Wie Mass Customization künftig Fertigungsmodelle auf den Kopf stellt

Vom selbst konfigurierten Auto bis zur Zahnkrone aus dem Drucker - Mass Customization ist ein Megatrend des 21. Jahrhunderts. Das hat zwei wichtige Konsequenzen: Zum einen sprießen immer mehr Unternehmen aus dem Boden, die sich Mass Customization auf die Fahne schreiben, obwohl ihre Fertigung noch alles andere als skalierbar ist. Zum anderen ändert sich dadurch die industrielle Wertschöpfungskette: Aus einer prozessorientierten Fertigung wird eine kundengetriebene.

Besonders in Deutschland boomt der Markt der individuell gefertigten Produkte, wie die Untersuchung   der Fachhochschule Salzburg    und der RWTH Aachen   von 500 Onlinediensten aus dem Bereich zeigt. Die Studie macht deutlich, dass sogar der US-amerikanische Internetmarkt, der in der Regel dem deutschen um Jahre voraus ist, dem deutschen bei Mass Customization hinterherhinkt. Dem Internetbusiness, intelligenten Softwaresystemen und immer mehr auch dem 3D-Druck sei Dank. Wo die Reise individueller Massenproduktion hingeht und wo noch Verbesserungspotenzial steckt.

Wie eine iBusiness-Analyse  zeigt, ist der Markt für Mass-Customization-Produkte noch lange nicht gesättigt. Vor allem für Start-ups, aber auch für alteingesessene Unternehmen, die damit ihre Produktpalette erweitern wollen, bietet sich noch viel Potenzial im Bereich der individuellen und trotzdem in Masse produzierten Waren.

Gleichzeitig bedarf es innerhalb dieses Marktes noch einiger Verbesserungen: Denn auch wenn es "Mass" heißt, haben die Herstellungspraktiken vieler Unternehmen in dem Bereich nichts mit Massenproduktion zu tun.

Zwar muten die 3D-Konfiguratoren auf vielen Websites vollautomatisiert und digital an, aber die Fertigung ist es in vielen Fällen noch lange nicht. Denn oftmals wird der Bestellzettel nach Auftragseingang ausgedruckt, an die Produktion weitergegeben und die Arbeitsschritte dort mit Bleistift abgehakt, bevor die Ware verpackt und zur nächstgelegenen Poststelle chauffiert wird. Je kleiner und jünger das Mass-Customization-Unternehmen, desto wahrscheinlicher handelt es sich um Manual statt Mass Customization.

Noch ist "Mass Customization" eher "Manual Customization"

Max Wittrock , einer der Geschäftsführer von Mymuesli.de   , erzählt von den Anfängen seines Unternehmens: "Wenn damals eine Bestellung reinkam, dann hat man sie sich wirklich ausgedruckt, neben eine Waage gelegt, hat eine Dose darauf gestellt, und dann hat man angefangen: 40 Gramm Haferflocken, Rosinen und so weiter." Anschließend hätten er und sein Team die Adresse per Hand auf das Postetikett geschrieben und irgendwann wurde das Paket zur Post getragen.

Klar, dass es bei dieser Art der Produktion schnell zu Skalierungsproblemen kommt. Deshalb musste das Passauer Unternehmen mehrere Male umziehen und ließ sich schließlich eine speziell entwickelte Abfüllmaschine   bauen, die automatisch 80 verschiedene Müslisorten nach den Wünschen der Kunden zusammenmischt. 2011 wurde sie in Betrieb genommen. Damit kann das Unternehmen "viele tausend Müslis in wenigen Tagen" herstellen. Frank Steiner   von der RWTH Aachen analysiert: "An diesem Beispiel sieht man sehr schön, wie die Fähigkeit des Unternehmens Schritt für Schritt mit der technischen Entwicklung wächst." Der Wirtschaftsingenieur forscht am Lehrstuhl für Technologie und Innovationsmanagement zum Thema Mass Customization im B2B-Umfeld. "Die Lösung ist auch im Fall Mymuesli ein höherer Grad an Automatisierung."

