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Praxisworkshop „Industrie 4.0 konkret“
Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher
Anselm Magel
Associate Partner
München, den 07.10.2015
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Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher?
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Local Motors mit exponentiellem Geschäftsmodell, erstes Elektroauto aus dem 3D Drucker
in 2014
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Hohe Dynamik, getrieben vom Absatz professioneller AM-Maschinen und -Auftragsfertigung,
Potential zur kreativen Zerstörung d. traditionellen Maschinen- und Werkzeugbaus
AM Produkt- Material- und Servicemarkt ww,
US$ Mrd.
= Marktanalysen vorhanden
US$, Mrd.
Quelle: ROI-Analyse, Wohlers
AM Innovations-Ökosystem
AM-Maschienen
AM-Materialien
SW-Applikationen
AM-Auftragsfertigung
Professional Services
Allianzen
Kollaborations-werkzeuge $1,08 $1,55
$1,20 $1,52
$4,10
$7,00
$12,90
$21,90
$-
$5,00
$10,00
$15,00
$20,00
$25,00
2012 2013 2014 2016 2018 2020
Produkt & Material Primärservice Gesamt
$3,07 $2,28
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Teilefertigung bereits größtes Anwendungssegment, Add-On Software-Markt AM zu MCAD/
CAM-Software mit Verzögerung im Aufbau
Anwendungssegmente AM Technologie 2013
29,00%
19,50%
10,90%
9,50%
8,70%
8,70%
6,10%
5,60% 2,00%
Funktionsteile
Einpassung undMontage
Modelle für Prototyping-Werkzeuge
Modelle für Metallguß
Visuelle Hilfsmittel
Vorführmodelle
Forschung und Lehre
Werkzeugteile
Andere
Add-On Software-Markt AM 2012 – 2020, US$ Mrd.
$0,285 $0,378 $0,882
$1,554
$2,739
$4,00
$5,00
$6,00
$7,00
$8,00
$9,00
$10,00
$11,00
2012 2013 2016 2018 2020
CAD/CAM Software Add-On Software AM
US$, Mrd.
Quelle: ROI-Analyse, Wohlers, Statista, Morgan Stanley
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ASML – Leistungsverbesserung bei Lithographiesystemen für die Halbleiterbranche
Praxisbeispiele direkte Teilefertigung in 2014/15
Anwendung: Verbesserte Funktionsteile (z.B. Strömungsoptimierung) , Baugruppenkonsolidierung
Anteil am Produkt: > 30 Teile je Maschine, Tendenz steigend
Material: Verschiedene Metalle und Thermoplast
Erwartete Vorteile: Verbesserte Funktionalität, reduzierte Produktionszeiten und Kosten
Quelle: ROI-Analyse
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Airbus Industries - Erstauslieferung des Passagierflugzeuges A350 XWB an Qatar Airways
Ende 2014
Praxisbeispiele direkte Teilefertigung in 2014/15
Anwendung: Teile für den Innenraum des Passagierflugzeugs
Anteil am Produkt: ca. 1.000 Teile je A350 XWB Maschine (586 Bestellungen/ 2 Auslieferungen)
Material: Thermoplast
Erwartete Vorteile: Flexibilisierung Versorgungskette, reduzierte Produktionszeiten und Kosten
Quelle: ROI-Analyse
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Philips Healthcare Radiology – AM-Auftragsfertigung für Funktionsteile aus purem Wolfram
Praxisbeispiele direkte Teilefertigung in 2014/15
Anwendung: Kollimatoren-Lösungen, Teile für Röntgenröhren, Schutzlösungen, Hochtemperatur
Anteil am Produkt: Neues Geschäftsfeld von Smit Röntgen für Freiform-OEM-Teile aus puren Wolfram
Material: Pures Wolfram
Erwartete Vorteile: Neuartige Funktionalität, reduzierte Produktionszeiten und Kosten
Quelle: ROI-Analyse
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Machineering – Nahtloses Anknüpfen an die Simulation einer Vibrationsfördertechnik mit
der direkten digitalen Teilefertigung
Anwendung: Direkte digitale Fertigung von Bauteilen , Baugruppenkonsolidierung
Anteil am Produkt: TBD
Material: Verschiedene Metalle
Erwartete Vorteile: Verbesserte Funktionalität, reduzierte Produktionszeiten und Kosten
Praxisbeispiele direkte Teilefertigung in 2014/15
Entwurf Model-lierung
Simulation Anlage Direkte digitale Teilefertigung Montage Inbetrieb-
nahme
Quelle: ROI-Analyse
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/
Schon bei der Digitalisierung der Teilefertigung winken Pioniergewinne
Digitale vs. traditionelle Wertekette
Ausschnitt Schicht 129
Ausschnitt Schicht 326
/
Digitales Modell Schichten-
generierung
Entwurf Model-lierung
Simulation Bauteil Manipulation
Einrichtung Baujob
Simulation Bauprozess
Generierung Jobdaten
Generierung Bauteil
Prozess- kontrolle
Post- Prozessing QS
„Direkte digitale Teilefertigung“ heute nur mit eigenen Automatisierungs- und Verbindungstechnologien
Fertiges Teil Herausforderungen (Bsp.)
