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Expertenbeitrag

 Mauro Adorno

Mauro Adorno

Geschäftsführer, ToolsGroup GmbH

Supply Chain

Für welche Ersatzteile lohnt sich der Einsatz von 3D-Druck?

| Autor/ Redakteur: Mauro Adorno / Lisa Marie Waschbusch

Von Robotern in der Lagerhalle (sehr gängig) bis hin zu Hirnsteuerung (im Frühstadium) - neue Technologien tauchen so regelmäßig auf, dass es schwer fällt, Science-Fiction und Realität auseinander zu halten. Wenn es um den Einsatz von 3D-Druck für Ersatzteile geht, trifft allerdings letzteres zu, denn diese Technologie ist mittlerweile gang und gäbe.

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3D-Druck spielt in der Supply Chain bereits eine wichtige Rolle, allerdings muss durch eine Segmentierung ermittelt werden, für welche Ersatzteile dieser überhaupt Sinn macht.
3D-Druck spielt in der Supply Chain bereits eine wichtige Rolle, allerdings muss durch eine Segmentierung ermittelt werden, für welche Ersatzteile dieser überhaupt Sinn macht.
(Bild: Pixabay / CC0)

Der Einsatz von 3D-Druck in der Fertigung ist mittlerweile nahezu etabliert, zumindest ist den meisten das Potenzial der Technologie durchaus bewusst. Laut einer Umfrage der Strategieberatung PwC gaben mehr als 85 Prozent der Ersatzteilhersteller an, dass sie innerhalb der nächsten fünf Jahre 3D-Druck in ihr Geschäft einbinden werden.

Eine wichtige Übung, die jeder Hersteller unternehmen sollte um zu bestimmen, welche Ersatzteile sich am besten für den 3D-Druck eignen, ist die Segmentierung des Bestandsportfolios. Neben angebotsseitigen Überlegungen wie Herstellbarkeit sollten auch die Aufwandskosten verschiedener alternativer Distributionsansätze und nachfrageseitiger Charakteristiken wie jährliche Auftragspositionen und Nachfrageschwankungen analysiert werden. Anschließend lässt sich das Portfolio an Ersatzteilen in drei Kategorien einteilen:

• Make to Stock (MTS) - Lagerfertigung mit großem Volumen und traditionellen Herstellungsmethoden

• Make to Order (MTO) - Auftragsfertigung, die um die potentielle Nutzung von 3D-Druck erweitert wird

• Artikel, für die MTS bei niedriger Anzahl teuer ist, die sich aber (noch) nicht für die Auftragsfertigung eignen

Abwägung der Kosten

Bei der Entscheidung zwischen MTS und MTO geht es immer auch darum, die Lagerhaltungs- und Herstellungskosten gegeneinander abzuwägen. Da durch 3D-Druck bei geringen Auflagen die Herstellungskosten sinken können, können folglich auch mehr Artikel produziert werden. In der Supply Chain ist 3D-Druck daher essentiell für eine Aufschubsstrategie, bei der das Rohmaterial und nicht das fertige Ersatzteil gelagert wird.

In der Realität sieht es so aus, dass die beiden ersten Kategorien MTS und MTO jeweils nur die Enden eines breiten Spektrums abdecken. In der Mitte des Spektrums ist eine dritte Kategorie anzusiedeln. Sie umfasst eine große Anzahl an Ersatzteilen mit diskontinuierlicher Nachfrage, die sich aber für die Auftragsfertigung noch nicht eignen.

Drei Kategorien im Detail

Make to Stock - Traditionelle Ersatzteilherstellung in größeren Mengen: Aftermarket-Autobatterien sind ein Beispiel für Produkte mit beträchtlicher Nachfrage, die relativ komplex in ihrer Herstellung sind. Aus diesem Grund sind Aftermarket-Autobatterien kein guter Kandidat für die Herstellung durch MTO oder 3D-Druck. Trotz eines kleinen Anteils an Saisonalität haben die meisten Autobatterien eine normale Nachfrageverteilung, benötigen aber eine gute Supply Chain Planung und S&OP (Sales and operations planning) Software, um die richtige Stückzahl am richtigen Standort zu erzielen und einen effizienten Inventar-Mix zu unterstützen. Dann lassen sie sich auch gut als Inventar mit regelmäßigem Warennachschub an verschiedenen Standorten vorhalten und es werden trotzdem hohe Servicelevel bei vernünftigen Kosten erzielt. In der obigen Abbildung sind MTS-Ersatzteile wie Autobatterien auf der linken Seite der Grafik anzusiedeln.

