Additive Fertigungsanlage revolutionieren: Praktische Digitalstrategien für echten ROI

Digital Transformation ist ein heißes Schlagwort in der heutigen Fertigungs- und Lieferkettenindustrie, aber was bedeutet es wirklich für kleine und mittlere Unternehmen (KMU)?

Große OEMs und Konzerne können es sich leisten, ein „Factory of the Future“-Technologiezentrum zu schaffen, das digitale Fertigung und Automatisierung präsentiert, und dann große Investitionen zu tätigen, um Änderungen in der Produktion auszurollen. Für kleinere Akteure werden Prozess- und Technologieänderungen von konkreterem, näher liegendem ROI getrieben. Wie treiben Fertigungsingenieure und andere Führungskräfte bei diesen KMUs die digitale Transformation voran?

Bei Fertigungs- und Lieferkettenbetrieben ohne digitale Technologien sehen wir tendenziell dieselben Probleme: viel Verschwendung in Prozessen, Verschwendung beim Übergang von einem Job zum nächsten, Verschwendung und Fehler beim Teiletracking, und Verschwendung in der Qualität. Basierend auf dem, was heute möglich ist, sind diese vor-digitalen Betriebe nicht ausreichend optimiert, um wirklich wettbewerbsfähig zu sein.

Bei 3D Control Systems haben wir viel Erfahrung mit digitaler Transformation. In dem Ansatz, der sich am besten bewährt hat, beginnen erfolgreiche Projekte oft mit Anforderungserfassung und Bewertung der Baseline der Kundenoperationen. Dazu gehören Prozessmapping, Zeitstudien und Begehen des Shopfloors, um zu verstehen, welche spezifischen Bereiche am meisten von einer Investition in Digitalisierung profitieren.

Als Nächstes ist es an der Zeit, diese Prozesse digital zu machen. Es ist entscheidend, Key Performance Indicators (KPIs) zu etablieren, um ROI zu tracken und Performance zu analysieren. Die meisten Digitalisierungsprojekte nutzen digitale Dashboards zur Analyse und Anzeige von Prozessdaten. Beispielsweise können in einem typischen Fertigungsprozess eindeutige Barcodes an jedem Arbeitsplatz angebracht werden, sodass Bediener Produkte oder Teile beim Durchlaufen des Systems präzise tracken und verfolgen können. Diese Daten können in einem Teilepass mit Blockchain erfasst werden, was in den meisten regulierten Umgebungen nötig ist.

Kritisch für jede Prozessänderung – einschließlich Digitalisierung und besonders bei Datenerfassung – ist angemessene Bedienerausbildung. Beispielsweise, wenn eine neue Rückverfolgbarkeitsrichtlinie mit einem Barcodescanner zur Eingabe von Prozessdaten in ein Dashboard eingeführt wird, kommt es auf die Bediener an, den Prozess und Arbeitsanweisungen korrekt zu folgen, den Barcode zu scannen und gute Daten an das System zu liefern.

In einem anderen Beispiel hatte eine additive Fertigungsanlage zuvor Ingenieure, die persönlich einen USB-Stick zum Shopfloor trugen, den Job auf einen Drucker luden und Start drückten. Wenn diese Drucker dann digital mit einem automatisierten Terminierungssystem verbunden werden, und ein Ingenieur verpasst die Mitteilung, könnte er Probleme verursachen, indem er versucht, einen Job manuell zu starten.

Ein Beispiel für eine digitale Transformationslösung in der Praxis ist ein Manufacturing Execution System (MES). Für additive Fertigung unterstützt MES die Optimierung der Terminierung von Druckjobs über mehrere Drucker und verbindet Maschinendaten zurück zu einem zentralen Analyse-Dashboard. Mit vernetzten Maschinen können additive Fertigungsanlagen nicht nur zentral Operationen steuern, sondern auch die Fähigkeit gewinnen, Produktionsvariablen feinabzustimmen, um Optimierung zu erreichen.

Wir finden, dass diese Ebene digitaler Fingerspitzenkontrolle besonders gut mit additiver Fertigung synergiert, wegen ihrer Push-Button-Natur als digitaler Prozess und ihrer inhärenten Flexibilität, einzigartige Teile auf Abruf zu produzieren und sich schnell an verschiedene Jobs anzupassen, ohne Werkzeugwechsel. Maschinen zu verbinden und Software zu konfigurieren ist nur ein Teil des Wertzuwachses; der eigentliche Wert kommt mit der Kontrolle und Optimierung, die die Technologie ermöglicht.

