Manufacturing Technology Series: Keynotes zu Post-COVID-Herausforderungen für KMU

Diesen Herbst veranstalten SME und AMT – The Association for Manufacturing Technology vier Schlüsselveranstaltungen: HOUSTEX, EASTEC, SOUTHTEC und WESTEC. Alle sind Teil der Manufacturing Technology Series, und jede wird drei Keynote-Speaker bieten, die Informationen und Perspektiven für Hersteller im Allgemeinen – aber besonders für kleine und mittlere Hersteller (KMU) – liefern. Jeder Sprecher wurde von SME Media interviewt, um einen Vorgeschmack auf die Themen zu erhalten, die sie ansprechen werden.

Die Post-Pandemie-Wirtschaft

Ökonom Chris Kuehl ist Managing Director von Armada Corporate Intelligence (Lawrence, Kansas) und Chefökonom der Fabricators and Manufacturers Association. Er wird aktuelle und langfristige Wirtschaftstrends skizzieren, die die Lieferkette in verschiedenen Branchen beeinflussen, während die Welt aus COVID-19 herauskommt.

Während die große Frage für die Gesamtwirtschaft lautet, „ob wir den Rückgang der Inflation sehen werden, den wir alle erwarten, wenn wir in den Herbst kommen“, gibt es weitere relevante Fragen für die Fertigungswelt, so Kuehl. „Aus Fertigungssicht war ein heißes Thema die sogenannte ‚große Inversion‘: Letztes Jahr, während des COVID-19-Shutdowns, konnten die Menschen keine Dienstleistungen konsumieren, also gaben sie Geld für Waren aus.

Normalerweise geben Verbraucher 65 Prozent ihres verfügbaren Einkommens für Dienstleistungen aus, was wegen COVID nicht möglich war. Der Großteil dieses Geldes floss in ‚Dinge‘ – neue Autos, neue Fernseher, neue Elektronik für die eingesperrten Kinder. Dieser Teil der Wirtschaft lief relativ gut.“

Jetzt geben Verbraucher wieder für Dienstleistungen aus. Die Inversion bedeutet, dass der „Dinge“-Teil zurückgehen wird.

„Vielleicht kaufen Menschen weniger Geräte; vielleicht kümmern sie sich weniger um ihr Home-Office; vielleicht kaufen sie weniger Spielzeug und Gadgets für ihre Kinder, weil sie diese jetzt zum Sommercamp schicken können. Die Frage ist: Werden sie das gesamte verfügbare Einkommen nutzen, um in ihren Lieblingsrestaurants aufzuholen – oder werden sie weiterhin Dinge kaufen? Die Antwort wird die Hersteller all dieser Güter beeinflussen.“

Kuehl hat Beobachtungen dazu, wie die Ereignisse von 2020, insbesondere COVID, spezifische Branchen beeinflusst haben – von Automobil und Luftfahrt bis Medizintechnik und Energie – sowie anhaltende Sorgen, „mit denen diese Unternehmen vor all dem zu tun hatten und nach all dem zu tun haben werden“.

Ganz oben auf der Liste steht das Thema Arbeitskräfteangebot. „Besonders bei kleinen bis mittleren Betrieben gibt es immer noch kein wirklich effektives System, um die benötigten Leute zu bekommen.“

Ein Nebenaspekt bleibt „das große Problem der Nachfolge“, so Kuehl. Viele Inhaber kleiner bis mittlerer Betriebe „wollen einfach in Rente gehen oder sich zurückziehen – aber sie können nicht, weil niemand da ist, der den Laden übernimmt.“

Darüber hinaus gibt es „das anhaltende Lieferkettengespräch“, womit er die Herausforderung meint, die Verwundbarkeit eines Unternehmens gegenüber den Schwächen seiner Lieferanten zu begrenzen.