Make to Order (inklusive 3D Druck): Einzelteile, die in geringen Auflagen produziert werden, sind meist der beste Kandidat für MTO. Dazu zählen zum Beispiel Einzelteile mit ungewöhnlicher und sehr seltener Nachfrage, eingestellte Teile, limitierte Ausgaben oder Sonderanfertigungen. Kleinauflagen auf traditionelle Art und Weise herzustellen kann teuer werden, besonders wenn diese aufgrund von Servicelevel-Vereinbarungen schnell zur Verfügung stehen müssen. Mit 3D-Druck können diese Kleinauflagen einfacher, schneller und günstiger hergestellt werden, sodass die MTO-Kategorie letztlich durch 3D-Druck erweitert werden kann. In der obigen Abbildung ist dies durch das Anwachsen des MTO-Segments dargestellt. Allerdings ist auch 3D-Druck kein Heilmittel und hat seine Beschränkungen durch Größe, Material und chemische Zusammensetzung des zu produzierenden Artikels.

Mauro Adorno ist Geschäftsführer der ToolsGroup Germany GmbH. Der Supply Chain Experte verfügt über umfassendes Know-How in den Gebieten Nachfrageplanung, Bestandsoptimierung, S&OP, fortschrittliche Analysen und maschinelles Lernen in Branchen wie eCommerce, Automobilherstellung, Telekommunikation und Finanzdienstleistungen.
Mauro Adorno ist Geschäftsführer der ToolsGroup Germany GmbH. Der Supply Chain Experte verfügt über umfassendes Know-How in den Gebieten Nachfrageplanung, Bestandsoptimierung, S&OP, fortschrittliche Analysen und maschinelles Lernen in Branchen wie eCommerce, Automobilherstellung, Telekommunikation und Finanzdienstleistungen.
(Bild: ToolsGroup Deutschland)

Make to Stock in kleinen Mengen: Die dritte Kategorie, die in der Mitte der obigen Grafik angesiedelt ist, umfasst Einzelteile in kleinen Auflagen, die sich nicht für die MTO-Herstellung oder den 3D-Druck eignen. Klassische Supply Chain-Planungsansätze, die einst für schnelldrehende Artikel entwickelt wurden, greifen für diese Kategorie ebenfalls zu kurz. Ersatzteil-Planungssoftware, die speziell auf die Vorhersage von Ersatz- und Aftermarketteile mit nicht normaler Nachfrageverteilung zugeschnitten ist, eignet sich für diese Kategorie am besten. Traditionelle Planungslösungen hingegen sind meistens nicht für Long Tail-Artikel ausgelegt, sodass es schwierig ist mit ihnen hohe Servicelevel über verschiedene Kanäle hinweg zu erzielen. Spezifische Planungslösungen für Ersatzteile ermöglichen dagegen die Vorhersage von sporadischer Nachfrage und die Optimierung von Multi-Echelon Beständen. Anstatt mit aggregierten Zeitreihen zu arbeiten, wird bei diesen Lösungen die historische Nachfrage nach dem Kanal oder nach einer einzelnen Bestellzeile aufgeschlüsselt und analysiert.

Anreicherung durch Machine Learning

Werden diese Lösungen dazu mit maschinellem Lernen angereichert, kann die Leistung noch weiter gesteigert werden, wie das Beispiel des Automobilherstellers Aston Martin zeigt. Dieser nutzt maschinelles Lernen, um die Ersatzteile für seine “Classic Cars” in saisonale Cluster einzuteilen und ermöglicht so eine intelligente Nachschubstrategie, mit der der Lagerbestand reduziert und die Servicelevels gesteigert werden.

Durch 3D-Druck ist das Spektrum an MTO-Ersatzteilen angewachsen und wird sich in der Zukunft sicher noch weiter ausdehnen. Viele Langsamdreher müssen allerdings auch künftig weiterhin per traditionelle Lagerfertigung hergestellt werden. Hier kann spezielle Planungssoftware, die auf Ersatzteile zugeschnitten ist, dabei helfen, die Inventarkosten zu senken und die Servicelevels zu erhöhen.

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