Entwicklung eines Modells zur systematischen Identifikation von Anwendungsfällen für additive Fertigung

Abstract

Der Innovations- und Wettbewerbsdruck stellt Unternehmen vor die Herausforderung, die additiven Fertigungstechnologien wirtschaftlich sinnvoll einzusetzen, um abseits des Prototypenbaus, der den State-of-the-Art für diese Technologien darstellt, einen Kundenmehrwert und Prozesseffizienzsteigerungen im Wertschöpfungssystem generieren zu können. Additive Fertigungstechnologien bergen das Potenzial, komplette Wertschöpfungssysteme (bspw. durch Verschiebung der Produktion innerhalb der Supply-Chain oder durch direkte und interaktive Produktgestaltung vom Kunden) vollständig zu verändern. Im technologieorientierten Wettbewerb fehlt eine einfach anwendbare Systematik, um die Produkt- und Prozessanforderungen mit den Potenzialen der Technologie verbinden zu können. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Systematik, die aufbauend auf Produktfunktionsanforderungen, Technologierestriktionen, technologiespezifischen Bewertungskriterien und Technologiepotenzialen durch korrelationsmethodische Ansätze des Technologie- und Innovationsmanagements, die stufenweise Auswahl, Identifizierung und Priorisierung von neuen Anwendungsfällen für die additive Fertigungstechnologie ermöglicht und die Unternehmen bei der Identifizierung unterstützt. Nachdem die Anforderungen von Unternehmen an diese Systematik identifiziert und die Potenziale der Technologie, die Technologierestriktionen und die Auswahl-/Bewertungskriterien ermittelt und definiert wurden, konnten die Technologie- und Bauteilidentifikationsmethoden, mit denen die Systematik arbeitet, festgelegt werden. Aus den breiten Anforderungen an die Identifikationsmethodik wurden drei Ansätze entwickelt, die von einer kurzfristigen und operativen Umsetzung mit produktbezogenen Parametern bis zu einer strategischen Planung und langfristigen Umsetzung der Potenziale im Wertschöpfungssystem ihren Anwendungsbereich aufspannen. Die Vorgehensweise bei diesen Ansätzen wurde mit Hilfe von aktuellen Use Cases validiert und konkretisiert. Mit Hilfe der systematischen Ansätze ist es gelungen, den Unternehmen ein Tool in die Hand geben zu können, das sie bei der Identifikation von Anwendungsfällen, Potenzialen und Einflüssen im Kontext der additiven Fertigung unterstützt.

The pressure on innovation and competition places the challenge for companies to use the additive manufacturing technologies economically. A target for companies in the context of additive manufacturing is, to generate an added value for the customers and raise the process efficiency in the whole value creation system due to this technology. Additive manufacturing technologies have the potential to completely change entire value creation systems by shifting the production within the supply chain or by individualized customer-driven production on demand. An easy-to-use systematic, which links the product and process requirements of companies with the potentials of this innovative technology, is lacking in the technology-driven competition. The aim of this work was to develop a systematic model, which enables the step-by-step identification of use cases for companies, due to product requirements, technology restrictions, technology specific assessment criteria and potentials of the technology. Once the requirements of companies to the systematic model were identified and the potentials of the technology, the technology restrictions and the selection- /assessment criteria have been determined, the technology- and component-identification-methods for the systematic approach got defined. Because of the wide-ranging requirements to the systematic model, three approaches were developed. Their scope of application reach from a short-time operational realisation with product related parameters to a strategic planning and long-term realisation with value creation system related process parameters. The method of these approaches got validated by actual use cases. Due to these three systematic approaches, is it now possible, to provide companies with a tool, which helps them to identify new use cases, potentials and influences in the context of additive manufacturing.