Potenziale der additiven Fertigung für die Ersatzteil-Supply-Chain

Die bedarfsgerechte Versorgung mit Ersatzteilen ist entscheidend für die Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Primärprodukten. Zu den zentralen Herausforderungen der Ersatzteilversorgung zählen der schwer prognostizierbare Ersatzteilbedarf über lange Zeiträume, eine zunehmende Variantenvielfalt, die zu geringeren Bedarfsmengen pro Ersatzteilvariante führt, sowie die zeitliche und räumliche Dynamik des Ersatzteilbedarfs. Additive Fertigungsverfahren stellen einen vielversprechenden Lösungsansatz dar, indem sie eine wirtschaftliche Produktion kleiner Losgrößen und eine dezentrale Fertigung ermöglichen, die räumliche und zeitliche Distanzen überbrückt. Ziel dieser Arbeit war es, die Potenziale der additiven Fertigung für die Ersatzteil-Supply-Chain zu untersuchen. Hierzu wurde ein systematischer Ansatz entwickelt, der in drei Schritten umgesetzt wurde. Im ersten Schritt wurden die Basismerkmale der Ersatzteil-Supply-Chain und die zugrunde liegenden Planungsziele identifiziert. Auf dieser Grundlage erfolgte die Modularisierung und Beschreibung bestehender oder zukünftiger Elemente der Supply-Chain, darunter Produktions-, Lager- und Transportmodule sowie ein Produktionsplanungs- und steuerungsmodul. Diese Modularisierung ermöglicht eine flexible Abbildung verschiedener Konfigurationen der Supply-Chain und gewährleistet die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Anwendungsfälle. Im zweiten Schritt wurde eine Simulationsstudie durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit der Supply-Chain-Konfigurationen zu quantifizieren. Bewertet wurden die Dimensionen Kosten, Zeit, Flexibilität und Treibhausgasemissionen, die im Zielsystem der additiven Ersatzteilversorgung operationalisiert wurden. Ein Simulationsmodell, das ereignisdiskrete, agentenbasierte und systemdynamische Ansätze kombiniert, unterstützte den Planungs- und Entscheidungsprozess. Durch diese Multimethodensimulation konnten tiefere Einblicke in das Systemverhalten der Ersatzteil-Supply-Chain gewonnen werden. Der dritte Schritt beinhaltete den Vergleich und die Interpretation der simulierten Konfigurationen. Basierend auf einer individuellen Gewichtung der Zielgrößen wurden strategische Handlungsempfehlungen abgeleitet, um die geeignetste Konfiguration der Ersatzteil-Supply-Chain für die praktische Umsetzung zu identifizieren. Insgesamt zeigt die Arbeit, wie additive Fertigung durch flexible, wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen die Ersatzteilversorgung verbessern kann.