„Das hat sich letztes Jahr wirklich beschleunigt, aber es lief schon vorher, und es manifestiert sich jetzt in mehr Nearshoring, mehr Onshoring, mehr Technologieeinsatz – alles, um die Abhängigkeit von der globalen Lieferkette zu reduzieren. Nicht, dass die meisten Unternehmen völlig darauf verzichten könnten. Aber sie denken: ‚Wenn ich meine 80-prozentige Abhängigkeit von China auf 60 Prozent reduzieren kann, bin ich besser aufgestellt.‘ Das kann bedeuten, mehr Geschäfte mit Vietnam zu machen oder Arbeit zurück nach Oklahoma zu holen. Und viele werden auch sagen: ‚Ich glaube, ich kaufe diesen Bin-Picking-Roboter für ein paar tausend Dollar, statt mich auf Menschen zu verlassen.‘“

Ein weiterer langfristiger Trend: Kleinere Jobshops bemühen sich, die Anzahl und Art ihrer Kunden zu diversifizieren. Traditionell waren solche Shops damit zufrieden, ein oder zwei Hauptkunden zu haben, aber die letzten Jahre haben die Risiken gezeigt, an einer einzelnen Branche wie der Automobilindustrie oder sogar einem einzelnen Unternehmen festzuhalten.

„Jetzt nehmen die meisten die Idee an, dass ‚kein einzelner Kunde mehr als 70 Prozent meines Geschäfts ausmachen sollte‘. Sie fangen an zu überlegen, wie sie neue Kunden und Märkte erreichen. Und das könnte die größte Geschichte des nächsten Jahres sein: Wie diversifiziert man? Wie macht man seine Anlage flexibel und bereit für einen neuen Mix aus Arbeit und Kunden?“

Die Metallbearbeitungs- und Produktionsanlagen können möglicherweise bereits viel mehr leisten, als von ihnen verlangt wurde, so Kuehl, „aber eure Leute müssen bereit sein, sie zu nutzen, und ihr müsst bereit sein, sie zu verkaufen. Das setzt Shop-Inhaber unter Druck, sicherzustellen, dass Mitarbeiter und Anlagen auf dem neuesten Stand sind – ebenso wie die Vertriebsleute, denen gesagt wird: ‚Ruft nicht nur diesen einen Typen an, den ihr seit 30 Jahren kennt. Geht raus und klopft an neue Türen.‘“

Die Post-Pandemie-Fertigungsumgebung

Die Fragen der Nachfolge und Diversifizierung sind nur zwei der Themen, die auch in einem weiteren Keynote angesprochen werden. Diese und andere Herausforderungen für kleine bis mittlere Hersteller werden von Kenneth Sullivan, Präsident und CEO von Micro Craft Inc., einem kleinen (65 Mitarbeiter) Zulieferer für die Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie, detailliert.

Micro Craft in Cowan, Tennessee, musste Maßnahmen ergreifen, um sich an die neuen Bedingungen der post-pandemischen Realität anzupassen. Sullivan schöpft aus der Erfahrung des Unternehmens, um Einblicke für Unternehmen in ähnlicher Lage zu geben.

Bezüglich Diversifizierung stimmt Sullivan zu, dass Unternehmen in der Lage sein müssen, ihre aktuellen Kernkompetenzen auf andere Marktsegmente zu übertragen – ohne ihre bestehende Kundenbasis zu gefährden.

„In unserem Fall war unser Markenzeichen Windkanalmodelle“, sagte er – die Erstellung von 3D-Modellen, die unter realen Windbedingungen getestet werden konnten, um Rumpf- und Flügelkonstruktionen zu optimieren. „Dieser Markt ist über die Jahre stark zurückgegangen“, so Sullivan. Zum einen entwerfen und bauen OEMs nicht mehr so viele Flugzeuge wie früher. Hinzu kommt, dass digitale Modellierung am Computer so weit fortgeschritten ist, dass weniger reale Modelle notwendig sind.