Mass Customization heißt vor allem eines: Skalierbarkeit

Laut Frank Steiner wird Mymuesli erst mit der neuen Abfüllanlage zu einem richtigen Mass-Customization-Anbieter, denn erst jetzt erfüllt der Händler die drei Kriterien, die ein solches Geschäftsmodell seiner Auffassung nach erfüllen muss:

1. Der Kunde muss ein individualisiertes Produkt bestellen können. Das heißt aber nicht, dass jede erdenkliche Kombination oder Lösung im Angebot sein muss. Es sollte aber einen zuvor definierten Lösungsraum geben, der eine Reaktion auf heterogene Kundenbedürfnisse im Markt darstellt.
   
   
2. Die Leistungserbringung für diese individuellen Güter muss so effizient sein, dass die Kostenstruktur nicht zu erheblich höheren Kosten als bei einem vergleichbaren Massenprodukt führt. Das kann man oftmals durch Automatisierung erzielen, aber das heißt nicht, dass die komplette Leistungserbringung vollautomatisch ablaufen muss.
   
   
3. Die Zahl der bedienbaren Kunden muss so groß sein, wie bei einem Massenangebot. Man sollte Mass Customization nicht von Anfang an als eine Nischenlösung ansehen, sondern die Leistungserstellung so skalierbar gestalten, dass auch eine große Anzahl von Kunden mit individuellen Produkten bedient werden kann.

Deindesign, Betreiber der Onlineshops 123skin.de   und Designskins.com   , demonstriert, wie die Produktion auf Kundenwunsch trotz eines hohen Automatisierungsrades funktioniert: "Die Generierung der Druckdaten für unsere Designfolien, Cases und Taschen funktioniert automatisiert und ohne manuellen Eingriff, direkt nachdem die Bestellung in unserem System eingegangen ist" erläutert Geschäftsführer Kyan Noack . Die folgende Produktionskette sei, was die Datenübergabe und Ansteuerung der Produktionsmaschinen sowie die Weiterverarbeitung mittels Schneideplottern betrifft, ebenfalls automatisiert - auch wenn Mitarbeiter die physischen Produkte zwischen den jeweiligen Fertigungsschritten manuell übergeben würden.

Bei vielen Anbietern, die seiner Definition von Mass Customization entsprechen, ist die Herstellung aber zu einem weitaus geringeren Teil automatisiert. Drei Beispiele dafür sind der Anbieter von Maßmode Eterna   , der Sportartikelhersteller Adidas   und der Autobauer Audi   :

Eterna:
Der Onlineshop aus Passau lässt seine Kleidungsstücke nach Kundenwunsch in Europa fertigen. "Der Ablauf von Bestellungen bis hin zum Auftragseingang läuft natürlich automatisch", berichtet ein Sprecher. "Der Auftragseingang wird automatisch über CAD an die Produktion weitergeleitet." Aber viele Schritte in der weiteren Herstellung erfolgen nicht automatisch. Das werde sich auch in Zukunft nicht so schnell ändern, ist man sich sicher: "Es gibt keine vollständige Automatisierung in der Bekleidungsfertigung weltweit und die wird es auch nicht geben."

Adidas:
Ähnlich sieht es bei Adidas aus. Der Hersteller bietet seinen Kunden mit dem Programm mi adidas   an, sich Sportschuhe nach eigenem Gusto zu designen. "Die Datenübermittlung eines individuell designten Produktes funktioniert vollautomatisch. Die Produktion hingegen nicht; hier sind manuelle Eingriffe notwendig", berichtet ein Sprecher des Unternehmens. Aber das sei - wenn auch in geringerem Maße - ebenfalls bei den Standardprodukten der Fall. Wie groß der Aufwandsunterschied zwischen Standard- und individuellem Produkt ist, will Adidas nicht beziffern, weil das außerdem stark vom Modell abhänge.

