrialisierung – Wirtschaftlichkeit – Einführungsstrategien. 1. Auflage. TCW, München. ISBN 978-3-947730-13-1.
Horst Wildemann (2020): Implementierung additiver Fertigungsverfahren / 3D-Druck. Leitfaden zur Teileauswahl, Wirtschaftlichkeitsrechnung, Investitions-, Fabrik- und Personalplanung. 2. Auflage. TCW, München. ISBN 978-3-947730-05-6.
Horst Wildemann (2016): Vernetzte Wertschöpfung. Schlank – Nachhaltig – Digitalisiert. 1. Auflage. TCW, München. ISBN 978-3-941967-87-8.

Termine

Oktober

EMO, Mailand

Weltleitmesse der Metallbearbeitung und internationaler Branchentreff
4. bis 9. Oktober
www.emo-milano.com

parts2clean, Stuttgart

Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung
5. bis 7. Oktober
www.parts2clean.de

MOTEK, Stuttgart

Internationale Fachmesse für Montage- und Handhabungstechnik
5. bis 8. Oktober
www.motek-messe.de

Bondexpo, Stuttgart

Fachmesse für industrielle Klebetechnologie
5. bis 8. Oktober
www.bondexpo-messe.de

Fakuma, Friedrichshafen

Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung
12. bis 16. Oktober
www.fakuma-messe.de