Reshoring und Nearshoring:Automatisierungsinnovationen fördern die Wettbewerbsfähigkeit der nordamerikanischen Fertigung

Das Reshoring nimmt Fahrt auf – und zwar in großem Umfang. Hersteller verlagern ihre Produktion rasch aus Übersee oder zumindest näher an ihre Heimat zurück in die USA, ein ähnlicher Schritt namens Nearshoring. Sowohl das Reshoring als auch die ausländischen Direktinvestitionen sind gestiegen, von der Schaffung von 11.000 neuen Arbeitsplätzen in den USA pro Jahr im Jahr 2010 auf mehr als 300.000 im Jahr 2022, und weitere 180.000 Arbeitsplätze allein in der ersten Hälfte des Jahres 2023. Fortschritte in der Automatisierung spielen bei diesem Phänomen eine große Rolle, indem sie inländischen Produzenten dabei helfen, viele der Herausforderungen zu meistern, die in der Vergangenheit die Produktion ins Ausland trieben.

Jahrzehntelang führten niedrige Fabrikpreise von Offshore-Herstellern dazu, dass US-Unternehmen ihre Arbeit ins Ausland verlagerten. Doch im Jahr 2020 brachte die COVID-19-Pandemie die globalen Lieferketten zum Stillstand und schickte Arbeiter nach Hause. Die Reaktion der Unternehmen auf die Katastrophe im Bereich der öffentlichen Gesundheit beschleunigte den Einsatz der Automatisierung in nordamerikanischen Fabriken. Verschiedene US-Gesetze förderten zusätzlich die inländische Produktion. Infolgedessen überdenken viele Unternehmen den Standort ihrer Produktionsstandorte.

Um mehr über Reshoring und Nearshoring zu erfahren, einschließlich der Vorteile und Herausforderungen, und um zu verstehen, wie Fortschritte in der Automatisierung eine wettbewerbsfähige Herstellung im Inland ermöglichen, haben wir mit Automatisierungs- und Reshoring-Experten bei Futura Automation and Reshoring Initiative® gesprochen.

Was ist Reshoring?

Die Reshoring-Initiative definiert Reshoring als „die Praxis, Produktion und Dienstleistungen aus Übersee in die USA zurückzubringen.“ Auf der Website der Organisation heißt es, dass das Reshoring nicht nur die US-Wirtschaft stärkt, sondern auch einheimischen Unternehmen zugutekommt, indem es die Gesamtkosten der Produkte senkt und Produktinnovationen fördert.

Was ist Nearshoring?

Nearshoring ist ähnlich, außer dass es die Produktion nicht zurück in die Vereinigten Staaten, sondern näher an diese verlagert. Nearshoring ist ein Top-Trend zur Fabrikautomatisierung im Jahr 2024 und die Verlagerung ausländischer Produktions- oder Geschäftsbetriebe, meist aus Asien, in nahegelegene Länder oder Regionen, typischerweise in der Nähe der Betriebsbasis des Unternehmens. Für US-Unternehmen sind nordamerikanische Länder – Kanada, Mexiko und die Karibik – beliebte Nearshoring-Standorte.

Reshoring-Trends

Erwähnungen von Reshoring durch US-Firmen , Nearshoring , und Onshoring  – ein Synonym für Reshoring – hat sich nach Angaben von Bloomberg seit Anfang 2022 im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt.

„In den ersten 15 Jahren meiner Karriere ging es eher um Konsolidierung:die Verlagerung der Produktion nach Mexiko, Asien oder Osteuropa“, wird Joe Cutillo, CEO von Sterling Infrastructure – einem Anbieter von E-Infrastruktur-, Gebäude- und Transportlösungen – in Fortune zitiert. „Es ist wirklich das erste Mal in meinem Leben, dass etwas zurückkommt.“

„Mexiko boomt ebenfalls und verfügt über die Vorteile einer verfügbaren und enthusiastischen Belegschaft“, sagt Harry Moser, Präsident der Reshoring Initiative, einem Unternehmen, das Hersteller und Lieferanten bei Beschaffungsentscheidungen unterstützt, indem es eine Fülle von Daten über Reshoring sowie kostenlose Analysetools und Ressourcen bereitstellt. Mexiko hat China als Quelle der meisten Importe in die Vereinigten Staaten überholt. Darüber hinaus verzeichnete Kanada im Jahr 2023 einen moderaten Anstieg der Produktionsumsätze und Lagerbestände.

