Is het digital warehouse als hart van digitale supply chain de toekomst?
Is de toekomst aan digitale supply chains? Een vraag die blijkbaar veel managers bezighoudt, als je afgaat op de interesse voor het seminar van de Duits Nederlandse Handelskamer op de Brainport Industries Campus. Het besef dat toeleverketens aan het veranderen zijn, begint door te dringen in directiekamers. De Duitse machinebouwer Gerhard Schubert heeft de stap naar een digitale toeleverketen al gezet. Via PartBox bestellen klanten hun reserve-onderdelen online en worden de files rechtstreeks naar de 3D printer gestuurd die ze op uurbasis afrekenen bij de machinebouwer.
3D printen is één aspect van digitale supply chains. Het is de technologie die de digitalisering van de toeleverketens mogelijk maakt. Digital warehouses, databases gevuld met digitale tweelingen van onderdelen samen met hun product paspoort, zijn het hart van zo’n digitale supply chain. In wezen zijn bedrijven na de supply chain onderbrekingen sinds de coronacrisis op zoek naar een oplossing om hun toeleverketens robuuster te maken. Digitalisering – beginnen met digital warehouses – is deze oplossing, zegt Pieter Ruijssenaars, CEO van DiManEx.
12.000 artikelnummers zijn met de software van DiManEx omgezet naar 3D printbare files.
Lees Solutions Magazine digitaal:
12.000 artikelnummers 3D printen
De Duitse machinebouwer Gerhard Schubert, die wereldwijd verpakkingsmachines aan de voedingsmddelenindustrie levert, heeft samen met DiManEx de stap naar digitalisering van supply chains gezet. Wordt nu alles geprint? Nee, maakt Marcus Schindler, directeur Engineering bij Schubert, direct duidelijk. Met de software van DiManEx zijn de onderdelen in de machines geanalyseerd: 10 procent kan direct 3D geprint worden, 20 procent vraagt nog aanpassingen en de resterende 70 procent wordt met traditionele technieken gemaakt, maar wel ingekocht via het netwerk van DiManEx, on demand. In de praktijk betekent dit dat Schubert zo’n 5 procent van alle onderdelen 3D print; van alle kunststof onderdelen wordt zelfs een kwart geprint. In cijfers uitgedrukt: zo’n 12.000 artikelnummers zijn met de software van DiManEx omgezet naar 3D printbare files. Op jaarbasis maakt Schubert zo’n 80.000 onderdelen met additive manufacturing.
Meerwaarde 3D printen
Dikwijls wordt de meerwaarde van additive manufacturing afgemeten aan zaken als gewichtsbesparing, functie-integratie en het optimaliseren van prestaties van een onderdeel. Voor een aantal onderdelen van Schubert is dat zeker het geval. Schindler geeft het voorbeeld van een robotgrijper die uit 192 draaidelen, 18 complexe freesdelen en 1.024 schroeven bestond. Assemblagetijd: 1 dag. Tegenwoordig 3D print Schubert 3 onderdelen die met 8 schroeven in 10 minuten tijd geassembleerd worden tot een grijper met dezelfde functionaliteit. Het digitaliseren van een toeleverketen kan echter nog andere voordelen opleveren. Zo ver zelfs dat Schubert een eigen 3D printer heeft ontwikkeld, de PartBox, die klanten op uurbasis kunnen afnemen. Marcus Schindler vergelijkt de Schubert 3D printer met de Replicator uit Star Wars. “Iedereen haat wachten, ook in de industrie. Lange leadtimes, voorraden: iedereen wil er vanaf. Niemand heeft thuis toch nog platen en CD’s. Als je muziek wilt luisteren, luister je on demand via Spotify.” In plaats van drie weken op een onderdeel wachten, hebben de klanten het nu binnen enkele uren beschikbaar of twee dagen als de engineers van de machinebouwer nog aanpassingen moeten doen. Daarom moeten machinebouwers niet enkel naar de productiekosten van een AM-onderdeel kijken, raadt Mathieu Pérennou aan. Hij leidt bij Hexagon Manufacturing Inteligence de AM-activiteiten (en dat omvat een breed portfolio, zo blijkt). “De productiekosten van AM liggen meestal hoger, maar kijk naar de hele vergelijking of AM meerwaarde heeft.” En dan kom je bij het punt van digitalisering van de supply chain: on demand productie, geen transport van fysieke onderdelen.
In plaats van drie weken op een onderdeel wachten, hebben de klanten het nu binnen enkele uren beschikbaar
Marcus Schindler
Onderdelen voor onderzeeër
Een online spare parts bibliotheek; filamentprinters die via LTE draadloos worden aangestuurd. Dat kan misschien bij de grijpers die de klanten van Schubert in alle maten en vormen voor hun verpakkingsmachines nodig hebben. Maar als je in sterk gecertificeerde sectoren onderweg bent, wat heb je dan aan zo’n digitalisering strategie? ThyssenKrupp Marine Systems werkt eveneens aan een digitale supply chain. “Additive manufacturing is voor ons een strategische technologie, net zoals voor de meeste marinekorpsen”, zegt Jannis Kranz, AM expert bij de Duitse marine- en onderzeeboten bouwer. “Het kan voordelen opleveren in de hele waardeketen”, zegt Kranz. Voorraden van onderdelen leggen een flink beslag op werkkapitaal, dat vermijd je. Bovendien voorkom je investeringen in tooling. Om nog maar te zwijgen over de lange leadtimes van smeed- en gietdelen vandaag de dag. In het Tech center in Kiel staan al een EOS M290 metaalprinter en een EOS P396 voor kunststof onderdelen. Eind dit jaar komt er nog een metaalprinter bij, de SLM 500 van SLM Solutions. Enkele jaren geleden heeft ThyssenKrupp Marine Systems samen met DNV GL het eerste onderdeel voor een onderzeeër gecertificeerd voor AM. Het kost echter allemaal tijd, erkent Jannis Kranz, omdat de designs voor conventionele productietechnieken aangepast moeten worden.
