Risikominderung durch bedarfsorientierte Fertigung

Das strategische Management der Supply Chain ist ein wichtiger Bestandteil der Produktentwicklung und Planung des Produktlebenszyklus. Es ist auch ein unverzichtbares Element zur Risikobegrenzung. Führende Unternehmen betrachten es nicht länger als taktische Kostenstelle für rein betriebliche Belange, sondern als eine bereichsübergreifende Initiative zur Ermöglichung von Wachstum und zur Minimierung von Risiken.

Das Supply Chain Management muss dem Unternehmen ermöglichen, flink auf neue Chancen und Widrigkeiten während des gesamten Produktlebenszyklus zu reagieren.

Durch die Zusammenarbeit mit reaktionsschnellen Auftragsfertigern treffen führende Unternehmen Sicherheitsvorkehrungen für ihre Lieferketten. Die mit Produktions- oder Lieferverzögerungen einher gehenden Risiken sowie unvorhergesehene Nachfrageschwankungen in mehreren Phasen des Produktlebenszyklus werden somit eingegrenzt.



 

Obwohl Kostensenkungen und Produktivitätssteigerungen weiterhin eine große Bedeutung zukommt, müssen Führungskräfte ihr Augenmerk auch auf das Wachstum richten.

In einer 2013 von BCG Perspectives durchgeführten Umfrage nannten die Befragten Wachstumsinitiativen durch Unternehmensaktivitäten, wie z. B. auf globale Märkte ausgerichtete Sortimentserweiterungen sowie Markt- und Produktsegmentierung, als Hauptanliegen. Darüber hinaus nannten 77 Prozent1 der Führungskräfte Innovation und Produktentwicklung als eines ihrer wichtigsten drei strategischen Prioritäten.

Die Umfragen weisen außerdem auf eine Vielzahl an Risiken hin, die das Wachstum sowie die Gesundheit von Unternehmen bedrohen. Als größte Gefahren wurdengenannt:

  • Verkürzung der Produktlebenszyklen
  • Lieferkettenunterbrechung und Verschiebungen in der Kostenstuktur aufgrund von Produktionsverlagerungen ins Ausland
  • disruptive Technologien und Innovationen
  • Differenzierung innerhalb der Konkurrenzangebote
  • Unvorhergesehene Wettbewerber
  • Globalisierung

 

Strategische Bedeutung von Absicherungen in der Lieferkette

Das Supply Chain Management hat sich zu einem strategischen Werkzeug für Wachstum und Rentabilität und zu einem festen Bestandteil für die Risikominimierung entwickelt. Daher besteht eine Verpflichtung, Vorkehrungen für die Sicherheit von Fertigungslieferketten zu treffen, um Unterbrechungen zu verhindern bzw. Die Erholung von schwierigen Herausforderungen zu gewährleisten und um sich bietende Möglichkeiten ergreifen zu können. Diese Initiativen beschleunigen die Produkteinführungszeit und ermöglichen eine schnelle Reaktion auf die endlosen Veränderungen, Gefahren und Geschäftschancen.

Ambitionierte Zeitpläne zur Produkteinführung sind auf die zuverlässige Lieferung von Gütern und Dienstleistungen angewiesen. Wenn bei herkömmlichen Ansätzen die „normalen“ Durchlaufzeiten um Tage oder Wochen verkürzt werden, fällt das Polster entlang des kritischen Prozesses weg. Dadurch werden Verzögerungen direkt an die nächste Stufe im Prozess weitergegeben.

Es entstehen zwangsläufig Verzögerungen und Probleme, die frühzeitig erkannt werden sollten. Ein strategischer, proaktiver Ansatz besteht in der Umsetzung von Absicherungen innerhalb der Lieferkette, die als Stoßdämpfer fungieren. Die Absicherungen in der Lieferkette halten die Auswirkungen einer Verzögerung gering und stoppen den Dominoeffekt, oder bieten ein Zeitpolster für nachfolgende Prozesse.

