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Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher

German keynote on the exponential technology of 3D printing and how to adopt in large, traditional companies Deutsche Präsentation zur exponentiellen Technologie 3D Druck und Anwendung dieser in großen, traditionellen Unternehmen

1 von 13
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© ROI Management Consulting AG
Praxisworkshop „Industrie 4.0 konkret“
Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher
Anselm Magel
Associate Partner
München, den 07.10.2015
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 2
Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher?
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 3
Local Motors mit exponentiellem Geschäftsmodell, erstes Elektroauto aus dem 3D Drucker
in 2014
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 4
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
$2,28
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 5
Teilefertigung bereits größtes Anwendungssegment, Add-On Software-Markt AM zu MCAD/
CAM-Software mit Verzögerung im Aufbau
Anwendungssegmente AM Technologie 2013
29,00%
19,50%
10,90%
9,50%
8,70%
8,70%
6,10%
5,60%
2,00%
Funktionsteile
Einpassung und
Montage
Modelle für Prototyping-
Werkzeuge
Modelle für Metallguß
Visuelle Hilfsmittel
Vorführmodelle
Forschung und Lehre
Werkzeugteile
Andere
Add-On Software-Markt AM 2012 – 2020, US$ 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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 6
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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 7
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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 8
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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 9
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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 10
/
Schon bei der Digitalisierung der Teilefertigung winken Pioniergewinne
Digitale vs. traditionelle Wertekette
/
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.
PrototypDigitales Modell
Schichten-
generierung
Fertiges Teil
Quelle: ROI-Analyse
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 11
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
© ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 13
Anselm C Magel
Anselm C Magel, Associate Partner
Mobil: +49 (172) 852 0032
Mail: magel@roi.de
Twitter: @AnselmMagel

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Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher

  • 1. © ROI Management Consulting AG Praxisworkshop „Industrie 4.0 konkret“ Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher Anselm Magel Associate Partner München, den 07.10.2015
  • 2. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 2 Additive Manufacturing – Betätigungsfeld für Bastler oder Macher?
  • 3. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 3 Local Motors mit exponentiellem Geschäftsmodell, erstes Elektroauto aus dem 3D Drucker in 2014
  • 4. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 4 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 $2,28
  • 5. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 5 Teilefertigung bereits größtes Anwendungssegment, Add-On Software-Markt AM zu MCAD/ CAM-Software mit Verzögerung im Aufbau Anwendungssegmente AM Technologie 2013 29,00% 19,50% 10,90% 9,50% 8,70% 8,70% 6,10% 5,60% 2,00% Funktionsteile Einpassung und Montage Modelle für Prototyping- Werkzeuge Modelle für Metallguß Visuelle Hilfsmittel Vorführmodelle Forschung und Lehre Werkzeugteile Andere Add-On Software-Markt AM 2012 – 2020, US$ 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
  • 6. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 6 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
  • 7. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 7 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
  • 8. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 8 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
  • 9. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 9 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
  • 10. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 10 / Schon bei der Digitalisierung der Teilefertigung winken Pioniergewinne Digitale vs. traditionelle Wertekette / 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. PrototypDigitales Modell Schichten- generierung Fertiges Teil Quelle: ROI-Analyse
  • 11. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 11 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
  • 12. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 12 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
  • 13. © ROI Management Consulting AG ROI_Standardmaster_2013.pptx 13 Anselm C Magel Anselm C Magel, Associate Partner Mobil: +49 (172) 852 0032 Mail: magel@roi.de Twitter: @AnselmMagel