Diese Unterscheidung ist wichtig, aber auf Messeständen und Factory-of-the-Future-Technologiezentren oft nicht leicht zu sehen, denn während die Technologie selbst glänzt, liegt der Beweis in den Prozessdaten und den Änderungen, die man künftig vornehmen kann.

Am Ende ist der wichtigste Schritt bei der Digitalisierung eines Fertigungs- oder Lieferkettenprozesses, vielleicht kontraintuitiv, nicht die Installation der neuen Technologie, Automatisierung oder Software. Vielmehr ist es die Analyse des ROI und des Business Cases und die Fähigkeit, Erfolg gegenüber Unternehmensführung zu demonstrieren. Für Unternehmen, die Digitalisierungslösungen verkaufen und implementieren, ist es, wie man Wert für Kunden demonstriert. Um ROI zu zeigen, vergleichen wir die in der frühen Assessment-Phase etablierten Baseline-Daten mit neuen Prozessleistungsdaten. Für Ingenieure und Stakeholder, die intern Prozesse verbessern und Performance treiben, ist Leadership Buy-in der Schlüssel, um sicherzustellen, dass man weiterhin Genehmigung und Ressourcen bekommt, um kontinuierliche Verbesserungen auf dem Shopfloor und in der Organisation voranzutreiben.

SME Awards würdigen Innovation in additiver Fertigung

Mitte September verkündete SME die Gewinner seiner Additive Manufacturing Community Awards, verliehen auf der RAPID + TCT 2021 in Chicago. Diese Awards wurden von SMEs AM Technical Community Leadership Committee und Direct Digital Manufacturing Advisory Team präsentiert, die Inhalte für die Programme der Organisation und andere Branchenveranstaltungen zu fortschrittlichen AM-Technologien und -Prozessen produzieren, die Entwicklung, Test und Fertigung neuer Produkte schneller und kosteneffektiver ermöglichen.

Diesjährige Additive Manufacturing Community Awards umfassen:

AM Industry Achievement Award – 2008 etabliert, würdigt dieser Award eine Person oder ein Team für herausragende Leistungen mit signifikantem Einfluss auf die Anwendung von AM in beliebiger Industrie.

Der 2021-Empfänger ist David Leigh, PhD, Chief Technology Officer für additive Fertigung bei 3D Systems Inc. Leigh wurde für seine karrierelangen Beiträge zur AM-Industrie ausgezeichnet. Er war instrumental bei der Pionierarbeit zu Standards und Spezifikationen zur Qualifizierung von AM; beim Aufbau erfolgreicher Kultur und Systeme bei Druckdienstleistern; und bei der Gründung (und späteren Ausgliederung) von Unternehmen, die den Markt und die Zielgruppe für AM-Technologie erweiterten.

Aubin AM Case Study Award – Der neu gebrandete und aktualisierte Aubin AM Case Study Award würdigt Innovationen in der Anwendung von AM-Technologien. Gewinnerunternehmen waren DM3D Technology, NASA Marshall Space Flight Center, NASA Ames Research Center und das National Center for Additive Manufacturing Excellence an der Auburn University. Zur Entgegennahme des Awards waren SME-Mitglied Farhad Ghadamli, Lead Additive Manufacturing Engineer bei DM3D Technology, und der Präsident des Unternehmens, Bhaskar Dutta, anwesend. Auf der Bühne gab Ghadamli einen Überblick über die 3D-gedruckte Düsenauskleidung des Teams.

Digital Manufacturing Challenge – Die 2021 Challenge verlangte von Teams, neue und kreative Wege zu demonstrieren, wie digitale Fertigung Wert für Point-of-Care-Lösungen schaffen kann, die schnelle Bereitstellung eines End-to-End-Systems beinhalten, nicht nur einer einzelnen Komponente. Bewertet wurden Kriterien wie Kosten-Nutzen-/Wertanalyse, warum AM genutzt wurde oder nicht; Nutzung von DDM-Prozessen und -Materialien; Marketing und Logistik/Vertrieb; soziale, ökologische, Gesundheits-, Sicherheits- und regulatorische Compliance; und mehr.

Die 2021-Gewinner waren die Studenten Sagar Patel und Martine McGregor sowie die Fakultätsberater Mihaela Vlasea, PhD und Stewart McLachlin, PhD, University of Waterloo, für ihr Challenge-Projekt: „Rapid Deployment of Patient-Specific Prosthesis Assemblies in Emergency Medicine.“

Um mehr über diese und andere SME Awards zu erfahren, besuchen Sie sme.org/awards.