Produktionsrückverlagerung in Konsumgüterindustrie mit agiler Automatisierung

Konsumgüterhersteller haben in der Vergangenheit die Nachfrage der Verbraucher nach preisgünstigen Produkten durch Auslagerung in Niedriglohnländer befriedigt. Steigende Kosten, Produktionsverzögerungen und Unterbrechungen der Lieferkette haben die Rückverlagerung notwendig gemacht.

Konsumgüterhersteller können die Produktion mit agiler Hochgeschwindigkeits-Automatisierung gewinnbringend rückverlagern. Agile Montagetechnologie optimiert die Maschinenauslastung und ermöglicht es, mehrere Produkte und Varianten auf einer Maschine zu montieren. Durch die Nutzung der digitalen Automatisierung können Hersteller die sich ändernden Verbraucherwünsche erfüllen, die Produktqualität verbessern, die Produktentwicklungszeit verkürzen und die Markteinführung beschleunigen.

Herausforderung

Auslagerung – Eine gescheiterte Strategie

In den letzten 30 Jahren haben Konsumgüterhersteller die Nachfrage der Verbraucher nach kostengünstigen Produkten durch Auslagerung der Produktion in den asiatisch-pazifischen Raum und in Niedriglohnländer befriedigt. Inzwischen sind die Löhne und andere Kosten in den Niedriglohnländern gestiegen, so dass die Unternehmen versuchen, ihre Ausgaben zu senken, was sich manchmal auf die Qualität auswirkt. Höhere Kosten, Bedenken hinsichtlich der Qualitätskontrolle, lange Produktionsverzögerungen und Unterbrechungen der Lieferkette haben die Auslagerung zu einer Herausforderung gemacht.

Gleichzeitig hat das sich in kurzer Zeit das Verbraucherverhalten geändert, mit dem Ergebnis einer starken Nachfrage nach vielen verschiedenen Konsumgütern bei geringen Stückzahlen und hohem Mischungsverhältnis. Die Bewältigung dieser Herausforderungen war in Nordamerika mit herkömmlicher Montageautomationstechnik schwierig. Herkömmliche Anlagen sind entweder Hochgeschwindigkeitsanlagen mit großen mechanischen Plattformen, denen es an Flexibilität fehlt, oder flexiblere Paletten und Roboter, die jedoch langsam sind. In beiden Fällen können sich die Hersteller von Konsumgütern nicht effektiv an die sich schnell ändernde Nachfrage der Verbraucher nach einzigartigen Produkten anpassen.

COVID-19 hat die Lieferkette stark belastet, diese Probleme aufgedeckt und zentrale Verbindungen der Lieferkette unterbrochen. Mehr als 85 % der Unternehmen haben mit unzureichenden digitalen Technologien in der Lieferkette zu kämpfen. 75 % der Unternehmen haben Probleme bei der Herstellung und dem Vertrieb von Produkten, die in Zukunft geändert werden müssen (Knut et al., 2020), und 48 % haben Verzögerungen bei Planungsentscheidungen aufgrund von Telearbeit erlebt. Insgesamt kostete COVID-19 die Lieferkette bis zu 4 Billionen USD an Wert (Investable Universe, 2021). Diese Belastungen und Schäden in der Lieferkette haben die Auslagerung unerwünscht gemacht und die Rückverlagerung ins Zentrum der Aufmerksamkeit gerückt.

Kundenbedürfnisse

Konsumgüterhersteller sind mit turbulenten Marktbedingungen konfrontiert. Mehr denn je haben unkontrollierbare Faktoren aus dem Ausland, gepaart mit einem veränderten Verbraucherverhalten und einer gestiegenen Nachfrage, die Notwendigkeit einer Rückverlagerung deutlich gemacht. Um in Nordamerika erfolgreich zu sein, reicht Automatisierung allein nicht aus; sie muss mit Agilität und Flexibilität einhergehen. Agile Automatisierung ermöglicht es den Unternehmen, mehrere Produkte lokal auf einer Maschine zu montieren, um den sich ändernden Verbraucherwünschen gerecht zu werden und termingerechte Lieferungen zu ermöglichen.

Der zunehmende Termindruck wirkt sich auf die Entwicklungszeit aus und steigende Kosten drücken die Gewinnmargen. Daher versuchen die Konsumgüterhersteller, das Risiko zu verringern, indem sie die Entwicklungszeit verkürzen und die Markteinführung beschleunigen. Dafür ist es unabdingbar, die Maschinenauslastung zu erhöhen, den Platzbedarf zu reduzieren und die Produktqualität zu verbessern. Die Zukunft ist eine maßgeschneiderte Produktion mit kleineren Stückzahlen und der Montage von Endprodukten, wo und wann sie benötigt werden.

