Dieser Blog ist der erste einer fünfteiligen Serie des Gastbloggers Lionel Grealou, Berater und Gründer von Xlifecycle Ltd und Autor des Blogs virtual+digital. Die Serie befasst sich mit der Schnittstelle zwischen PLM und der Prozessindustrie. In diesem einleitenden Beitrag tauchen wir in die entscheidende Rolle ein, die PLM-Daten bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit und des Erkenntnisgewinns von F&E- und Supply-Chain-Entscheidungen spielen.

PLM ist die Quelle für Entscheidungen in F&E und Supply Chain

Prozessindustrien wandeln Rohstoffe und Zutaten durch chemische, physikalische oder biologische Prozesse in Endprodukte um. Diese Industrien arbeiten typischerweise mit kontinuierlichen oder chargenorientierten Produktionsprozessen. Sie sind in hohem Maße auf eine präzise Produktionssteuerung angewiesen, um die Rückverfolgbarkeit und Konsistenz der Endprodukte zu gewährleisten, die in der Regel strengen regulatorischen Anforderungen unterliegen. Product Lifecycle Management (PLM) in der Prozessfertigung ist entscheidend, um Innovationen voranzutreiben und einen effizienten Betrieb zu gewährleisten – von der Verwaltung von Chargen, Rezepturen, Inhaltsstoffen, Mischungen, Rohstoffen, Halbfertig- und Fertigerzeugnissen bis hin zu Berichtswesen und Compliance.

In diesem Beitrag erläutere ich die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Prozessfertigung und diskreter Fertigung. Ich vergleiche die Strategien Make-to-Stock (MTS) und Make-to-Order (MTO) und untersuche die Implikationen aus der PLM-Perspektive.

Prozess- versus diskrete Fertigung

Bei der Prozessfertigung werden Güter durch irreversibles Mischen oder Kombinieren von Rohstoffen (z. B. Mischen, Erhitzen) hergestellt. Das Ergebnis ist ein chargenweiser Produktionsprozess mit einer Menge von Endprodukten anstelle von einzelnen Einheiten. Wichtige Merkmale sind:

  • Vordefinierte Formeln oder Rezepte, die für die Massenproduktion geeignet sind
  • PLM-Datenverwaltungsprinzipien in Bezug auf Inhaltsstoffe, Formelsteuerung, Einheitenumwandlung, Volumen und Gewicht
  • Gängige Produkte: Lebensmittel und Getränke, Pharmazeutika, Körperpflegeprodukte, Farben, Getränke, raffinierte Öle, Gummi und Kunststoffe, Reifen und Metalle

Bei der diskreten Fertigung werden Komponenten zu einzelnen Endprodukten zusammengefügt, die zerlegt oder wieder zusammengesetzt werden können (z. B. durch Montieren, Fügen, Schweißen). Wichtige Merkmale sind:

  • Sequenzielles Produktionsrouting, das in Workflows für die Personalisierung oder Massenproduktion umgewandelt wird
  • PLM-Datenmanagementprinzipien in Bezug auf Teile, Stücklisten (BOMs), Vorrichtungen und Personalisierung
  • Gängige Produkte: Ausrüstung, Geräte, Elektronik, High-Tech-Produkte, Transportprodukte und Industrieroboter

Einige Produkte kombinieren Elemente aus der Prozessfertigung und der diskreten Fertigung, z. B. pharmazeutische Produkte oder Unterhaltungselektronik, bei denen die chemische Verarbeitung von Materialien und die Montage von Komponenten erforderlich sind. Dieser hybride Ansatz erfordert ein integriertes PLM-Ökosystem, um unterschiedliche Datentypen zu verwalten und Konsistenz, Qualitätskontrolle und effiziente Zusammenarbeit zu gewährleisten.

Make-to-Stock versus Make-to-Order

MTS ist eine traditionelle Produktionsstrategie, bei der Güter auf der Grundlage von Nachfrageprognosen produziert und bis zum Verkauf gelagert werden. Dieser Ansatz verlässt sich stark auf genaue Nachfrageprognosen, um zu hohe oder zu niedrige Lagerbestände zu vermeiden, die sich auf die Rentabilität auswirken können. Zum Beispiel:

  • Unterhaltungselektronik: Unternehmen wie Apple produzieren standardisierte Produkte wie iPhones und iPads in großen Stückzahlen auf Basis der erwarteten Nachfrage, um die Verfügbarkeit im Einzelhandel zu gewährleisten.
  • Pharmazeutische Produkte: Unternehmen wie Pfizer produzieren gängige Medikamente wie rezeptfreie Schmerzmittel und Allergiemedikamente in großen Chargen entsprechend der erwarteten Nachfrage, lagern sie und vertreiben sie an Apotheken.
  • Lebensmittel und Getränke: Marken wie Coca-Cola produzieren Getränke in großen Mengen, um die Verfügbarkeit der Produkte in den Regalen des Einzelhandels zu gewährleisten.

