Wie können Konsumgütermarken ihre additiven Fertigungsabläufe transformieren?

Die additive Fertigung ist zwar seit langem ein Teil der Entwicklung von Konsumgütern, bietet jedoch ein enormes Innovationspotenzial in der Produktherstellung.

Es ist jedoch eine Sache, über sein Potenzial zu sprechen. Es ist etwas ganz anderes, effiziente, skalierbare AM-Operationen zu etablieren, die sowohl für Kunden als auch für das Endergebnis des Unternehmens einen Mehrwert bieten.

Dieser Artikel befasst sich mit den Herausforderungen für einen effizienten AM-Workflow und zeigt die Lösungen auf, die dabei helfen, AM-Operationen erfolgreich zu gestalten.

Additive Fertigung im Konsumgütersektor 

Komplexe Faktoren prägen die Konsumgüterbranchen und schaffen neue betriebliche Herausforderungen für Unternehmen.

Einerseits passen sich Marken weiterhin den digitalen Trends im E-Commerce an. Gleichzeitig bringt die zunehmende digitale Transformation auch neue Geschäftsmodelle wie den Direktvertrieb hervor.

Auf der anderen Seite müssen sich Marken der Herausforderung stellen, ein Gleichgewicht zwischen dem Druck der Verbraucher auf Nachhaltigkeit und dem, was sich tatsächlich verkauft, zu finden. Dieser Druck, gepaart mit der ständigen Notwendigkeit, schnell zu wachsen, gleichzeitig die Vorlaufzeiten zu verkürzen und mit der Volatilität der Nachfrage umzugehen, führt zu einer Komplexität in der gesamten End-to-End-Lieferkette.

Die Konsumgüterherstellung bewegt sich durch diese Makro- und Mikrotrends von globaler Beschaffung zu Near-Sourcing, verzögert zu sofortiger und manuell zu automatisiert.

Die additive Fertigung ist eine der neuesten Technologien, die Konsumgüterunternehmen anwenden, um Widerstandsfähigkeit und Innovation zu fördern.

Der Geschäftsszenario für AM in der Konsumgüterindustrie ist die Fähigkeit, Produktdesign und Prototyping zu beschleunigen, Produkte anzupassen, schlanke Produktionsprozesse mit weniger Ausschuss zu ermöglichen und Teile mit erhöhter Komplexität/Funktionalität herzustellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmitteln schwer zu erreichen wären.

Lesen Sie auch:10 spannende Möglichkeiten, wie 3D-Druck in der Konsumgüterindustrie eingesetzt wird

Zusammen ermöglichen diese Vorteile von AM neue Geschäftsmodelle und Möglichkeiten für betriebliche Effizienz, die Early Adopters für einen Wettbewerbsvorteil nutzen können.

Die interne Verwendung von AM ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. AM-Operationen können schnell durch Ineffizienzen stecken bleiben, wenn sie nicht richtig verwaltet werden, was die Auftragsabwicklung verlangsamt und ein skalierbares Wachstum behindert.

Was sind also die Anzeichen für einen ineffizienten Arbeitsablauf in der additiven Fertigung und welche Lösungen können helfen, ihn zu optimieren?

Vier Herausforderungen bei der Verwaltung von AM-Vorgängen in der Konsumgüterindustrie 

1. Komplizierte interne Bestellung von 3D-gedruckten Prototypen und Teilen

Die meisten Konsumgüterunternehmen, die AM verwenden, produzieren Hunderte, wenn nicht Tausende von Teilen pro Jahr. Dies bedeutet, dass AM-Labors und -Einrichtungen Dutzende von täglichen Produktionsaufträgen erhalten, was viel Druck auf Labortechniker und Manager ausübt, die die Aufträge oft manuell bearbeiten müssen.

Betrachten Sie dieses Beispiel eines Bestellworkflows im 3D-Drucklabor von L’Oreal. Ein typisches Szenario der Bestellung eines Prototyps würde erfordern, dass Ingenieure bei L’Oréal E-Mails mit Produktionsanforderungen und 3D-Designdateien senden oder sogar USB-Sticks in ein 3D-Drucklabor bringen, um ihre Dateien in 3D drucken zu lassen.

Im Backend mussten 3DLab-Assistenten die Auftragskosten berechnen. Und obwohl die Kosten pro Teil festgelegt wurden, musste manchmal, wenn ein Kunde mehrere hundert Teile bestellte, ein Sonderpreis erstellt werden, um dies widerzuspiegeln.

Jeder Manager, der sich mit einem solchen Workflow auseinandersetzen muss, würde bestätigen, dass er nicht skalierbar ist und die manuelle Kostenkalkulation und das Auftragsmanagement wenig Wert für den Prozess darstellen.

Was können AM-Manager also tun, um den Bestellprozess zu rationalisieren?

