Additive Manufacturing (AM) ist eine Fertigungstechnologie, die zunehmend Bedeutung und Anwendung in unterschiedlichen Industriebranchen findet. Forschungs-und Entwicklungsschwerpunkte liegen derzeit vermehrt im Bereich der Technologie selbst. Während AM zur Prototypenherstellung bereits in Unternehmen eingesetzt wird, gibt es Anwendungsbereiche, deren Potenzial erst in den letzten Jahren erkannt wurde, z. B. die orts-und zeitunabhängige Herstellung von Ersatzteilen. Das Ersatzteilwesen zählt zu den Haupteinnahmequellen in vielen Industrieunternehmen, v. a. bei Maschinen-und Anlagenbauern. Nicht zuletzt wird dies durch immer länger werdende Produktlebenszyklen und neue Geschäftsmodelle, wie Pay-per-Use, verstärkt. Die Unternehmen stehen vor der Herausforderung, AM in die bestehenden Strukturen des Ersatzteilmanagements zu integrieren. Entscheidungen über den AM-Einsatz werden während des gesamten Produktlebenszyklus und über alle Funktionen des Unternehmens hinweg getroffen. Das hier skizzierte Forschungsprojekt verfolgt einen gestaltungsorientierten Ansatz zur Entwicklung einer IT-basierten Entscheidungsunterstützung. Der Beitrag zeigt die Ergebnisse einer explorativen Untersuchung und präsentiert die daraus abgeleiteten Anforderungen an eine IT-basierte Entscheidungsunterstützung zur Integration von AM in die Ersatzteilversorgung des Maschinen-und Anlagenbaus.
Additive Manufacturing (AM) ist eine Fertigungstechnologie, bei der Bauteile schichtweise hergestellt werden. Die AM-Technologie ermöglicht anders als konventionelle Fertigungstechnologien die Herstellung flexibler Geometrien mit hoher Genauigkeit und ohne nennenswerten Materialverlust. [1,2] Der Einsatz von AM bedingt nicht nur Veränderungen im Produktionsprozess -von der Konstruktion bis zur Nachbearbeitung [3] -, sondern auch in der übergeordneten Wertschöpfungskette. Der Aufbau dezentraler Produktionsstandorte lässt bestimmte Wertschöpfungsstufen entfallen und verändert den Informations-und Materialfluss. [4] Neben technischen Herausforderungen in der additiven Herstellung von Bauteilen sind durch den AM-Einsatz zusätzlich komplexe betriebswirtschaftliche Abläufe von Veränderungen betroffen. Speziell der Einsatz von AM in bestehenden Ersatzteilversorgungsstrukturen zeigt, dass neben Fragen über den wirtschaftlichen Einsatz der Fertigungstechnologie zur Herstellung von Ersatzteilen auch Fragen zur Gestaltung neuer Ersatzteilversorgungsprozesse aufkommen, z. B. bei der dezentralen Produktion der Ersatzteile in Kundennähe oder direkt beim Kunden. Aufgrund der unternehmensübergreifenden Strukturen und komplexen Abläufe wird die Ersatzteilversorgung tendenziell als zukünftiges AM-Anwendungsszenario gesehen und ist bislang geringfügig bis gar nicht in den Unternehmen etabliert. [5] Zur Gewährleistung der Ersatzteil-und Serviceexzellenz stehen die Unternehmen vor der Aufgabe, die Potenziale der Fertigungstechnologie wirtschaftlich einzusetzen und gleichzeitig die hierfür benötigten Prozesse neu zu gestalten.
IT-basierte Entscheidungsunterstützungssysteme werden derzeit vornehmlich für technologie-und produktionsbezogene Entscheidungen eingesetzt, etwa zur AMgerechten Konstruktion, bei der Analyse zur additiven Fertigbarkeit eines Bauteils, oder bei der Kalkulation der anfallenden Produktionskosten. [6][7][8] Es ist jedoch zu beachten, dass AM-bezogene Entscheidungen im Ersatzteilbereich, bspw. zur Optimierung der Ersatzteillogistik, strategischer Natur sind, was komplexere Entscheidungsprozesse mit mehreren Entscheidungsträgern und heterogenen Informationsbedarfen zur Folge hat. [5,9] Wollen Unternehmen das Potenzial von AM in der Ersatzteilversorgung nutzen und in etablierte Strukturen integrieren, müssen neue unbekannte Aufgaben durchgeführt und Entscheidungen getroffen werden, die vermehrt auch durch unstrukturierte Entscheidungsprozesse charakterisiert sind. Eine hierfür konzipierte ITbasierte Entscheidungsunterstützung soll idealerweise eine Verknüpfung bestehender Lösungen bereitstellen und ungewisse unstrukturierte Entscheidungen sowie konkrete strukturierte Entscheidungen, im Zusammenhang des Einsatzes von AM, in der Ersatzteilversorgung unterstützen. Ziel des Beitrags ist die Ableitung von Anforderungen an das zu entwickelnde IT-basierte entscheidungsunterstützende System.
Mit Hinblick auf das eben Genannte lautet die Forschungsfrage für den vorliegenden Beitrag wie folgt: "Wie kann ein Konzept für eine IT-basierte Entscheidungsunterstützung für Entscheidungen über die Integration von AM in bestehende Ersatzteilversorgungsstrukturen aussehen?" Der Beitrag orientiert sich an der gestaltungsorientierten Wirtschaftsinformatik, die sich der Design Science zuordnen lässt. [10,11] Die Anspruchsgruppe sind Unternehmen aus dem Maschinen-und Anlagenbau, die sich mit der Integration von AM in ihre bestehende Ersatzteilversorgung beschäftigen. Der Forschungsprozess deckt die Phasen Analyse, Design und Evaluation ab. Forschungsaktivitäten der Analysephase umfassen eine strukturierte Literaturanalyse in Anlehnung an [12,13] und eine quantitativ empirische Studie in Form einer Online-Befragung [14] mit 184 Teilnehmern aus der Industrie. Die Designphase baut auf den Erkenntnissen der Analysephase auf und umfasst u. a. eine qualitativ empirische Einzelfallstudie im Maschinen-und Anlagenbau [15,16]. Das betrachtete Unternehmen im Use Case hat bereits erste Erfahrungen mit dem Einsatz von AM und plant den Aufbau einer AMbasierten Ersatzteilversorgung. Neben einer ausführlichen Dokumentenanalyse wurden hier 35 leitfadengestützte Interviews geführt. Die Interviewpartner stammen aus unterschiedlichen Bereichen im Unternehmen, mit Fokus auf die Ersatzteilversorgung und der Technologieberatung. Zusätzlich betrachtete Bereiche umfassen die Entwicklung, den Einkauf, den Vertrieb, die IT sowie das Supply Chain Management. Die Erkenntnisse des Use Case dienen der Ableitung von Anforderungen an die zu entwickelnde IT-basierte Entscheidungsunterstützung und sind Bestandteil dieses Beitrags. Zukünftige Forschungsaktivitäten sind, neben weiteren Aktivitäten in der Designphase, Bestandteil der Evaluationsphase und demnach nicht Teil dieser Arbeit.
Die Erkenntnisse legen nahe, dass bei der Integration von AM in die bestehende Ersatzteilversorgung Entscheidungen auf strategischer und operativer Ebene [17,18] getroffen werden müssen. Entscheidungen auf operativer Ebene können sich z.