MTO ist eine Produktionsstrategie, bei der erst nach Eingang einer Kundenbestellung mit der Fertigung begonnen wird, was ein hohes Maß an Individualisierung ermöglicht. Diese Strategie führt zu kleineren Bestellmengen, höheren Stückkosten und längeren Lieferzeiten. Zum Beispiel:

  • Luft- und Raumfahrt: Unternehmen wie wie Boeing und Airbus stellen Verkehrsflugzeuge nach spezifischen Kundenanforderungen her, mit maßgeschneiderten Konfigurationen wie Sitzanordnungen und technologischen Merkmalen.
  • Automobilindustrie: Unternehmen wie Rolls-Royce stellen Fahrzeuge nach Kundenwunsch her und beginnen mit der Produktion erst nach Auftragseingang, was einen hohen Grad an Personalisierung ermöglicht.

Während MTS eine schnelle Verfügbarkeit der Produkte durch Lagerhaltung sicherstellt, besteht das Risiko einer Überproduktion und zusätzlicher Kosten, wenn die Prognosen ungenau sind. Im Gegensatz dazu minimiert MTO die Lagerbestände und -kosten, erfordert aber, dass die Kunden auf die Produktion und Lieferung warten, wie bei maßgefertigten Möbeln und Luxusautos. Beide Strategien erfüllen unterschiedliche Marktanforderungen: MTS ist ideal für Produkte mit stabiler und vorhersehbarer Nachfrage, während MTO Flexibilität und Anpassung für Nischenmärkte bietet. Die Wahl zwischen MTS und MTO hängt von der Art des Produkts, den Marktanforderungen und den betrieblichen Fähigkeiten ab, da jede Strategie ihre eigenen Vorteile und Herausforderungen hat.

Die Rolle von PLM in der MTS-Innovation

PLM integriert alle Aspekte der Produktentwicklung vom ersten Entwurf bis zur Produktion und zum Vertrieb, optimiert Prozesse, verbessert die Zusammenarbeit und gewährleistet die Einhaltung von Vorschriften. Dieser Ansatz verbessert die Effizienz, verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung und unterstützt kontinuierliche Innovation und Anpassungsfähigkeit:

  • Prozessfertigung: basiert auf Rezepturen oder Formeln, Maßumrechnungen und Skalierbarkeit. Die Verwaltung von Stücklisten und zugehörigen Prozessen sorgt für Konsistenz und Effizienz.
  • Hybride Produkte: Integrieren sowohl Prozess- als auch diskrete Fertigung, erhöhen die Komplexität und die regulatorische Konformität und erfordern eine sorgfältige Koordination.
  • Massenproduktion: In der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie wird MTS aufgrund der Anforderungen der Massenproduktion häufig für formulierte Produkte eingesetzt.
  • ROI-Maximierung: Effektives PLM optimiert jede Phase des Produktlebenszyklus von der Produktion bis zur Außerbetriebnahme und steigert so die Rentabilität.

Darüber hinaus sind die Automatisierungsmöglichkeiten im Kontext der MTS-Fertigung enorm, insbesondere durch die Integration von PLM-Systemen, um die Bedarfsplanung zu verbessern, die Produktionseffizienz zu optimieren und die Entscheidungsfindung zu verbessern:

  • Verbesserte Bedarfsplanung: PLM-Systeme ermöglichen es, historische Daten und Markttrends zu analysieren, genaue Bedarfsanalysen zu erstellen, angemessene Lagerbestände aufrechtzuerhalten und das Risiko einer Über- oder Unterproduktion zu reduzieren.
  • Prozessoptimierung: PLM hilft, Ineffizienzen in der Produktion zu identifizieren, Verbesserungen vorzuschlagen und Prozesse kontinuierlich zu überwachen und anzupassen, um optimale Produktionsniveaus zu gewährleisten, Materialverschwendung zu reduzieren und die Effizienz zu steigern.
  • Bessere Entscheidungsfindung: PLM bietet Echtzeiteinblicke und prädiktive Analysen, die es den Herstellern ermöglichen, schnell auf Marktveränderungen zu reagieren, den Ressourceneinsatz zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen.
  • Qualitätskontrolle und Compliance: PLM-Systeme stellen sicher, dass Produkte hohen Standards und regulatorischen Anforderungen entsprechen, indem sie Mängel und Inkonsistenzen in Echtzeit erkennen und so das Risiko von Rückrufaktionen und Compliance-Problemen reduzieren.
  • Anpassung und Personalisierung: Durch die Analyse von Kundenpräferenzen und -feedback ermöglicht PLM eine bessere Anpassung und Personalisierung von Produkten, was die Kundenzufriedenheit und -bindung erhöht.

PLM spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der Komplexität der MTS-Fertigung. PLM ist die Quelle für F&E- und Supply-Chain-Entscheidungen und bietet einen zentralen Rahmen für die Verwaltung von Produktdaten, Prozessen und Compliance. PLM stellt sicher, dass Unternehmen effizient Innovationen vorantreiben, hohe Qualitätsstandards aufrechterhalten und schnell auf Marktanforderungen reagieren können. Diese Anpassungsfähigkeit ist entscheidend, um in vielfältigen und dynamischen Produktionsumgebungen und erst recht in stark regulierten Märkten einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen.

Ich lade Sie ein, sich die Aufzeichnung der ersten Folge der Serie „Pulling the Digital Thread“, „Exploring the Transformation to the Digital Enterprise„, anzusehen. Es war mir eine Ehre, an der Eröffnungsdiskussion teilzunehmen.

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