Fazit

Die Absicherungen für die Fertigungskette helfen, den Zeitplan einzuhalten und zu beschleunigen sowie gleichzeitig Gelegenheiten zur Verbesserung der Produkt- und Prozessqualität zu erschließen. Der strategische Einsatz von Absicherungen gewährleistet eine stetige Produktbereitstellung innerhalb der Lieferfristen.

Die Partnerschaft mit Anbietern, die hervorragende Technologien und Prozesse zur Beschleunigung der Reaktions- und Lieferzeiten nutzen ist bei der erfolgreichen Implementierung von Absicherungen in der Lieferkette von entscheidender Bedeutung.

Chancen erkennen

Der Bedarf an Schutzmaßnahmen in der Fertigungslieferkette variiert je nach Unternehmen, Produkttyp und Produktreife. Außerdem variiert er auf der Komponentenebene. Entscheidend ist hierbei sicherzustellen, dass kritische Prozesse bei kritischen Komponenten erkannt und geeignete Absicherungen getroffen werden.

Bei neuen oder überarbeiteten Produkten werden Vorkehrungen von der Entwurfsphase bis zur Vermarktung benötigt. Bei etablierten Produkten reichen die Absicherungen von ihrer Markteinführung bis zum Ende ihrer Lebensdauer. Wenn ein Produkt seinen Lebenszyklus durchläuft, verlängern sich die Durchlaufzeiten und die Risiken fallen mehr ins Gewicht. Daher gewinnen Absicherungen in der Fertigung von der Entwurfsphase eines Produkts bis zu seiner Markteinführung zunehmend an Bedeutung.

 


Beispiele für Sicherungsmaßnahmen in der Fertigung und deren Auswirkungen
Angebotsanfrage

In jeder Phase des Produktlebenszyklus gibt es die nicht wertschöpferische Aufgabe der Angebotseinholung von Anbietern.

Insgesamt kann dies bei einer Baugruppe aus mehreren Teilen eine Verzögerung von mehreren Wochen oder Monaten verursachen. Zusätzliche Verzögerungen können unerwartet auftreten, wenn projektspezifische Problemstellungen während des Angebotsprozesses nicht identifiziert werden.

Werden Probleme der DFM-Machbarkeitsanalyse erst bei der Auftragserteilung entdeckt, muss das Projekt umorganisiert und neu entworfen und ein neues Angebot eingeholt werden, was eine erhebliche Verzögerung darstellt.

Alternative

Durch den Einsatz komplexer Softwarecodes und automatisierter Fertigungsanlagen können führende Auftragshersteller nun innerhalb weniger Stunden interaktive Online-Angebote mit Machbarkeitsanalyse erstellen. Diese hochentwickelten Online-Angebotsprogramme melden und veranschaulichen Designprobleme, welche die Qualität, Kosten und Produkteinführungszeit beeinträchtigen können

Vorteil

In der Designphase eingesparte Tage oder sogar Wochen können über die gesamte Projektdauer auf einen Monat oder mehr anwachsen. Bei Berücksichtigung des Feedbacks aus der Machbarkeitsanalyse (DFM) in der frühen Designphase wird der Prozess hin zur Validierung und Prüfung um Wochen, manchmal Monate verkürzt. Darüber hinaus verringert ein frühzeitiges DFM-Feedback das Risiko einer Überarbeitung und der damit verbundenen Kosten.

Produktentwicklung

Während des gesamten Produktentwicklungsprozesses werden Modelle und Prototypen für Form-, Passform- und Funktionsprüfungen benötigt. Diese physischen Darstellungen sind von unschätzbarem Wert, um Fehler, welche Produktleistung, Herstellbarkeit und Produktionskosten beeinträchtigen, zu erkennen.