Im Fall von L'oreal fand das Unternehmen die Lösung in der Investition in AM-Workflow-Management-Tools, die dabei helfen, die Auftragsübermittlung und -abwicklung zu automatisieren.

Auf dem Markt existieren heute mehrere solcher Lösungen. Eine fortschrittlichere Software für das Management der additiven Fertigung bietet die Möglichkeit, ein webbasiertes Anfrageportal einzurichten, das mit dem Backend-System verknüpft ist.

Mit einem Portal wählen Ingenieure und Designer, die ihre Dateien 3D-gedruckt haben möchten, aus vorgefertigten Optionen und können den Preis und die Lieferzeit für ihre Teile in wenigen Minuten sehen.

Diese Informationen werden dann automatisch an das Back-End-System übertragen, wo AM-Labormanager die Anfragen verfolgen, priorisieren und die Produktion planen können.

Durch die Rationalisierung und Standardisierung der Auftragsübermittlung durch Automatisierung können AM-Labors und -Einrichtungen die Auftragserfüllung beschleunigen. Dies kann sich direkt auf die Lieferzeiten auswirken, sei es die Lieferung oder die Produktentwicklung.

2. Zentralisieren isolierter Daten

Daten werden in der Regel von internen Abteilungen organisiert. AM-Fabrik, Finanzen, Verwaltung und andere Abteilungen benötigen unterschiedliche Informationen, um ihre Arbeit zu erledigen, und diese einzelnen Sammlungen von oft überlappenden, aber inkonsistenten Daten befinden sich in separaten Silos.

Mit zunehmender Menge und Vielfalt der Daten wachsen auch die Silos weiter.

In AM treten solche Silos typischerweise aufgrund unterschiedlicher, veralteter Datenverwaltungssysteme wie Tabellenkalkulationen auf, die verwendet werden, um Projekte zu organisieren und die AM-Produktion zu planen.

Allerdings sind AM-Produktionsplanung, Prognose und Berichterstellung in der Regel kollaborative Aktivitäten, was bedeutet, dass sie typischerweise Informationen aus verschiedenen Abteilungen benötigen. Darüber hinaus sind die endgültigen Dokumente oft das Ergebnis eines mehrfachen Austauschs von Daten und Dateien.

Die Erfahrung zeigt, dass das Sammeln von Daten in Tabellenkalkulationen und deren Austausch per E-Mail anfällig für doppelte und sogar fehlerhafte Daten ist. Teams, die Tabellenkalkulationen verwenden, finden es in der Regel schwierig, den Überblick über ähnliche Dateien zu behalten und manchmal sogar die falsche Version zu verwenden oder zu teilen.

Dies sagt uns, dass Tabellenkalkulationen eine schnelle Entscheidungsfindung nicht wirklich unterstützen können und ungeeignet sind, um Workflow-Transparenz und Echtzeitzugriff auf Daten herzustellen.

Was kann getan werden, um Datensilos in der additiven Fertigung zu beseitigen?

Um eine enge Zusammenarbeit und den Datenaustausch zwischen Abteilungen zu ermöglichen, empfiehlt es sich, eine zentrale, konnektivitätsgesteuerte Plattform für das Produktionsmanagement einzurichten.

Während viele Konsumgüterunternehmen bereits ERP-Software verwenden, um ihren Betrieb zu verwalten, erweist sich eine solche Software als unzureichend für die Organisation, Verfolgung und Ausführung der AM-Produktion.

Das Entfernen von Silos in der additiven Produktion ist eine der wichtigsten Fähigkeiten von additiven MES-Plattformen. Es impliziert die Fähigkeit einer MES-Plattform, Produktions- und Betriebssysteme so zu verbinden, dass sie für maximale Effizienz miteinander kommunizieren können.

Additive MES-Software ermöglicht es Unternehmen, alle ihre internen AM-Workflows (z. B. durch API-Integrationen mit ERPs und PLMs) und Produktionszentren (über eine zentralisierte Plattform) zu verbinden, wenn sie an mehreren Standorten betrieben wird. Die Digitalisierung des Workflows auf diese Weise trägt dazu bei, fehleranfällige manuelle Praktiken wie die erneute Eingabe von Daten von einem System in ein anderes zu vermeiden.

Schließlich stellen verbundene Prozesse sicher, dass Sie vollständige Transparenz haben und den Betrieb über mehrere Standorte hinweg einheitlich halten.

3. Umstellung auf bedarfsgesteuerte additive Fertigung

Auf der Suche nach nachhaltigeren Erlebnissen erkunden viele Konsumgütermarken lokalisierte On-Demand-Produktionsoptionen.

Die additive Fertigung bietet eine solche Option für eine wachsende Produktpalette wie Schuhe, Brillen, Spielzeug und Sportartikel.

Die Einrichtung einer On-Demand-AM-Einrichtung geht jedoch über den Kauf von AM-Systemen hinaus. Da sich AM von der traditionellen Fertigung unterscheidet, erfordert die Verwendung von AM im On-Demand-Produktionsmodell einen wesentlichen Schritt.

