Wie eine Cloud-basierte Fertigungsplattform als Dienstleistung die additive Fertigung effizienter und nachhaltiger gestalten kann

Konsep Inti

Eine Cloud-basierte Fertigungsplattform als Dienstleistung kann die additive Fertigung durch lokale und bedarfsgerechte Produktion effizienter und nachhaltiger gestalten.

Abstrak

Der Artikel stellt ein experimentelles Design vor, um die Machbarkeit und den Wert einer Cloud-basierten Fertigungsplattform für additive Fertigung zu evaluieren.
Zunächst wird ein Testbett beschrieben, das eine Verbindung zwischen Webshops, einer Cloud-Plattform und 3D-Druckern von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) herstellt. Dadurch können Kunden ihre Produkte lokal und bedarfsgerecht herstellen lassen, anstatt sie über lange Lieferketten zu beziehen.
Für die Kosten-Nutzen-Analyse werden sieben Kennzahlen vorgeschlagen, die verschiedene Aspekte abdecken: Betriebskosten der Webshops und Plattform, Energieverbrauch, Druckzeit, Materialverbrauch, Durchlaufzeit und Nachbearbeitungskosten. Diese Kennzahlen sollen den Einsatz unterschiedlicher 3D-Drucker in einem realen Fertigungsumfeld vergleichbar machen.
Darüber hinaus werden potenzielle Stakeholder in einem solchen additive Fertigungsökosystem identifiziert und ein Gewinnverteilungsmodell skizziert. Dieses basiert auf der Erkenntnis, dass eine genaue Preisgestaltung des Produkts (basierend auf der Kosten-Nutzen-Analyse) eine Voraussetzung für eine faire Gewinnverteilung zwischen den Beteiligten ist.
Abschließend wird ein Ausblick auf zukünftige Arbeiten gegeben, die das vorgestellte experimentelle Design umsetzen und evaluieren sollen.

Statistik

Viele Industriezweige sind durch ressourcenintensive Produktionsprozesse, lange globale Lieferketten und eine Tendenz zur Überproduktion gekennzeichnet.
Die COVID-19-Pandemie hat die Abhängigkeit von Produktionsstandorten in Schwellen- und Entwicklungsländern weiter verdeutlicht.
Gleichzeitig bevorzugen Kunden zunehmend regional und nachhaltig produzierte Produkte.

Kutipan

"Eine Cloud-basierte Fertigungsplattform als Dienstleistung (MaaS) könnte Kunden die Möglichkeit bieten, ihre eigenen maßgeschneiderten Produkte zu kaufen und lokal herstellen zu lassen, wobei ein Pay-per-Use- oder Pay-as-you-go-Abrechnungsmodell zum Einsatz kommt."
"Mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie könnte der MaaS-Ansatz bald Realität werden und KMU in die Lage versetzen, (oder 3D-drucken) maßgeschneiderte Produkte auf Abruf in unmittelbarer Nähe zum Kunden herzustellen."

Wawasan Utama Disaring Dari

Towards a Cost-Benefit Analysis of Additive Manufacturing as a Service

by Igor... pada arxiv.org 03-29-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.18882.pdf

Pertanyaan yang Lebih Dalam

Wie könnte eine Erweiterung des vorgestellten Ansatzes aussehen, um eine größere Bandbreite an additiven Fertigungstechnologien zu integrieren?

Um eine größere Bandbreite an additiven Fertigungstechnologien in den vorgestellten Ansatz zu integrieren, könnte eine Erweiterung des MaaS-Modells auf verschiedene Arten erfolgen. Zunächst könnte die MaaS-Plattform so konzipiert werden, dass sie nicht nur 3D-Drucker unterstützt, sondern auch andere additive Fertigungstechnologien wie selektives Lasersintern (SLS), Stereolithographie (SLA) oder Binder Jetting. Dies würde es ermöglichen, eine Vielzahl von Materialien und Fertigungsverfahren anzubieten. Darüber hinaus könnte die Plattform Schnittstellen und Protokolle bereitstellen, um die Integration neuer und zukünftiger additiver Fertigungstechnologien zu erleichtern. Eine umfassende Dateninfrastruktur könnte implementiert werden, um die Anforderungen verschiedener Technologien zu unterstützen und eine nahtlose Interaktion zwischen den verschiedenen Fertigungsprozessen zu gewährleisten.

Welche Herausforderungen ergeben sich bei der Skalierung des MaaS-Modells und wie können diese adressiert werden?

Bei der Skalierung des MaaS-Modells können verschiedene Herausforderungen auftreten, die sorgfältig angegangen werden müssen. Eine der Hauptprobleme ist die Gewährleistung der Skalierbarkeit der MaaS-Plattform, um eine steigende Anzahl von Transaktionen und Nutzern zu bewältigen. Dies erfordert eine robuste Architektur, die horizontal skalierbar ist und die Lastverteilung effizient handhaben kann. Des Weiteren müssen Datenschutz- und Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden, um die Integrität der Daten und die Privatsphäre der Nutzer zu schützen. Eine klare Governance-Struktur und klare Richtlinien sind erforderlich, um die Interaktion zwischen den verschiedenen Stakeholdern zu regeln und Konflikte zu vermeiden. Darüber hinaus ist eine kontinuierliche Überwachung und Optimierung der Prozesse notwendig, um eine reibungslose Skalierung sicherzustellen und Engpässe frühzeitig zu identifizieren und zu beheben.

Inwiefern könnten Erkenntnisse aus der Kosten-Nutzen-Analyse auch für andere Branchen als die Fertigung relevant sein?

Die Erkenntnisse aus der Kosten-Nutzen-Analyse im Kontext der additiven Fertigung und des MaaS-Modells könnten auch auf andere Branchen übertragen werden. Zum Beispiel könnten Unternehmen im Bereich des Gesundheitswesens von ähnlichen Analysen profitieren, um die Rentabilität von medizinischen Geräten oder individualisierten Prothesen zu bewerten. Im Bildungssektor könnten Bildungseinrichtungen die Kosten-Nutzen-Analyse nutzen, um die Einführung von innovativen Lehr- und Lernmethoden zu bewerten. Im Einzelhandel könnten Einzelhändler die Analyse verwenden, um die Rentabilität neuer Vertriebsmodelle oder personalisierter Produkte zu bewerten. Letztendlich können die Prinzipien der Kosten-Nutzen-Analyse auf verschiedene Branchen angewendet werden, um fundierte Entscheidungen zu treffen und die Effizienz und Rentabilität von Geschäftsmodellen zu verbessern.