Obwohl Modelle oder Prototypen in dem Prozess eine entscheidende Rolle spielen, kann ihre Herstellung mit herkömmlichen Methoden mehrere Wochen in Anspruch nehmen. Da unter Umständen mehrere Design- und Prototypingzyklen notwendig sind, kann sich die Gesamtwirkung auf den Zeitplan auf mehrere Monate belaufen.

Alternative

Der 3D-Druck (additive Fertigung) beschleunigt die Lieferzeiten von Modellen und Prototypen. Durch die Nutzung von 3D-Druck anstelle von oder in Verbindung mit herkömmlichen Fertigungsmethoden lassen sich die Durchlaufzeiten um 50 bis 80 Prozent verkürzen. Außerdem erweist sich der 3D-Druck als effizientes Verfahren mit geringem Zeit- oder Arbeitsaufwand in der Anfangsphase des Prozesses. Ihre Prozesse bringen allerdings Teile hervor, deren physikalische Eigenschaften und Designeinschränkungen sich von den mit traditionellen Fertigungsverfahren hergestellten Teilen unterscheiden.

Wenn das Produktdesign anhand von Prototypen bewertet werden soll, die mit den bei der Produktion angewendeten Methoden hergestellt wurden, kann auf Anbieter zurückgegriffen werden, die sich auf die Schnellfertigung mit konventionellen Methoden, wie CNC-Bearbeitung und Spritzguss, spezialisiert haben. Obwohl der Fertigungsprozess unverändert ist, führt die Prozessoptimierung dank Automatisierung zu deutlich kürzeren Durchlaufzeiten. So kann beispielsweise eine Bestellung von 500 Spritzguss-Prototypen, deren Auslieferung Monate dauern kann, mit den Schnellspritzgussdiensten von Proto Labs innerhalb von 7 bis 10 Tagen bereitgestellt werden.

Vorteil

Da Firmen versuchen, den Zeitplan von Projekten einzuhalten, neigen sie häufigdazu, die Prototypenherstellung zu umgehen oder die Anzahl der Überarbeitungen von Prototypen zu reduzieren. Trotz des unmittelbaren Nutzens können dadurch jedoch Designprobleme unerkannt bleiben, was wiederum zu einer erheblichen Verzögerung bei der Herstellung führen kann, wenn die Probleme während des Fertigungsprozesses entdeckt werden. Durch die Nutzung beschleunigter Verfahren können Unternehmen Prototypenbewertungen vornehmen, ohne Verzögerungen im Produktentwicklungsprozess zu verursachen. Dies schützt wiederum vor noch größeren Verzögerungen in der Produktionsphase.

Analog zu den Durchlaufzeiten bei der traditionellen Prototypenherstellung bietet die beschleunigte Lieferung ein Zeitpolster, das zum Auffangen von Verzögerungen aus vorgelagerten Prozessen genutzt warden kann. Die beschleunigte Lieferung bietet außerdem Reaktionszeiten, welche die Durchführung mehrerer Designänderungen zur Optimierung des Produktdesigns in Bezug auf Qualität, Leistungsfähigkeit und Herstellungskosten ermöglichen. Dies schützt vor einer späten Problemerkennung, die zu teuren Verzögerungen und Überarbeitungen führen kann.

Pilotproduktion

Die Pilotproduktion ist im Wesentlichen eine „sanfte Produkteinführung“, die zur Bewertung und Optimierung von Produkten und Prozessen eingesetzt wird. Die Pilotproduktion mit durchschnittlichen Stückzahlen zwischen 1.000 und 5.000 stellt Produkte bereit, die von Fertigung, Produktmanagement, Marketing und Vertrieb für Probeläufe, Evaluierungen und Markttests verwendet werden können.

Alternative

Die Anforderungen an Pilotprodukte liegen zwischen denen von Prototypen und Produktionsteilen. Auch wenn idealerweise alle Eigenschaften der Produktionsteile eingehalten werden sollten, ist eine genaue Annäherung oft ausreichend. Dieser Spielraum ermöglicht die Substitution von Prozessen zur Beschleunigung der Lieferzeit bei unverändert niedrigen Kosten. So kann beispielsweise die CNC-Bearbeitung oder der 3D-Druck für Teile eingesetzt werden, die letztendlich spritzgegossen werden.