Focus op 10 procent van onderdelen
Is certificeren van onderdelen een belemmering om aan de slag te gaan met AM? Pieter Ruijssenaars en Mathieu Pérennou vinden absoluut van niet. De oprichter van DiManEx schat dat elke machinebouwer 10 tot 20 procent onderdelen heeft waarvoor helemaal geen certificering nodig is. “Als je daarmee begint, kun je al veel waarde winnen. Voordat je begint met certificering, focus je op die 10 procent, dan komt de rest van zelf.” Precies zoals ThyssenKrupp is begonnnen, valt Jannis Kranz de CEO van DiManEx bij.”TCO is de buzzword.” De totale kosten per onderdeel, alles meegerekend, zoals Hexagon MI manager Pérennou al opmerkte. Jannis Kranz zegt bij ThyssenKrupp Marine Systems te zijn begonnen met het 3D printen van tooling. Want daar was direct winst mee te halen. “Nu gaan we nieuwe printers kopen omdat we de voordelen zien van in house productie van high end onderdelen.” Pieter Ruijssenaars vindt dat OEM’s een onderscheid moeten maken tussen de legacy onderdelen en nieuwe, die nu nog ontwikkeld worden. Hij verwacht dat de productie op termijn een mix zal worden van 3D printen en conventionele productietechnieken. Maar als je nu onderdelen ook designt voor 3D printen, dan heb je in de toekomst de keuze welke techniek het meest geschikt is. “Je bouwt het digitale ecosysteem nu al.”
150 engineers ontwikkelen voor AM
Schubert heeft deze strategie omarmd. Alle onderdelen worden vandaag de dag direct voor AM ontwikkeld, soms ook nog voor een conventionele technologie. Voor de 150 design engineers die de machinebouwer in dienst heeft, is AM normaal.”Elke engineer kan een 3D printer bedienen en weet ook hoe te ontwerpen voor AM. Je moet wel de beperkingen kennen.” De fabrikant van top load modules voor de verpakkingslijnen heeft samen met DiManEx de digitaliseringsstrategie ver doorontwikkeld. Er is een heel nieuw verdienmodel ontstaan. Klanten kunnen een abonnement op de spare parts bank van Schubert nemen. De 3D printer, de PartsBox, is een volledig dichte 3D printer. Een onderhoudsengineer van een klant die een onderdeel nodig heeft of een speciale grijper, zoekt deze op in de databank, klikt erop en op dat moment wordt automatisch de file naar de Part Box verzonden. Draadloos, via een beveiligde LTE verbinding. Alles inclusief het kopen van een licentie om het onderdeel lokaal te printen wordt online afgehandeld. Marcus Schindler: “We hoeven dus geen file naar onze klant te sturen, maar sturen direct diens 3D printer aan. Daarmee schermen we ons IP af.” Want met de licentie die je koopt als je op het onderdeel bestelt, bepaalt Schubert hoeveel en waar je de onderdelen mag printen.
De kip met de gouden eieren
Waarom wordt zo’n digitale supply chain nog niet massaal omarmd door de machinebouwers? “Te veel mensen hebben te veel te verliezen, daarom duurt het zo lang”, zegt de CEO van DiManEx. Inefficiency in ketens is in kostprijzen ingecalculeerd; de prijs die voor reserve onderdelen in rekening wordt gebracht hebben nog steeds goede marges. Pieter Ruijssenaars: “Ze voelen de pijn onvoldoende om te gaan veranderen. Ze willen de kip met de gouden eieren niet slachten.” Maar vroeg of laat zullen de verdienmodellen gaan veranderen. De meeste organisaties zitten nog vast in een silostructuur. “Digitalisering gaat hier dwars doorheen.” En dat is de grootste belemmering in zijn ogen: hoe doorbreek je de silo’s? “Dat vergt verandermanagement.”
Nieuwe kostmodellen
Marcus Schindler heeft nog een andere reden, die eveneens opgeborgen zit in de huidige manier van werken. “Focus op de productiekosten is overal key. Integratie van 10 onderdelen in 1 klinkt goed, maar hierdoor nemen de gemiddelde kosten per onderdeel toe. En daar word je op afgerekend.” De industrie heeft nieuwe kostmodellen nodig om AM te versnellen. Na de hype van de laatste jaren is AM weer in de valley of death beland op de hype cycle, meent Jannis Kranz. De beweging omhoog, richting industrialisatie, is in zijn ogen echter begonnen. “Je supply chain digitaliseren met 3D printen kan dus nu al beginnen, zegt Pieter Ruijssenaars. Maar het is geen zwart wit verhaal. Niet alles zal geprint worden. Maar zorg dat je straks de keuze hebt. “AM is een goede optie voor bepaalde onderdelen. Het zal niet alles vervangen, maar de markt zal steeds beter worden.”