„Deshalb mussten wir andere Dinge finden, die wir können, um unsere Nische zu erweitern“, sagte er. „Wir machen immer noch Modelle und Prototypen, aber um zu wachsen, müssen wir andere Bereiche erschließen.“

Das Unternehmen hat sich in einige Low-Volume-, High-Mix-Fertigung diversifiziert. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, mit anderen Downstream-Zulieferern in neuen Wettbewerb zu treten, sondern auch die Bereitschaft zu zeigen, größere Programme als Top-Line-Zulieferer zu verfolgen. Das erfordert eine andere Denkweise, als der Betrieb sie gewohnt war, als er hauptsächlich in der F&E-Welt der Modellierung lebte.

„Es gibt eine fundamental unterschiedliche Mentalität zwischen F&E und Produktion“, sagte Sullivan. „Wir müssen den Betrieb fast zwischen den beiden Aufgaben aufteilen, um beide funktionieren zu lassen. Es ist ein Balanceakt.“

Ein weiteres Thema, das jeden Hersteller im modernen Zeitalter beschäftigen muss, ist Cybersicherheit. Mit den neuen Cybersecurity Maturity Model Certification (CMMC) Regeln des Verteidigungsministeriums müssen Unternehmen, die in der Rüstungsfertigung tätig sind oder sein wollen, nachweisen können, dass sie auf dem neuesten Stand sind. Und mehr denn je: Ein großer Unterschied zwischen CMMC Level 3 und seinem Vorgänger NIST 800-171 Rev. 1, auf dem es direkt basiert, ist, dass unter CMMC jeder Zulieferer bereit für eine Drittanbieter-Zertifizierung sein muss. Dies ist ein Abweichen von den alten Regeln, unter denen der OEM für das Verteidigungsprojekt einfach für alle Zulieferer bürgte.

„Das Verteidigungsministerium hatte den OEMs im Grunde die Schlüssel gegeben, die Lieferkette zu führen, die industrielle Basis zu führen“, erklärte Sullivan. „Nun, die OEMs haben Gewinnmaximierung bei gleichzeitiger Minimierung der Einsatzbereitschaft betrieben, wo es andersherum sein muss. Wenn ich mit den DoD-Leuten darüber sprach, fragte ich: ‚Hey, wessen Lieferkette ist es?‘ Ihre Antwort war immer sehr präzise: ‚Nun, es ist unsere.‘ Und meine Erwiderung war: ‚Dann managt es auch.‘“

Daher hat CMMC in Sullivans Sicht das Potenzial, eine Verbesserung zu sein.

„Ich denke, CMMC mit seiner Drittanbieter-Zertifizierung ist eine gute Sache. Allerdings muss das DoD sicherstellen, dass Compliance wirklich Sicherheit bedeutet. Geht nicht hin und lasst uns Dinge tun, die uns nicht sicherer machen, nur um sie zu tun.“

Micro Craft muss wie andere kleine Betriebe diese und andere neue Herausforderungen erkennen und meistern, von denen viele vor wenigen Jahrzehnten noch geringfügig oder gar nicht existierten.

„Ein kleines Beispiel: Wir nutzten Papier-Green-Sheet-Dokumente für unsere Angebote seit jeher – aber das muss jetzt alles elektronisch erledigt werden. Wir mussten das Sheet elektronisch erstellen, aber so einrichten, dass es unterschrieben werden kann und andere wissen, dass es bereit ist und unterschrieben wurde. Man muss diesen Prozess herausfinden und elektronisch – und sicher – einrichten.

‚Ihr müsst diese neuen Technologien und Praktiken annehmen‘, schloss er. ‚Wenn ihr noch versucht, wie in den 1970ern und 80ern zu operieren, seid ihr chancenlos.‘“

Smart Manufacturing für kleinere Shops

Die Anpassung an aktuelle Praktiken und Technologien bringt sofort das Paradigma von Industry 4.0 oder Smart Manufacturing in den Sinn. Shops, die ihr Spiel verbessern wollen, um sich für mehr und andere Kunden bereit zu beweisen, sollten ernsthaft in Erwägung ziehen, mit Industry-4.0-Techniken und -Technologien zu beginnen, sagte Stephan Biller, dessen Keynote die digitale Transformation für kleine Hersteller adressiert.

