Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-Druck · Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-Druck...

1© 2017 Orianda & 3YOURMIND – Ihre Experten für SAP Asset Management & 3D Printing

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-Druck

Fabian Sommer (Orianda Solutions AG), André Drochner (3YOURMIND) 19.09.2017

Digitalisierung & InstandhaltungPraxislösungen und Ideen

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▪ Ersatzteilmanagement heute und die Herausforderungen?

▪ Wie hat sich die Additive Fertigung in den letzten Jahren entwickelt?

▪ Technologie und Verfahren

▪ Businessmodelle

▪ Welche Ersatzteile sind für eine Additive Fertigung geeignet?

▪ Wie nutzen Firmen die Additive Fertigung im Ersatzteilmanagement?

▪ Beispiele: DB, SBB, Energieversorger, Siemens

▪ Welche Herausforderungen sind im Kontext 3D-Druck zu meistern?

▪ Wie lässt sich der 3D-Druck in die bestehenden Geschäftsprozesse integrieren?

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckAgenda

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckErsatzteilmanagement heute und die Herausforderungen

Planung Beschaffung Bevorratung Bereitstellung

Obsoleszenz-Management

Materialverfügbarkeit beigeringen Lagerkosten

Begrenzte Lagerflächen

Fehlende Dokumentation (Zeichnungen, Modelle,

Spezifikationen)

Dezentrale Materialbereitstellung

Autonome und automatisierte Prozesse über die Schnittstelle

Produktion Kunde –Produktion Lieferant

Stark und schnell wechselnde Bedingungen in

Beschaffungsmärkten (politisch, wirtschaftlich, etc.)

Normative Anforderungen aus Gesetzen und

anderen Regelwerken

Gesamtkosten in der End-2-End Supply Chain Betrachtung

und im Lifecycle eines Teiles

Flexibilisierung von Kostenund

Transparenz in Produktekosten

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▪ Sammelbegriff verschiedener Produktionsverfahren

▪ Schichtweises Hinzufügen (Addition) von Material auf Grundlage eines 3D-Modells (z.B. CAD-Modell, 3D-Punktwolke,...)

▪ Die meisten Produktionsverfahren arbeiten durch Subtraktion / Umformen

▪ Diverse Nachbearbeitungsmöglichkeiten

▪ Vorbild Natur: Naturphänomene entstehen durch Wachstum (z.B. Jahresringe, Sedimentschichten,...)

▪ Es wird nur soviel Material hinzugefügt wie auch benötigt wird

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWas ist additive Fertigung?

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▪ 1981Erfindung dreidimensionaler Plastikfertigung durch Hideo Kodama

▪ 1984Patent für Stereolithographie (SLA) eingereicht von Chuck HullErfindung des STL-Formats

▪ 1990erEntwicklung von Metalldruckverfahren

▪ 2000erVom Rapid Prototyping hin zum Rapid Manufacturing

▪ GegenwartVom Rapid Manufacturing hin zur Serienproduktion

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie hat sich die additive Fertigung in den letzten Jahren entwickelt?

Prototyping(visual)

Manufacturing(funktional)

Serienproduktion

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckHeutige Vorstellung von 3D-Druck!

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckDie Realität!

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWarum ist die additive Fertigung für Ersatzteilmanagement geeignet?

▪ Freiheit des Designs

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWarum ist die additive Fertigung für Ersatzteilmanagement geeignet?

▪ Freiheit der Produktion

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWelche Ersatzteile sind für eine additive Fertigung geeignet?

Technologische Kriterien

▪ Größe▪ Geometrische Komplexität

(Quotient Volumen/Fläche)▪ Nutzungsmuster

(daraus abgeleitet die Materialeigenschaften)▪ Qualitätsanforderungen (Maßgenauigkeit)▪ Qualifikationsanforderungen (Zertifikate)▪ Erosionseinflüsse (Wetter, Druck, Hitze)

Wirtschaftliche Kriterien

▪ Herstellkosten in der ursprünglichen Produktionsart

▪ Lieferzeit in der ursprünglichen Produktionsart▪ Packability▪ Durchlaufzeit (Lebenszeit)▪ Kritikalität für das Gesamtsystem▪ Anzahl der Einsatzorte (zentral vs. dezentral)

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie nutzen Firmen die additive Fertigung im Ersatzteilmanagement?