•Beständigkeit Material und
Fertigungsprozesse
•Oberflächenbeschaffenheit,
Porosität
•Entwicklung Materialien,
Fertigungsprozess
(Hochtemperatur, Hoch-
geschwindigkeit, etc.)
•Teile-/ Baukammergröße
•Qualitätsprüfung, geometrische
Genauigkeit
•Big Data (Teiledesign 1-100
MB, Einrichtung Baujob 1-100
MB, In-Process Monitoring bis
zu 1 GB, Geometrieinspektion
1-10GB)
•Datenaustausch (Parameter,
Punktewolke, Schichten)
•Design- und
Simulationswerkzeuge
•Etc.
Prototyp Digitales Modell Schichten-
generierung Fertiges Teil
Quelle: ROI-Analyse
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AM-Strategie im Bestandsgeschäft und im Neugeschäft
AM-Szenarien entlang der Wertekette und neues AM-basiertes Geschäftsmodell
Szenario Beschreibung
Hohe Herstellungskosten Teile mit hohen Kosten auf Grund von Komplexität, von hohen Fixkosten
(z.B. Werkzeuge) oder geringen Stückzahlen?
Lange Lieferzeiten Lange Lieferzeiten? Stillstandskosten hoch? Verkürzte Einführungszeiten
und Lieferzeiten wettbewerbsrelevant?
Hohe Lagerkosten Bevorraten Sie über oder unter? Herausforderung mit Long-Tail-
Geschäft oder mit veralteten Teile?
Singuläre Lieferquelle Singuläre Lieferquelle für kritische Teile? Risikomitigation vorhanden?
Abgelegene Märkte Kunden in abgelegenen Märkten mit schwieriger, zeitaufwendig oder
kostspieliger Belieferung?
Hohe Import-/ Exportkosten Substantielle Import-/ Exportkosten durch eigene Geschäftslokation oder
die der Lieferanten?
Verbesserte Funktionalität Redesign von Teilen und Baugruppen, welches neue Eigenschaften und
Leistungen hervorbringen kann
Dematerialisiertes
Werteangebot
Weltweites Geschäftsmodell mit steigenden Skalenerträgen und
Replikationskosten nahe Null auf Basis von SW-Modellen
Optimierung
bestehendes
Operating Model
durch AM
AM-ermöglichte
Funktionsteile/
Baugruppen
AM-basiertes
Geschäftsmodell
Quelle: ROI-Analyse
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Iterative Entwicklung neuer Funktionsteile/ Baugruppen oder Geschäftsmodelle mit raschen
Ergebnissen, Entscheidung per Iteration
Markttreiber
•Demateriali-
sierung -
Software ist
die neue
Hardware
•Demonitari-
sierung
traditioneller
Wertschöp-
fung
•Fallende
Kosten für
IT, Comms.
und AM
•Breiter
Zugang zu
Risikokapital
durch
Crowd-
funding
Prinzipien neuer Geschäftsmodelle
Kombination versch. Innovationen
Dekonstruierung des traditionellen Geschäfts
Aufbruch der vertikalen Wertekette (Effizienzsteigerung > Koordinationskosten)
Kuratieren von Communities (bedarfsseitige Skalen, Netzwerkeffekt = 2N, kollektiver Log-in)
Hyperskallierung (möglich. Skaleneffekte über Unternehmens-grenzen hinaus)
Symbiose von Effizienz und Innovation im Ökosystem
Lean Start-up für erarbeitete
Problemlösungen
Design Thinking für nicht adressierte Bedarfe
Emphati-
siere
Definiere
Generiere
Ideen
Baue
Prototypen
Teste
Quelle: ROI-Analyse
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Anselm C Magel
Anselm C Magel, Associate Partner
Mobil: +49 (172) 852 0032
Mail: [email protected]
Twitter: @AnselmMagel
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