Audi:
Auch in der Automobilindustrie packen weiterhin Menschen an - obwohl sie das Paradebeispiel standardisierter Massenproduktion ist. Immerhin hat der Gründer der Ford Motor Company, Henry Ford, einer Legende zufolge den Satz geprägt: "Sie können jede Farbe haben, solange es Schwarz ist." Heute ist die Autobranche eine der wenigen Branchen, in der Mass Customization in ganz großem Stil betrieben wird. Vor allem bei hochpreisigeren Modellen gibt es kaum noch Standardmodelle. Dafür haben die Hersteller ausgehend von der effizienten Massenproduktion die Prozesse immer weiter modularisiert, sodass heute jedes Auto individuell gefertigt werden kann, ohne dass Geschwindigkeit oder Qualität leiden. Kathrin Feigl , Pressesprecherin bei Audi bestätigt dies: "Ein Audi setzt sich aus mehreren tausend Teilen zusammen, und praktisch jeder ist ein Unikat." Mit Skalierbarkeit hat der oberbayerische Hersteller dabei keine Probleme - auch wenn nicht alles vollautomatisch abläuft   : Laut der Kommunikationsleiterin fährt in Ingolstadt bei drei Produktionslinien alle 30 Sekunden ein Audi vom Band.

An diesen Beispielen wird deutlich, dass Produktion in vielen Bereichen nicht komplett automatisiert funktioniert. "Daher ist es in meinen Augen ein unzulässiger Vergleich, nur dann von Mass Customization zu sprechen, wenn diese Vollautomatisierung erreicht wird", sagt Frank Steiner. Trotzdem ist eine problemlose Skalierung der Produktionsmengen möglich. Beim Beispiel Mymuesli würde es bedeuten, dass sich die Passauer eine weitere Abfüllmaschine zulegen müssten. Doch wie es bei dem Müslianbieter der Fall war, müssen sich viele Customization-Start-ups langsam an die Skalierbarkeit herantasten - und entwickeln sich erst mit den steigenden Verkaufszahlen immer mehr zu Mass-Customization-Unternehmen.

Mass Customization kann langfristig die industrielle Fertigung auf den Kopf stellen

Was aber alle Customization-Anbieter gemeinsam haben, ist, dass sie die Wertschöpfungskette der Massenproduktion - erst wird produziert, dann verkauft - wieder umkehren. 'Wieder', weil bis zur industriellen Revolution Mitte des neunzehnten Jahrhunderts die meisten Waren auf Anfrage durch Handwerker hergestellt wurden. Mass Customization rollt diese Vorgehensweise im 21. Jahrhundert neu auf: Erst kauft der Kunde, dann produziert der Hersteller. Das bedeutet, dass sich dadurch die Anforderungen beim Erheben der Kundenbedürfnisse, in der Produktion und bei der Logistik ändern:

• Kundenbedürfnisse:
  Bei der Massenproduktion werden die Wünsche der Kunden, die zum Beispiel aus einer Marktstudie hervorgehen, auf den kleinsten gemeinsamen Nenner gebracht. Nach diesem Nenner wird produziert. Anschließend kann der Hersteller nur noch hoffen, dass der Kunde seine Waren hoffentlich auch kauft. Bei Mass Customization dagegen muss der Hersteller mit jedem einzelnen Kunden in Interaktion treten. Erst der sagt ihm, was er überhaupt herstellen soll. Bei dieser Kommunikation helfen häufig Online-Konfiguratoren. Da sie erst mit der Verbreitung des Internets aufgekommen sind, wäre die heutige Form der Mass Customization noch vor wenigen Jahren gar nicht möglich gewesen.
  
  
• Produktion:
  In der Produktion ändern sich die Anforderungen dahingehend, dass der Hersteller wesentlich flexibler sein muss. Häufige Umrüstungen der Maschinen - eventuell nach jedem einzelnen Artikel - dürfen kein Problem sein. Genauso muss das Unternehmen mit Peaks bei den Bestelleingängen umgehen können, oder mit Produktionsflauten. Damit das Umrüsten und Skalieren nicht zu aufwändig und teuer wird, muss der Hersteller seine Prozesse standardisieren.
  