© Siemens AG 2017

Siemens – Fertigung von Turbinenschaufeln

▪ Die stark beanspruchten Verschleißteile werden ausschließlich additiv gefertigt

▪ 18 Monate Entwicklungszeit

▪ End-to-end Prozesskette: Design – Materialentwicklung – neue Methoden der Qualitätskontrolle – Simulation des Lebenszyklus

▪ Neues Design mit integrierter Kühlgeometrie nach traditionellen Fertigungsverfahren nicht produzierbar

▪ On-Demand

▪ Herstellzeit: wenige Tage

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Energieversorger – Ersatzteilmanagement in Kraftwerken

Problem – alte Maschinen, auslaufende Service-Verträge, Unsicherheit der Versorgung

VisionAuslösung des Beschaffungsprozesses

On-Site: Scan des Ersatzteiles

On-Site: ad-hoc Bepreisung für additive Fertigung

On-Site: Entscheidung Make or Buy

Off-Site: Re-Design des CAD-Modells

Off-Site: prozesssichere additive Fertigung

On-Site: prozessichere Einbindung in die Produktion

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie nutzen Firmen die additive Fertigung im Ersatzteilmanagement?

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie nutzen Firmen die additive Fertigung im Ersatzteilmanagement?

© SBB 2017

Schweizerische Bundesbahnen – Obsoleszenz von Ersatzteilen „Einlaufstutzen“

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Deutsche Bahn

Gründe▪ Obsoleszenz-Management ▪ bis zu zwei Jahre Lieferzeit (Herstellung

Gussformen)▪ Optimierung der (abgekündigten)

Ersatzteile (Vermeidung üblicher Bruchstellen)

▪ Individualisierung

Stand▪ 2.000 Teile werden zurzeit 3D gedruckt

▪ 15.000 Teile bis Ende 2018

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie nutzen Firmen die additive Fertigung im Ersatzteilmanagement?

© Deutsche Banhn AG 2017

BeschilderungIndividuelle Beschriftung von Handläufen für Menschen mit eingeschränkter SehkraftSLM (Aluminium)

Mantelhaken• Bedarf: 10 Stk/a• Kosten: 13€/Stk (urspr. 2€/Stk)• BAV genehmigt• SLS (Plastik)

Spannbock für Sonnenschutzrolladen• Bedarf: 50 Stk/a• Kosten: 5€/Stk (urspr. 11€/Stk)• SLS (Plastik)

Klemmenkastenrahmen• aus ICE 1, 2 Fahrmotor• Technologieerprobung, wird in

naher Zukunft abgekündigt• SLM (Aluminium)

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Verstetigung des Produktionsprozesses▪ Konzepte gegen Bauraumlimitierung▪ Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit▪ Vergrößerung der Materialauswahl▪ Erhöhung der Prozesssicherheit sowie Reproduzierbarkeit

Einbettung in existierende Supply-Chains▪ Zertifizierung von Herstellern und Dienstleistern▪ Normierung von Materialien (Zulassungsprozesse)▪ existierende Service Verträge▪ Lizenzmanagement

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWelche Herausforderungen sind im Kontext 3D-Druck zu meistern?

Externe Faktoren

Change of Mind

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▪ Der alte Weg – 2 Wochen

Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWelche Herausforderungen sind im Kontext 3D-Druck zu meistern?

▪ Der neue Weg – 2 Tage

Interne Abläufe

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Modernes Ersatzteilmanagement mit 3D-DruckWie lässt sich der 3D-Druck in die bestehenden Geschäftsprozesse integrieren?

Anlagenstrukturen

Prozesse

Klassischer Beschaffung

Interner 3D-Druck

3D-Druck via externer DL

CAD-Datei

- Beschaffungsprozess- interne Fertigung

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