Der BBC-Reporter Faisal Islam vergleicht das Wachstum der inländischen Produktion in den USA mit den Entwicklungen in China, als das Land die am schnellsten wachsende Volkswirtschaft der Welt war. Basierend auf einem kürzlichen Besuch im US-Bundesstaat Georgia schreibt er:„Der Boom ist vor Ort sichtbar … In 20 Jahren Berichterstattung auf der ganzen Welt kann das, was ich im vergangenen Jahr in den USA gesehen habe, nur mit dem verglichen werden, was ich Mitte der 2000er Jahre in China gesehen habe.“

Die Wirtschaftspolitik der US-Regierung hat Anfang der 2020er Jahre in einigen Branchen gleiche Wettbewerbsbedingungen geschaffen. Die Folge sei ein moderner Goldrausch, sagt Moser. Er erklärt, dass die Investitionen in das verarbeitende Gewerbe in den USA nach der Verabschiedung des Chips and Science Act, des Inflation Reduction Act (IRA) und des überparteilichen Infrastrukturgesetzes durch den Kongress beschleunigt wurden. Die drei Gesetzesentwürfe förderten eine Vielzahl inländischer Produktions- und Infrastrukturentwicklungen, von Siliziumchips und sauberer Energie bis hin zu Eisenbahnen und Häfen.

Warum Unternehmen die Fertigung nach Hause oder in die Nähe ihres Zuhauses verlagern

Bedenken hinsichtlich der Lieferkette, der Verbrauchernachfrage und der Gesamtkosten der Waren sind einige der Gründe, warum sich US-Unternehmen dafür entscheiden, Produkte im eigenen Land oder in der näheren Umgebung herzustellen. Laut Moser sind niedrigere Gesamtbetriebskosten (TCO) ein Hauptgrund dafür, dass Unternehmen sich heute für die Produktion im Inland entscheiden. Reshoring und Nearshoring scheitern oft selbst dann, wenn der Preis beim Verlassen einer Fabrik in Asien 30 % niedriger ist als in den USA, wie der „Total Cost of Ownership Estimator®“ zeigt, ein kostenloser Rechner der Reshoring Initiative.

„Stark steigende Löhne in China, ein viel stärkerer Einsatz von Fertigungsautomatisierung und neue Handelsrichtlinien haben die Gesamtkostenlücke zwischen asiatischer Produktion und Nearshoring auf nahezu Null reduziert“, berichtet Supply Chain Digest. Zu den Handelspolitiken gehören Zölle und Steueranreize.

Eine Studie der Reshoring Initiative zeigt, dass die Entscheidungsfindung auf der Grundlage der Gesamtbetriebskosten dazu führt, dass in den USA ansässige Produktionsstandorte in 32 % der Fälle gegen die Auslagerung nach China gewinnen, verglichen mit 8 %, wenn nur der Fabrikpreis berücksichtigt wird. Die Hinzufügung von 15 % der Section 301-Zölle erhöht die Gewinnquote auf 46 %.

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Moser sagt, dass die lokale Produktion auch das Geschäftsrisiko in einer Welt verringert, in der es kürzlich zu schwerwiegenden Störungen der Lieferkette aus verschiedenen Gründen kam:Überschwemmungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel, ein Schiff, das den Suezkanal blockiert, Angriffe auf Schiffe im Roten Meer und militärische Drohungen Chinas gegen andere Länder in Asien. „Führungskräfte in der Wirtschaft betrachten Reshoring als eine Form der Versicherung, ähnlich wie eine Überschwemmungs- oder Feuerversicherung, die das Unternehmen vor Störungen der Lieferkette schützt, die die Existenz des Unternehmens gefährden.“

Das Interesse von Verbrauchern und Unternehmen an Umwelt- und Sozialgovernance (ESG) führt auch dazu, dass Unternehmen Waren näher an ihrem Heimatort produzieren. Die US-amerikanische Fertigung erzielt eine geringere Umweltbelastung, da Fabriken mit saubereren Brennstoffen als Kohle, der vorherrschenden Energiequelle für die chinesische Fertigung, betrieben werden und weniger Brennstoff für den Transport der Waren von der Fabrik zu den nordamerikanischen Verbrauchern verbraucht wird.