  
• Logistik:
  Während Massenproduzenten weit im Voraus planen können, welche und wie viele Zulieferteile sie wann brauchen, muss das Bestellen der zu verarbeitenden Teile für Mass Customization flexibler gehandhabt werden. Zwar mag es Branchen geben, in denen auch bei der individuellen Fertigung der Bedarf vorhersehbar ist - etwa bei Druckerfarbe oder -masse - aber in vielen Fällen muss ein Teil der Flexibilität auf die Zulieferer abgewälzt werden.
  
  Zum Beispiel der PC-Hersteller Dell   , der seinen Kunden konfigurierbare Computer anbietet, hat dafür ein spezielles Logistiksystem entwickelt. Die Zulieferer sollten Logistikzentren in der Nähe der Dell-Produktionsstandorte einrichten und sicherstellen, dass georderte Teile innerhalb von 90 Minuten geliefert werden können. Damit schiebt der Hersteller nicht nur die Lagerkosten an den Zulieferer ab, sondern auch das Risiko der Überproduktionen. Weil es mit Mass Customization keine Produkte mehr gibt, die niemand will, produziert der Hersteller weniger Überschüsse, die verramscht oder weggeworfen werden müssen.
  

Bisher ist es erst ein kleiner Teil der Industrie, der seine Wertschöpfungskette aufgrund von individueller Fertigung umgekehrt hat. Aber der Markt in diesem Bereich wird wachsen. "Das Prinzip hat sich in meinen Augen schon durchgesetzt, aber eben noch nicht flächendeckend, sondern nur bei einzelnen Herstellern", sagt Frank Steiner. Laut ihm ist es in erster Linie eine Frage des technischen Fortschritts. "Wenn sich dort neue technische Möglichkeiten ergeben, dann werden auch mehr Hersteller entsprechende Lösungen für ihren jeweiligen Anwendungsfall übernehmen." Neben Online-Konfiguratoren und entsprechenden Maschinen treiben auch Neuerungen bei den vorgelagerten Produktionsschritten die individuelle Massenfertigung voran - also bei computerbasierten Steuerungslösungen für die Herstellung. "Im Bereich Computer Integrated Manufacturing (CIM) hat es viele Entwicklungen gegeben und mithilfe von computergesteuerter Produktion kann schon viel mehr realisiert werden als vor zehn oder zwanzig Jahren", bestätigt der Wissenschaftler. Und es seien weitere Fortschritte zu erwarten, denn "da gibt es tatsächlich schon relativ viel Forschung".

Die Individualisierungsmöglichkeiten im 3D-Druck sind fast unbegrenzt

Alle oben genannten Beispiele haben eines gemeinsam: Die Mass Customization gibt es bisher nur in bestimmtem Umfang. Denn Farben und Materialien der Hemden und Sportschuhe sind begrenzt. Und genauso kann man sich nicht für jedes Auto nach Belieben ein Glasdach oder eine Motorhaube mit Rautenmuster bestellen. Ein Bereich, in dem die Individualisierungsmöglichkeiten beinah unbegrenzt sind, ist der 3D-Druck. Hinzu kommt, dass in dem Bereich schon heute relativ große Automatisierungsgrade realisiert würden.

"Der 3D-Druck wird in den Bereichen Einzug halten, in denen er wirtschaftliche Vorteile gegenüber konventioneller Fertigung bietet", erläutert Wilhelm Meiners , Leiter der Gruppe Rapid Manufacturing am Fraunhofer ILT    . Das sind aus jetziger Sicht vor allem individuelle Produkte und Bauteile oder solche, die in Klein- oder Sonderserien benötigt werden. "Mit höherer Produktivität und geringeren Bauteilkosten der 3D-Druckverfahren werden zunehmend auch größere Serien erschlossen werden."