Eine weitere Alternative ist die Vereinfachung des Produktionsprozesses. Wird zum Beispiel ein Teil spritzgegossen, können möglicherweise Aluminiumformen zur Herstellung aller Teile innerhalb der Pilotproduktion verwendet werden. Das sogenannte „Soft-Tooling“ mit Aluminium ermöglicht im Vergleich zu Stahlformen die Herstellung von Werkzeugen zu einem Bruchteil der Kosten und Zeit.

Vorteil

Die Pilotproduktion verschiebt die Investition in die Produktionsanlagen einschließlich Werkzeuge und beschleunigt dabei die Lieferzeiten von hochwertigen Produkten. Dies ermöglicht eine gründliche Analyse vor der Investition in Kapital oder betriebliche Anlagen, die oft nur unter Mühen und Kosten angepasst, verändert oder ersetzt werden können.

Durch die infolge der Pilotproduktion durchgeführte Bewertung lassen sich die Durchlaufzeiten kurz halten, indem Problemen mit dem Produktdesign und der Machbarkeitsanalyse (DFM) zuvorgekommen wird. Ein rechtzeitiges Erkennen und Korrigieren von Fehlern beugt Problemen vor, die zu Verzögerungen führen, wenn sie erst später im Herstellungsprozess erkannt werden.

Vor- und Kleinserienproduktion

“Bridge-Tooling” ist ein Fertigungsansatz, bei dem die Zeitspanne zwischen Produktionsstart und Erhalt der Endprodukte überbrückt wird. Ziel ist es, die Teilelieferung zu beschleunigen und dabei die Qualität von Produktionsteilen zu erhalten. Die Kleinserienfertigung ist gewissermaßen eine Übergangslösung, welche die Folgen langer Vorlaufzeiten bei Fertigungsaufträgen mindert.

Die Prozesse zur Vor- und Kleinserienfertigung erfolgen zeitgleich mit Fertigungsaufträgen. Die Idee ist es, während der Entwicklung der Produktionswerkzeuge und –prozesse hochwertige Produkte bereitzustellen und Produkte so schneller auf den Markt zu bringen.

Alternative

Auf Kleinserien-Lösungen wird immer dann zurückgegriffen, wenn die Lieferung von Fertigungsaufträgen den geplanten Zeitrahmen für die Produktlieferung sprengt. Sie kommen als Sicherung zum Einsatz, wenn vorgeschaltete Prozesse den Produktionsbeginn verzögern, die Durchlaufzeiten in der Produktion unerwartet lang sind oder Produktionsprobleme zu Verzögerungen führen.

Idealerweise wird dabei das gleiche Verfahren verwendet wie für die Produktion, um mit unterschiedlichen Anlagen dieselben Qualitätsparameter wie mit der Produktionsmethode zu gewährleisten. Eine Option besteht beispielsweise in der Kleinserienproduktion mit „Soft-Tooling“. Hierbei werden die Komplexität auf ein Mindestmaß reduziert und die Vorlaufzeiten bei der Konstruktion beschleunigt. In diesem Fall kann das Werkzeug auf eine hochwertige Automatisierung und eine Taktzeitbeschleunigung verzichten, da diese bei geringeren Produktionsmengen von geringerem Nutzen sind, um die Lieferzeit zu verkürzen und die Gesamtinvestitionskosten zu reduzieren.

Vorteil

Dank ihrer schnellen Reaktionszeit können Anbieter von Vor- oder Kleinserien Verzögerungen aus vorgelagerten Prozessen oder unerwartete Produktionsverzögerungen auffangen, um Lieferfristen einzuhalten.Unternehmen können so ihre Produktionspläne einhalten, da die Anzahl der für die Dauer der Verzögerung benötigten Teile produziert werden kann.