Weitere Vorteile von Reshoring und Nearshoring sind:

• Schnellere Markteinführung
• Kürzere Lieferketten
• Zusammenlegung von Technik- und Fertigungspersonal
• Geringere Transportkosten
• Weniger Risiko durch globale Instabilität
• Einfachere Überwachung der Produktqualität
• Weniger Geschäftsreisen und schnellere Werksabnahmetests (FAT)
• Bequeme Besprechungszeiten, die sich über weniger Zeitzonen erstrecken
• Made in America-Label

Herausforderungen von Reshoring und Nearshoring

Hersteller, die sich für Reshoring oder Nearshoring entscheiden, müssen einige Herausforderungen meistern. Eine Herausforderung beim Reshoring kann ein Mangel an Fertigungs-Know-how nach jahrzehntelangem Offshoring sein. Allerdings bauen die meisten Unternehmen zumindest Prototypen im eigenen Haus und können auf dieses Know-how zurückgreifen, erklärt Moser.

Zu den Herausforderungen bei der Umschulung können auch höhere Arbeitskosten und die mangelnde Verfügbarkeit qualifizierter Arbeitskräfte gehören. Unternehmen benötigen möglicherweise Fähigkeiten wie Schweißen und andere praktische Handwerke, die an einem neuen Standort weniger leicht verfügbar sind. Glücklicherweise hilft die Automatisierung, diese Herausforderungen zu meistern.

Best Practices in der Automatisierung fördern Reshoring und Nearshoring

Automatisierung trägt dazu bei, Reshoring und Nearshoring auf dem globalen Markt nicht nur möglich, sondern auch kostenmäßig wettbewerbsfähig zu machen. KI und Automatisierung machen auch die Arbeit in der Fertigung angenehmer und können Handarbeit in Wissensarbeit verwandeln.

Zwei Best Practices in der Automatisierung können die Engineering-Kosten erheblich senken, was wiederum die Gesamtkosten des Projekts senkt, die Zeit bis zur Wertschöpfung verkürzt und den ROI verbessert:modularisierte Robotik und Standard-Automatisierungslösungen. Im Gegensatz zu maßgeschneiderten Lösungen reduzieren Standardlösungen das Risiko und senken die Kosten für Kunden. Sie liefern Systemintegratoren auch bessere Margen, sagt Brian McMorris, Präsident von Futura Automation, einem Lösungsanbieter von Industrierobotersystemen, fortschrittlicher Automatisierung und industriellen Internet-of-Things-Systemen (IIoT) für nordamerikanische Hersteller. „Palettierung ist ein gutes Beispiel für Standardwerkzeuge, die Kosten senken. Im Allgemeinen führt die Erweiterung einer vorgefertigten Lösung zu geringeren Einstiegskosten als die Entwicklung einer eigenen Lösung.“

Es hilft, langfristig zu denken. McMorris weist darauf hin, dass ein Roboter eine Kapitalinvestition ist, die 10 Jahre lang Wert liefern kann. Dementsprechend empfiehlt er den Herstellern, einen ROI von drei bis fünf Jahren anzustreben. Er erklärt, dass ein Roboterarm selbst etwa 25 % der anfänglichen Projektinvestition ausmacht. Im Gegensatz dazu entfallen rund 75 % auf technische Anlagen und Zusatzausrüstung. „Die beste Vorgehensweise besteht darin, nur das zu kaufen, was Sie benötigen – wählen Sie den Roboter und den Greifer in der richtigen Größe für die Anwendung aus und übertreiben Sie es nicht. Und erhöhen Sie beim Engineering den ROI, indem Sie eine gut getestete Standardlösung wählen, die die Inbetriebnahmezeit sowie anfängliche und wiederkehrende Engineering-Kosten minimiert.“

