Supply Chains Lückenschluss für eine widerstandsfähige Lieferkette

Die Optimierung der Lieferkette birgt für OEMs ein großes Potenzial zur Steigerung der Rentabilität. Die Senkung der Bestandskosten bei pünktlicher Lieferung steht seit vielen Jahren im Mittelpunkt des Lieferkettenmanagements. Im Laufe der Jahre wurden die Lieferketten mithilfe von Algorithmen und digitalen Tools bis zur Perfektion optimiert, aber es ist ein Gleichgewicht auf Messers Schneide. Covid-19 und die anschließenden Grenzschließungen haben den Zulieferern, Erstausrüstern und Endkunden die Grenzen der Planung und die Anfälligkeit der Lieferketten aufgezeigt.

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Wenn ein Teil dringend benötigt wird, kann jede Stunde die Hersteller Hunderte und Tausende von Euro kosten, wobei die Kosten für das Ersatzteil selbst oft vernachlässigbar sind im Vergleich zu dem wirtschaftlichen und rufschädigenden Verlust, der durch sein Fehlen entsteht. Eine Vergrößerung des Lagerpuffers könnte das Risiko von Versorgungslücken minimieren, konterkariert aber die bisherigen Bemühungen um eine Reduzierung der Bestände und erhöht das gebundene Kapital, die Lagerkosten und das Veralten der Ware.

Eine andere Möglichkeit ist die Beschaffung von mehreren Lieferanten an mehreren Standorten; sollte ein Lieferant ausfallen, können andere die Nachfrage decken. Vernetzte globale Lieferketten sind jedoch oft von einigen wenigen Grundstofflieferanten abhängig. Infolgedessen können bei bestimmten Teilen oder Komponenten alle weltweiten Lieferanten von der Materialknappheit betroffen sein. Eine bessere Lösung besteht nicht nur in der Diversifizierung der Lieferanten, sondern auch in alternativen Materialien.

Eine dritte Möglichkeit, die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette zu verbessern, ist die Rückkehr zu einer lokalen Fertigung – wie zu Beginn der Covid-19-Pandemie zu beobachten war. Damals druckten viele Hersteller wichtige Teile, die zur Bekämpfung von Covid-19 benötigt wurden, in 3D – etwa Gesichtsschutzschilde oder Ventile für Beatmungsgeräte. Diese Fertigungsphilosophie, die so genannte Brückenfertigung, kann als Blaupause für die allgemeine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Lieferkette dienen.

Im Wesentlichen bedeutet Brückenfertigung, dass es eine technisch machbare Alternative gibt, um eine Lücke zu schließen. Bei dieser Lücke kann es sich um eine wirtschaftliche Lücke handeln, wenn andere Technologien zu teuer sind, oder um eine Verfügbarkeitslücke, wenn die mit einer anderen Fertigungstechnologie hergestellten Teile nicht verfügbar sind. Die Brückenfertigung erfordert eine Fertigungsalternative für das Teil, die eine bedarfsorientierte, dezentrale Produktion ermöglicht. Dadurch wird sichergestellt, dass das Teil im Falle eines plötzlichen, unerwarteten Engpasses problemlos überall auf der Welt verfügbar gemacht werden kann. Im Falle einer Unterbrechung der Lieferkette hat der OEM oder der Zulieferer somit alternative Möglichkeiten, was Geld sparen und Ansehen bewahren kann. Das Konzept der Brückenfertigung umfasst drei verschiedene Arten: vorläufige Lösung, gleichwertige Fertigungslösung und die Ramp-up/Phase-out-Überbrückung.

Vorläufige Lösungen

Dabei handelt es sich um eine in der Zahnmedizin bekannte Übergangslösung, bei der ein anderes Material und eine andere Technologie verwendet werden, während die eigentliche Prothese hergestellt wird. Die Anforderungen an ein Provisorium sind oft geringer als an das Original, sodass die Brückenherstellung aus technologischer Sicht die zweitbeste Alternative darstellt.