Partner

ATS Industrial Automation: Erfahrung ist ein Mehrwert

ATS Industrial Automation ist ein weltweit führender Anbieter von Automatisierungslösungen mit mehr als 45 Jahren Erfahrung bei der Bewältigung der Herausforderungen unserer Kunden. ATS setzt gezielte Automatisierungslösungen ein, um einfache und komplexe Prozesse zu stabilisieren und zu steuern und so den Kunden Planungssicherheit zu geben. Mit seiner Erfahrung in allen Schritten der Konsumgütermontage ist ATS Industrial Automation ein Partner, der gemeinsam mit seinen Kunden Prozesse erarbeitet und Automatisierungslösungen für die Konsumgütermontage entwickelt.

Lösung: Symphoni™: Automatisierungstechnik für agile, digital Hochgeschwindigkeitsmontage

In der Vergangenheit mussten sich Hersteller zwischen einer kontinuierlichen Bewegung, Drehscheiben oder Paletten und Robotern entscheiden – das ist inzwischen nicht mehr so.

Symphoni™ wurde 2012 entwickelt und ist Eigentum von ATS. Es handelt sich um eine bewährte, leistungsstarke digitale Montageautomatisierungstechnik, die seit 2013 auf dem Markt ist und den Standard für die digitale Montage setzt.

Die Geschwindigkeit von Symphoni™ ist gleich oder höher als die von Maschinen mit kontinuierlicher Bewegung, und die Flexibilität entspricht der
von Paletten und Robotern. Hersteller können Symphoni™ für eine schnelle und agile Montage ohne
herkömmliche Einschränkungen nutzen. Heute ist diese markterprobte Technologie für eine breite Palette von Produkten in
Handheld-Größe konfigurierbar, die von einfach bis komplex reichen.

Glückliche Kunden: Drei Fallstudien

Diese drei Fallstudien zeigen, wie Konsumgüterhersteller mithilfe von Symphoni™ die Montage rentabel nach Nordamerika zurückverlagert haben.

Fallstudie 1

Die erste Fallstudie handelt von einem US-amerikanischen Konsumgüterhersteller, der als Reaktion auf die COVID-19-Krise Desinfektionsprodukte herstellte.

Zuvor hatte der Hersteller alle Bauteile, Teilkomponenten und den größten Teil der Montage aus asiatischen Niedriglohnländern bezogen. Als die COVID-19-Fälle in Asien zunahmen, stieg die Nachfrage nach Desinfektionsprodukten in diesen Ländern. Daraufhin geriet die nordamerikanische Lieferkette unter Druck, und Teile wurden knapp. Der Anstieg der COVID-19-Fälle in Nordamerika gab den Ausschlag für die Entscheidung, vor Ort zu montieren.

Ein Vergleich von konventionellen Paletten und Robotern mit Symphoni™ zeigte, dass Symphoni™ ein Drittel der Stellfläche benötigt, ein Drittel der Größe hat, weniger Personal zur Bedienung benötigt und weniger kostet.

Bei kontinuierlich arbeitenden Maschinen konnten Änderungen am Produktdesign nicht berücksichtigt werden. Symphoni™ zeichnet sich durch schnelles Umrüsten und einfache Werkzeugbestückung aus. Es kann problemlos Änderungen am Produktdesign und Varianten übernehmen, und die Neukonfiguration ist viel schneller und kostengünstiger als bei herkömmlichen Automaten. Dank des digitalen Charakters von Symphoni konnte dieser Kunde alle Montagevorgänge auf einer Maschine belassen und kostspielige Verzögerungen vermeiden, die mit der Verlagerung des Montageprozesses auf eine andere Maschine verbunden sind.

Prozessbegleitende Tests und Tests am Prozessende dienen zur Überprüfung aller auf der Symphoni™-Linie gefertigten Teile und gewährleisten, dass nur gute Teile die Linie durchlaufen. Dank dieser integrierten Prüfung musste der Kunde keine kostspieligen Werkzeugmaschinen nachrüsten, die mit einer herkömmlichen Automatisierung einhergehen. In diesem Fall wurde durch Dichtheits- und Funktionsfähigkeitstests sichergestellt, dass die Produktpumpe auch bei heißen Temperaturen funktionierte und die Saugleistung der Pumpe erhalten blieb. Diese Tests wurden durch eine visuelle Qualitätsprüfung der Maschine ergänzt.

Symphoni™ ist schnell. Bei diesem Kunden erreichte die Montage 300 Teile pro Minute oder mehr als 100 Millionen Teile pro Jahr, und es wurden auch Funktionstests für Durchfluss und Druck bei diesen Geschwindigkeiten durchgeführt.