Biller ist Präsident und CEO von Advanced Manufacturing International (AMI) in Clearwater, Florida, und hat jahrzehntelange Erfahrung in Analytik, künstlicher Intelligenz, Internet of Things (IoT), additiver Fertigung und digitaler Fertigung. Er ist auch Gründungsmitglied des Smart Manufacturing Leadership Coalition mit ersterhand Erfahrung in der Herausforderung, Unternehmen verschiedener Größen in die Welt des Smart Manufacturing zu führen.

Viele kleine bis mittlere Zulieferer bleiben Industry 4.0 gegenüber skeptisch, weil sie glauben, es erfordere teure neue Anlagen und neue Praktiken, die weit entfernt sind von dem, worum sie sich bisher kümmern mussten. Beides ist nicht wahr, so Biller.

„Lassen Sie uns mit Industry 4.0 beginnen“, sagte er. „Es geht wirklich um eine alte Aufgabe – nämlich die kontinuierliche Verbesserung von Schlüsselkennzahlen, die wir alle schon sehr lange messen.“

Jede Fabrik konzentriert sich auf fünf oder sechs Kennzahlen – die wichtigsten sind Durchsatz, Qualität, Kosten und Termintreue. „Und dann gibt es noch Sicherheit und Nachhaltigkeit und andere Maße – aber aus wirtschaftlicher Sicht sind es wirklich diese vier, die man verfolgen will.“

„Und wenn man darüber nachdenkt, war Henry Ford wahrscheinlich vor hundert Jahren mit denselben KPIs beschäftigt. Ich würde sogar vermuten, dass James Watt ebenfalls damit beschäftigt war, als er die Dampfmaschine entwickelte und kommerzialisierte.“

Billers Punkt ist, dass Industry 4.0 nicht neu ist in seinen Zielen, sondern diese gleichen Kennzahlen verfolgt und verbessert. „Es ist wirklich eine Erweiterung von kontinuierlicher Verbesserung, Lean und Six Sigma“, auch wenn die Praktiken in den letzten 30 oder 40 Jahren formalisierter geworden sein mögen.

Die Aufgaben sind nicht neu, aber „was sich dramatisch geändert hat, sind die Werkzeuge, die wir jetzt nutzen können, um diese Ziele zu erreichen. Nummer eins ist wahrscheinlich die Cloud. Und dann 5G, IoT, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen – und ich würde Echtzeitsystemanalyse dazuzählen. Das sind die Werkzeuge, die es uns jetzt ermöglichen, bessere Entscheidungen zu treffen.“

Mit anderen Worten: Die Smart Factory oder das Smart Enterprise ist auf derselben Reise, die es immer war: kontinuierliche Verbesserung dieser KPIs, aber mit Werkzeugen, die einen viel schneller dorthin bringen. „In der Vergangenheit, um diese Lean-Projekte durchzuführen, gingen wir raus, sammelten Daten, analysierten sie und nutzten sie als Basis für die Implementierung von Änderungen. Das war alles sehr transaktional und dauerte lange.“ Aber mit diesen neuen Tools kommen all diese Daten in Echtzeit von Maschinen und Systemen – und es ist möglich, diese KPIs in Near-Real-Time zu optimieren.

Bei GM, wo Biller eine Industry-4.0-Initiative leitete, „haben wir jedes Jahr hunderte Millionen Dollar durch diese Methoden eingespart.“ Natürlich haben die meisten kleinen oder mittleren Hersteller nicht die tiefen Ressourcen eines GM oder GE, wo er auch eine digitale Transformation leitete. Deshalb haben er und andere Wege entwickelt, für KMU den einfachen Einstieg in dieselben schnellen, befähigenden Werkzeuge zu ermöglichen.