Unabhängig davon, ob ein Teil als Notlösung verwendet wird, bis das Originalersatzteil geliefert wird oder bis es kaputt geht und durch das Originalersatzteil ersetzt wird, erfolgt die Brückenfertigung des Teils parallel zur Bestellung eines Standard-Originalersatzteils. Auf diese Weise wird die Ausfallzeit der Maschine auf die gleiche Weise reduziert, was dem OEM Geld spart und Renommee erhält.

Gleichwertige Fertigung

Die Brückenfertigung kann jedoch alle Anforderungen und Spezifikationen des Originalteils erfüllen. In diesem Fall könnte die Brückenfertigung in einer regulären Lieferkette teurer sein, was sie für die Standardproduktion ungeeignet macht. Aber sie kann gewisse Vorteile haben, wenn andere Einschränkungen auftreten. So könnte beispielsweise ein Polymerteil zu geringen Kosten pro Teil in großen Mengen an einem zentralen Ort hergestellt werden.

Sollte die globale Lieferkette unterbrochen werden und das Teil in Übersee benötigt werden, kann dies durch lokalen 3D-Druck in der Nähe des Bedarfsortes in der erforderlichen (wahrscheinlich geringen) Menge überbrückt werden. Wenn die Fertigungsalternative spezifikationskonform eingerichtet wurde, könnte ein entsprechend hergestelltes Teil genauso lange halten wie ein Original, sodass die Notwendigkeit entfällt, das Originalersatzteil parallel zu bestellen.

Überbrückung von Anlauf- und Auslaufphasen

Die Nachfrage im Laufe des Lebenszyklus eines Produkts kann drastisch variieren. Bei seiner Markteinführung ist es schwer, die künftige Nachfrage vorherzusagen: Sie könnte boomen oder bei einem moderaten Volumen bleiben. Für kleine und mittlere Serien ist die additive Fertigung eine attraktive Option für den gesamten Lebenszyklus. Wenn die Produktnachfrage schnell ansteigt, sind Fertigungsverfahren wie das Spritzgießen unter dem Gesichtspunkt des Preises pro Teil am besten geeignet. Sobald Fertigungsalternativen vorhanden sind, ermöglicht die Brückenfertigung den Unternehmen, je nach Bedarf zu wechseln, um die Herstellkosten zu optimieren.

Bei der Markteinführung eines Produkts ist der 3D-Druck oft vorteilhaft, wenn nur kleine Mengen benötigt werden. Wenn aber die Nachfrage steigt, würde der OEM von einer anderen Fertigungsmethode profitieren. Gegen Ende des Lebenszyklus, wenn die Nachfrage sinkt, kann der OEM problemlos wieder zum 3D-Druck wechseln.

Bei der Brückenfertigung ist es wichtig, dass die Technologie keine lange Anlaufzeit benötigt und man in Bezug auf die Stückzahlen flexibel und ortsunabhängig ist. Nur wenige Fertigungstechnologien erfüllen diese Kriterien: Das Spritzgießen erfordert hohe Investitionen in Werkzeuge und eine lange Anlaufzeit, bevor die Produktion beginnen kann. Das Fräsen kann sehr teuer und materialintensiv sein und ist in Bezug auf Geometrien und komplexe Strukturen begrenzt.

Wertschöpfung durch additive Fertigung

Die praktikabelste Option zur Überbrückung ist die additive Fertigung. In den letzten Jahren ist der 3D-Druck immer beliebter geworden, insbesondere für industrielle Anwendungen.

Sobald ein Teil qualifiziert und die Druckparameter festgelegt sind, muss es nicht mehr hochgefahren werden, sondern kann für eine schnelle, kostengünstige Produktion einfach sicher an ein 3D-Druck-Dienstleistungsunternehmen geschickt werden. Und zwar genau dorthin, wo das Teil benötigt wird, wann es benötigt wird und in genau der Menge, die benötigt wird – selbst bei einer Losgröße von nur einem Stück. Es sind diese Grundprinzipien des 3D-Drucks, die ihn weiterhin zu einer flexiblen und nutzbringenden Option für die Kleinserienfertigung bei großen und kleinen OEMs machen.

* Dr. Henrike Wonneberger ist COO und Co-Founder der BASF-Tochter Replique – A Chemovator Venture in 68169 Mannheim, Tel. +49 621 63748060, henrike.wonneberger@chemovator.com

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