In diesem Markt muss man zwischen zwei unterschiedlichen Bereichen unterscheiden:

1. 3D-Druck für den (indirekten) Endverbrauchermarkt:
   Dabei geht es um die Drucker für den Hausbedarf, die sich theoretisch jeder für wenige tausend Euro kaufen kann, um damit zum Beispiel Handyschalen, Lampen oder Eierbecher herzustellen. Fokus dieser Maschinen ist nicht nur der Endkunde, sondern vor allem auch Universitäten, Schulen und Start-up-Unternehmen, die damit individuelle Gegenstände für ihre Kunden herstellen. Sie arbeiten mit Kunststoffen oder Harzen, die erhitzt und aus dem Druckkopf gepresst werden.
   
   
2. Industrieller 3D-Druck beziehungsweise additive Fertigung:
   Diese Maschinen liegen vom Preis her eher im Bereich einiger Hunderttausend oder Millionen Euro. Ihre Zielgruppe sind Industrieunternehmen, die damit zum Beispiel Teile für Flugzeuge, medizinische Implantate oder Einsätze für Spritzgieß-Implantate herstellen. Diese Anlagen können Kunststoffe oder Metalle verarbeiten. Statt eines Druckkopfs sind sie mit einem Laser ausgestattet, der das aufgetragene Kunststoff- oder Metallpulver zu einem Werkstück verschmolzen   .

Experten sind sich einig, dass der 3D-Druck enormes Potenzial hat. So sagte   US-Präsident Barack Obama erst im Februar dieses Jahres in seiner Ansprache zur Lage der Nation: "3D-Druck hat das Potenzial, den Herstellungsprozess von fast allem zu revolutionieren." Auch Frank Piller spricht von einer Revolution, weil "damit Komplexität im Design und Individualität praktisch umsonst sind." Der Mass-Customization-Spezialist   lehrt und forscht an der RWTH Aachen in den Bereichen Technologie- und Innovationsmanagement sowie kundenzentrierte Wertschöpfungsstrategien.

Tatsächlich legt der Markt ein bemerkenswertes Wachstum hin: Laut dem Wohlers Report 2013   der amerikanischen Unternehmensberatung Wohlers Associates ist der 3D-Druckmarkt zwischen 2011 und 2012 um 28,6 Prozent auf 2,2 Milliarden Dollar angewachsen. Das durchschnittliche jährliche Wachstum in den vergangenen 25 Jahren habe rund 25 Prozent betragen. In noch wesentlich höheren Dimensionen wächst der Markt der niedrigpreisigen, unter 5.000 Dollar teuren 3D-Drucker: Zwischen 2008 und heute ist der Umsatz um durchschnittlich 350 Prozent pro Jahr angestiegen.

Genauso rosig sieht die Zukunft des 3D-Drucks aus: Wohlers Associates geht davon aus, dass der gesamte 3D-Druckmarkt bis 2017 die 6-Milliarden-Marke knackt; 2021 solle er bereits 10,8 Milliarden Dollar erwirtschaften. Davon wird vor allem die deutsche Industrie profitieren. Schließlich steht Deutschland im Bereich des industriellen 3D-Drucks weltweit auf Platz drei   : 9,4 Prozent der industriellen Installationen für additives Fertigen finden mittlerweile hierzulande statt. Noch vor Deutschland liegen nur die USA (38 Prozent) und Japan (9,7 Prozent).

Durch 3D-Druck rücken Produzent und Kunde näher zusammen

Auf dem 3D-Endkundenmarkt schießen immer mehr Start-up-Unternehmen aus dem Boden, die für ihre Kunden im Auftrag beliebige Objekte im 3D-Drucker herstellen. Das 2007 in den Niederlanden gegründete Unternehmen Shapeways   ist ein Beispiel dafür. Mit mehr als 30 Materialien haben die mittlerweile gut 80 Mitarbeiter seit der Gründung eine Million Objekte verkauft. Geschäftsführer Peter Weijmarshausen ist sich sicher, dass "3D-Druck die Welt verändern wird." Seine Investoren scheinen ihm zuzustimmen   ; erst Ende April erhielt das Unternehmen eine Finanzspritze in Höhe von 30 Millionen Dollar. "Die Zeiten, in denen ein Hersteller versucht, mithilfe von Massenproduktion die Bedürfnisse der Menschen zu stillen, sind vorbei", glaubt er. "3D-Druck schenkt jedem die Möglichkeit, einzigartige Produkte auf Nachfrage herzustellen, den Konsumenten selbst entscheiden zu lassen, was er will, und die Produktion lokal näher zum Kunden zu bringen."