Fortschritte ermöglichen es Robotern und Cobots heute, Montagearbeiten und andere äußerst geschickte Aufgaben zu übernehmen, die früher die Fertigung in Niedriglohnländer verlagerten. McMorris erklärt weiter:„Eine automatisierte Lösung, die Teile hin- und herbewegt, um einzelne Teile auf einer flachen Platte zu vereinzeln oder zu isolieren, ermöglicht es einem Roboter, Gegenstände aufzunehmen und dabei ein kostengünstigeres, einfacher zu lehrendes 2D-Bildverarbeitungssystem anstelle eines hochentwickelten 3D-KI-Bildverarbeitungssystems zu verwenden.“

3D-KI-Vision-Tools stehen zur Verfügung, um zufällig ausgerichtete Teile in einem Behälter oder Tablett zu lokalisieren, die nicht einfach vereinzelt werden können – schwammige, gummiartige und klebrige Teile sowie Teile, die für einen flexiblen Feeder zu groß sind, sagt er. Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) bestimmen anhand seiner Stellung, beispielsweise im rechten Winkel, welches Teil am besten auszuwählen ist und wie es ausgewählt werden soll.

Einsatzfertige, elektronische, Ethernet- und sensorintegrierte Greiftechnologien, teilweise mit Force-Feedback, sind eine Weiterentwicklung, die es Robotern und Cobots ermöglicht, anspruchsvollere Aufgaben als bisher zu übernehmen, beispielsweise das Aufnehmen flexibler O-Ringe. Ein Manipulator geht durch die Mitte des Rings und dehnt sich aus, um ihn aufzunehmen. Anschließend drückt ein Extraktor ihn, um den Ring zu platzieren. „Es hätte einen Hersteller, mit dem ich zusammengearbeitet habe, 100.000 US-Dollar oder mehr gekostet, einen maßgeschneiderten O-Ring-Greifer im eigenen Haus zu entwickeln“, sagt McMorris. „Stattdessen haben wir einen handelsüblichen Greifer für ein breites Spektrum an O-Ringgrößen beschafft – von 4 mm bis 300 mm.“

Sobald die Entscheidung getroffen werde, eine Komponente oder ein Produkt im Inland zu produzieren, würden auch alle Unterkategorien der Produktion mit nach Hause genommen, sagt er. Zu diesen Aufgaben gehören das Auftragen von Klebstoff, Schrauben, Löten, Kabelbinden, Clinchen, Crimpen, Einsetzen, Befestigen, Endbearbeiten, Nageln, Pressen, Nieten, Schrauben, Löten, Vernieten, Heften und Schweißen. Glücklicherweise stehen für alle diese Montageaufgaben sowie für Prozessaufgaben wie Maschinenbeschickung, 3D-Druck und Lackieren automatisierte und robotische Lösungen zur Verfügung. Fortschritte beim Roboterschweißen ermöglichen feste Brenner und eine flexible Verlagerung von Roboter und Brenner, die sich auch nach dem Einsatz autonom an Abweichungen anpassen können, fügt er hinzu.

Der Materialtransport ist ein weiterer Bereich der Automatisierung und Roboterinnovation, der die Arbeitskosten senkt. Palettierer, Förderbänder, Portale, autonome Transportfahrzeuge (AGVs) und autonome mobile Roboter (AMRs) bewegen Teile und Vorräte in einer Fabrik auf eine Art und Weise, die weniger Arbeitsaufwand erfordert.

Die Zukunft der Automatisierung im Reshoring und Nearshoring

Manche Aufgaben bleiben außerhalb der Reichweite von Robotern. Während technologische Lösungen zum Zuschneiden und Nähen von Stoffen bekannt sind, stellt die Handhabung von Stoffen eine neue Herausforderung dar, sagt McMorris. Wenn Roboter oder autonome Systeme diese Aufgabe meistern, kann KI dabei helfen, bedarfsgerechte, einzigartige Bekleidung herzustellen. Der Haus- und Schiffbau ist ein weiterer Forschungsbereich in der Fertigungsautomatisierung.

Allerdings wird die Fertigungsautomatisierung weiterhin eine wichtige Rolle beim Reshoring und Nearshoring spielen, da Unternehmensleiter Risiken und Gesamtkosten im Griff haben müssen. Das Bewusstsein für globale Risiken ist gewachsen, während finanzielle Anreize und Automatisierung die nordamerikanische Fertigung wieder wettbewerbsfähig gemacht haben.