Eine Lösung, die maßgeblich dazu beitragen wird, die bedarfsgesteuerte additive Fertigung voranzutreiben, ist die digitale Bestandsaufnahme.

Digitale Inventare sind Softwareanwendungen, die alle relevanten Informationen zu den Teilen speichern, die Sie in 3D drucken möchten, einschließlich CAD-Modelle und Produktionsanforderungen.

Ein einziges digitales System, das AM-Teile speichert, macht es einfach und unkompliziert, die Konstruktionsdatei und alle erforderlichen Daten über das Teil, wie den erforderlichen Prozess und das Material, zu finden.

Um den vollen Nutzen aus der digitalen Bestandsaufnahme zu ziehen, ist es unerlässlich, sie mit Ihren anderen IT-Systemen wie ERP und MES zu verbinden. Durch die digitale Verknüpfung Ihrer virtuellen Bestands- und Produktionsmanagement-Software können Sie per Knopfdruck Teile bestellen und zur Produktion schicken, was letztendlich enorm viel Zeit und Mühe spart.

Lesen Sie auch:4 Möglichkeiten, wie digitales Inventar Ihre additiven Fertigungsabläufe unterstützen kann

4. Steigerung der Effizienz von AM-Operationen

Die Steigerung der betrieblichen Effizienz von AM-Abteilungen und Fabriken ist keine leichte Aufgabe. Viele dieser Einrichtungen verlassen sich auf statische Produktionsplanungstools, die wenig bis gar keine Echtzeit-Transparenz bieten. Ohne Transparenz wird es schwierig, die Auslastung und Kapazität von AM-Systemen vollständig zu verstehen.

Gleichzeitig stellt die Aufrechterhaltung bzw. Steigerung der AM-Produktkonsistenz und -qualität eine weitere Herausforderung für Hersteller dar. Prozessvariabilität ist in der additiven Fertigung nach wie vor üblich, was wiederholbare Qualität zu einem Ziel macht, das viele nur schwer erreichen können.

Um die Effizienz in AM zu steigern, benötigen Unternehmen ein zentralisiertes Managementsystem, um den gesamten Prozess zu kontrollieren und die Qualität bei gleichzeitiger Kostenkontrolle zu steigern.

Beispielsweise ermöglicht additive MES einen papierlosen Workflow, der dazu beiträgt, die Beteiligten auf dem gleichen Stand zu halten und gleichzeitig wiederholbare Prozesse durch Automatisierung durchzusetzen.

Darüber hinaus kann fortschrittliches MES einen vollständig dokumentierten und sicheren Audit-Trail erstellen und eine Revisionskontrolle bereitstellen, die für die Einhaltung von Standards wie ISO 9001 unerlässlich ist. 

Vor allem ermöglichen moderne AM-Managementlösungen Unternehmen, ihre AM-Systeme zu verknüpfen und Maschinendaten in MES einzuspeisen. Der Zugriff auf die Daten von AM-Systemen kann die Planung von AM-Aufträgen und die Überwachung von Baustatus, Materialfüllständen, Maschinenverfügbarkeit und Auslastungsraten erleichtern.

Ausgestattet mit den Daten können AM-Manager mit den Bedienern zusammenarbeiten, um Engpässe wie leistungsschwache Geräte zu identifizieren und proaktive Maßnahmen zur Verbesserung von Durchsatz und Qualität zu ergreifen.

Optimierung des AM-Betriebs für Wettbewerbsvorteile

Wenn Konsumgüterunternehmen die additive Fertigung für Prototyping und Produktion einsetzen, müssen sie auf die Herausforderungen bei der Verwaltung komplexer AM-Workflows vorbereitet sein.

Die additive MES-Software wurde entwickelt, um die Komplexität des 3D-Druck-Workflows durch Automatisierung und Koordination von Prozessen zu vereinfachen. Durch die Rationalisierung additiver Abläufe positionieren sich Unternehmen der Konsumgüterbranche, um 3D-Druckteile schneller und zuverlässiger zu machen.

Gleichzeitig können sie mit Hilfe fortschrittlicher additiver MES-Software die Grundlage für verbesserte Rückverfolgbarkeit, Teamkommunikation und Entscheidungsfindung schaffen.

Alles in allem ist klar, dass Unternehmen, die die richtigen Lösungen für AM einbringen, mit überlegener Leistung belohnt werden und mehr Ressourcen für Innovation und Wachstum freisetzen.

Entdecken Sie, wie AMFG Ihnen helfen kann

Mit Systemkonnektivität, Workflow-Automatisierung und einer umfangreichen Palette an Softwareintegrationen bietet unsere additive MES- und Workflow-Software eine Komplettlösung, die Konsumgüterunternehmen dabei hilft, vernetzte, skalierbare AM-Prozesse in ihren Organisationen und Lieferketten zu erreichen.