Diese digitale Transformation der Shops wird von den OEMs bejubelt, die ihre Kunden sind. Eines habe COVID-19 und seine Auswirkungen gezeigt, so Biller: „Lieferketten, die wir so lange ausschließlich auf Kosten optimiert haben, sind wirklich ziemlich brüchig.“ Und jetzt diskutieren Menschen in der gesamten Industrie die Notwendigkeit, sie resilienter zu machen.

Das Wichtige, was große OEMs zu verstehen beginnen, ist: Wenn sie resilient sein wollen, müssen sie sicherstellen, dass ihre Lieferkette auch resilient ist. „Man kann die eigene Fabrik optimieren – aber das bedeutet wenig, wenn 80 Prozent der Teile von außen kommen und die Lieferkette nicht resilient genug ist, um auf plötzliche Veränderungen so schnell zu reagieren wie man selbst. In jeder Resilienz-Diskussion sollte klar sein, dass das schwächste Glied die Resilienz des Systems bestimmt. Und das sollte unsere großen Unternehmen zu einer Denkweise treiben, in der tiefe Zusammenarbeit mit ihren Lieferkettenpartnern stattfindet, um diese auf dieses Level zu bringen.“

„Das ist die OEM-Perspektive“, fuhr Biller fort. „Für ihre Zulieferer müssen sie verstehen: Wenn sie nicht in diesem Zug sitzen, werden sie von ihm überrollt.“ Kleinere Shops müssen bereit sein, ihre Lieferkettenposition durch Einführung erforderlicher Technologie zu verteidigen.

Der Eindruck bleibt bestehen, dass Industry-4.0-Techniken – zumindest so, wie sie in glänzenden Medienberichten über glitzernde „Fabriken der Zukunft“ großer internationaler OEMs dargestellt werden – ein Lagerhaus voll neuer, digital vernetzter Produktionsanlagen und komplexer Software- und IT-Systeme erfordern, weit jenseits des Budgets kleiner Jobshops mit schmalen Gewinnmargen.

Biller sagt, dem ist nicht so. Erstens sind zwar neue Produktionsanlagen generell mit den notwendigen Sensoren und Software ausgestattet, um Leistungsindikatoren aufzuzeichnen und zu teilen, aber sogar jahrzehntealte Anlagen können mit geringem Aufwand smart-factory-ready gemacht werden.

„Ich glaube nicht, dass irgendeines davon [Fehlen von Industry-4.0-fähigen Anlagen] ein Hindernis ist. Es ist völlig unnötig, eine gut funktionierende Drehbank oder Fräsmaschine zu ersetzen, wenn man einfach die Daten von der Maschine durch Einbau einer LIMS-Box extrahieren, visualisieren und teilen kann.“

Und es wäre ein Fehler zu denken, man müsse eine gesamte Fabrik, geschweige denn ein größeres Unternehmen, auf einmal transformieren. Es macht viel mehr Sinn, klein anzufangen und zu skalieren.

„Meine Botschaft ist: Egal welche Größe und welches Budget, ihr könnt heute anfangen“, sagte Biller. „Ihr müsst nur sicherstellen, dass ihr euch auf ein echtes Problem konzentriert – eines, das guten ROI liefert und das idealerweise auch auf andere Teile der Organisation skalierbar ist.“

Zum Schluss gab er drei Ratschläge: „Fang klein an, fang einfach an und fang jetzt an. Der dritte ist ziemlich wichtig, weil, wenn man nicht anfängt, es immer eine Ausrede gibt, nicht anzufangen – ‚Wir haben diesen Kunden, der kommt‘, oder ‚Vielleicht nach der nächsten Lieferung.‘ Und anfangen passiert nie. Man muss die Entscheidung treffen und anfangen.“