Peter Weijmarshausen ist längst nicht der einzige, der nach den Vorgaben von Verbrauchern Objekte auf 3D-Druckern herstellt. Auch bei Materialise   , Fabberhouse   , Sculpteo   , 3D Activation   und anderen kann sich jeder selbst entworfene Gegenstände vom 3D-Drucker ausdrucken lassen. Aber noch steckt die Branche in den Kinderschuhen. Mit sinkenden Preisen für die Geräte - und damit für die Produkte -, der steigenden Bekanntheit unter den Endverbrauchern und angesichts der Wohlers-Prognosen dürfte der Markt weiterhin stark wachsen. Auch Start-up-Unternehmen haben heute noch gute Chancen, sich auf dem 3D-Druck-auf-Anfrage-Markt zu etablieren.

Handwerkskunst wird zu 3D-Druck-Kunst

In der Industrie ist der 3D-Druck nicht neu. "Die Technologie an sich gibt es bereits seit zwanzig Jahren, aber sie hat jetzt einen Reifegrad erreicht, bei dem eine Produktion im großen Spektrum möglich ist", berichtet Frank Piller. Zum Beispiel in der Zahnheilkunde sind die additiven Fertigungsmethoden bereits fester Bestandteil: Mit industriellen 3D-Druckern, die eine wesentlich höhere Präzision erreichen als die Drucker für den Hausgebrauch, werden bereits seit einigen Jahren Brücken und Kronen gefertigt. Sie lösen damit einen Teil der handwerklichen Herstellung ab. "Additiv wird der Zahnersatz kostengünstig gefertigt - innerhalb von 24 Stunden bis zu 450 Einheiten, was einer deutlichen Produktivitätssteigerung gegenüber der handwerklich geprägten Herstellung entspricht", berichtet Claudia Jordan von EOS Electro Optical Systems   aus Krailling bei München. Der Hersteller von industriellen 3D-Druckern hat weltweit mehr als sechzig solcher Systeme installiert.

Und sogar Produkte, die seit Jahrhunderten als Meisterstück der Handwerkskunst galten, könnten dank 3D-Druck schon bald in Masse gefertigt werden. Bestes Beispiel dafür ist die Violine   , die Forscher der britischen University of Exeter   in einem industriellen 3D-Drucker hergestellt haben. Zum Billigprodukt wird das Instrument damit aber noch lange nicht: Als Material wählten sie einen 500 Dollar pro Kilogramm teuren Kunststoff namens Polyetheretherketon (PEEK). Ein weiteres Beispiel sind die Designerschuhe der Künstlerin Kerrie Luft   , die die filigranen Pfennigabsätze ihrer High Heels aus Titan druckt.

100-prozentige Automation wird es also bei vielen Mass-Customization-Produkten vorerst nicht geben - wie es sie auch bei der Massenproduktion in etlichen Bereichen nicht gibt. Aber oftmals ist das auch gar nicht gewollt - selbst wenn CIM und Maschinen eine weitere Digitalisierung und Automatisierung der Herstellung möglich machen würden. Zum Beispiel der Customization-Onlineshop Shoes of Prey wirbt   damit, dass er die individuell vom Kunden designten Schuhe in Handarbeit fertigt. Skalierbar ist die Herstellung, schließlich bietet das australische Unternehmen seine Schuhe mittlerweile neben dem Heimatland unter anderem in den USA und einigen Ländern Europas an. Auch Mymuesli-Chef Max Wittrock will sich ein Stück persönliche Note bei den Produkten bewahren: "Wir sind derzeit sehr glücklich mit dem Automatisierungsgrad; natürlich könnte man die Dosen noch per Roboter in die Maschinen füllen und per Etikettierstation versenden, aber ich bin froh, dass da Mitarbeiter stehen, die ich schon lange kenne", sagt er.