Fallstudie 2

In der zweiten Fallstudie geht es um einen Kunden, der an der Montage von COVID-19-Impfstoffspritzenkolben beteiligt war. Zum Zeitpunkt der Montage hatte die Pandemie gerade erst begonnen, und die Impfstoffproduktion war begrenzt. Die Markteinführungszeit war also entscheidend.

Bei der Montage wird eine vorgefüllte Glasspritze mit steriler Flüssigkeit in den Autoinjektor eingeführt. Die meisten Impfstoffspritzen haben einen inhärenten Totraum zwischen der Nadelspitze und der Kolbendichtung. Symphoni™ hat einen präzisen und streng kontrollierten automatisierten Prozess für das Befüllen der Spritzen entwickelt, bei dem deutlich weniger Abfall entsteht und aus jeder Ampulle eine zusätzliche Impfstoffdosis gewonnen wird. Auf diese Weise wurde die Verfügbarkeit des Impfstoffs erhöht. Die Standardisierung und Modularität von Symphoni™ ermöglichte die Bereitstellung von Kolben für weitere nachgelagerte Automatisierungen, so dass dieser Station zwanzig Wochen nach dem Start weitere Geräte nachgelagert waren.

Symphoni™ lief mit 360 Teilen pro Minute dreimal so schnell wie herkömmliche Maschinen bei der Herstellung eines ähnlichen Produkts. Außerdem konnte der Platzbedarf im Vergleich zu einer herkömmlichen Automatisierungslösung um 50 % reduziert werden, und die Gesamtanlageneffektivität (MOEE) der Maschine lag beim Abnahmetest (Site Acceptance Test, SAT) bei 98,55 %.

Fallstudie 3

In der dritten Fallstudie geht es um einen Kunden, der zwanzig Varianten eines Steckverbinders herstellt, die auf neun langsamen Drehscheibenmaschinen montiert werden. Die Herausforderung für den Kunden bestand darin, die Arbeitskosten und den Platzbedarf zu reduzieren und gleichzeitig den aktuellen Produktionsausstoß beizubehalten.

Die Umstellung auf eine Symphoni™-Plattform ermöglichte es dem Kunden, neun Maschinen in einer Maschine zusammenzuführen, die mit 250 Teilen pro Minute arbeitet. In diesem Szenario war für den Kunden die Möglichkeit wichtig, in der gleichen Schicht schnell die Berührungswerkzeuge zu wechseln und mehrere Produktlinien zu produzieren; der Werkzeugwechsel dauerte weniger als 5 Minuten. Dieser Kunde erzielte eine Arbeitsersparnis von 90 %, eine Platzersparnis von 80 % und räumte Hindernisse für die Expansion seines Unternehmens aus dem Weg.

Konsumgüterhersteller können die Produktion rentabel rückverlagern

Die Rückverlagerung ist eine Notwendigkeit. Symphoni™ ist eine transformative digitale Montagetechnologie und vereint die besten Eigenschaften aller herkömmlichen Montagetechnologien. Sie verfügt über die hohe Geschwindigkeit und Effizienz von Maschinen mit kontinuierlicher Bewegung und die Flexibilität von Robotern und Paletten.

Konsumgüterhersteller benötigen die Präzision, Flexibilität und hohe Geschwindigkeit, um mehrere Produkte lokal auf einer Maschine zu montieren, um die sich ändernde Verbrauchernachfrage zu befriedigen und um die Produkte termingerecht (Just-in-Time, JIT) bereitzustellen. Symphoni™ unterstützt die Lokalisierungsstrategien der Hersteller und gibt ihnen die Flexibilität, schnell auf Kundenwünsche zu reagieren und diese zu erfüllen.

Der Abbau von Automatisierungsrisiken und die Verkürzung der kostspieligen Entwicklungszeiten ist für Konsumgüterhersteller erfolgsentscheidend. Die Unternehmen können die digitale Natur, die hohe Standardisierung und die Skalierbarkeit von Symphoni™ nutzen, um ihr Risiko zu verringern, die kostspielige Entwicklungszeit zu verkürzen und die Markteinführung zu beschleunigen.

Symphoni™ ist eine Montagetechnologie mit hohem Durchsatz, die die Maschinenauslastung optimiert, den Platzbedarf reduziert, die Wartungskosten senkt und die Produktqualität verbessert und damit die niedrigsten Gesamtbetriebskosten bietet.

Verweise

Investable Universe. (2021). New Report Puts A Not-So-Pretty Price Tag On 2020 Supply Chain Disruptions. https://investableuniverse.com/2021/03/24/supply-chain-disruptions-us-european-companies-gep-economist/

Knut, A., Gupta, R., and Trautwein, V. (2020). Resetting supply chains for the next normal. McKinsey & Company. https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/resetting-supply-chains-for-the-next-norma