Wenn zum Beispiel beim erstmaligen Produktionsstart mit 10.000 Stück geplant wird und die Verzögerung vier Wochen beträgt, müsste der „Überbrückungs“-Prozess 40.000 Stück bereitstellen. Danach könnte mit den Produktionsprozessen die prognostizierte Nachfragemenge bereitgestellt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Bridge-Tooling-Lösungen eine Alternative bieten, wenn Unternehmen vor der schweren Entscheidung stehen, entweder mit den bekannten Problemen fortzufahren oder die Probleme zu beheben und eine Verzögerung in Kauf zu nehmen. Diese Situation tritt häufig auf, wenn während der Produktentwicklung eine unzureichende Evaluierung stattfand. Wird beispielsweise ein Designfehler oder einMachbarkeits-Problem erst spät im Prozess erkannt, kann eine Nachbesserung des Werkzeugs vorgeschlagen werden. Anstatt die Konsequenzen eines minderwertigen Produkts auf den Gewinn zu tragen oder eine teure Verzögerung in Kauf zu nehmen, sollten Sie auf die Kleinserien-Lösung zurückgreifen, um Änderungen an den Produktionswerkzeugen zu ermöglichen, ohne dass sich dadurch Verzögerungen ergeben.

Schlussfolgerung

Wie die vier Szenarien zeigen, stellen Sicherheitsvorkehrungen in der Fertigung für wachstumsorientierte Unternehmen die nötigen Mechanismen bereit, um Unterbrechungen zu verhindern oder sich von schwierigen Herausforderungen zu erholen und die sich ergebenden Chancen zu nutzen. Mit schnellen und flexiblen Prozessen zur Reduzierung oder Beseitigung von nicht wertschöpfender Zeit wirken die Absicherungen in der Fertigung Verzögerungen entgegen und geben Zeitgewinne weiter, um die Auswirkungen von nachgelagerten Unterbrechungen abzufedern.

Der Einsatz von Absicherungen in der Fertigung fördert außerdem gründliche Produktbewertungen zur Vermeidung unvorhergesehener Probleme, die Verzögerungen bei der Markteinführung von Produkten verursachen. Die frühzeitige Erkennung von Problemen schont darüber hinaus Ressourcen, die ansonsten verbraucht würden, um auf eine Lieferkettenunterbrechung im kritischen Prozess zu reagieren. Wenn sich neue Produktmöglichkeiten ergeben, sind diese agilen und flexiblen Prozesse außerdem die wichtigsten Hilfsmittel zur Markteinführung weiterer neuer Produkte.

Absicherungen in der Fertigung sind ein entscheidender Bestandteil einer strategischen Lieferketteninitative, welche die Risiken von Unterbrechungen, Gefahren und Unsicherheiten bei der Verfolgung der Wachstumsziele des Unternehmens abschwächen. Das Lieferkettenmanagement reagiert taktisch auf Probleme. Die Lieferkette verfügt über strategische eingebettete Prozesse, welche die Auswirkungen unvermeidlicher Unterbrechungen abdämpfen, wenn es darum geht, Produkte fristgerecht und innerhalb des Budgets bereitzustellen.

Fazit

Die Implementierung von Absicherungen in der Fertigung durch die Partnerschaft mit Anbietern von Rapid-Manufacturing-Dienstleistungen kann die Produktentwicklung beschleunigen und gleichzeitig Marktrisiken reduzieren.

 

Quellen:

1 Kim Wagner, Eugene Foo, Hadi Zablit and Andrew Taylor. (September 26, 2013). The Most Innovative Companies 2013. www.bcgperspectives.com/content/articles/innovation_ growth_most_innovative_companies_2013_lessons_from_leaders/?chapter=2

2 Price Waterhouse Coopers. (January 20, 2015). 17th Annual Global CEO Survey. www.pwc.com/gx/en/ceo-survey/2014/key-findings/index.jhtml

 

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