Business models for 3D Printing Innovatiehuis MKB Keyport 2020

Transcriptie

1 Business models for 3D Printing Innovatiehuis MKB Keyport 2020 Onno Ponfoort Weert, 31 maart 2015

2 Agenda Voor de pauze ( u) Business modellen voor 3D printen Ontwikkelingen Enkele praktijkvoorbeelden Business model en succesfactoren Na de pauze ( u) Interactieve workshop: Impact 3D voor de logistieke sector samen met Wim Ravesloot (KvK) ICT als belangrijke factor - Wim Ravesloot Nieuwe rol in de keten Selectie van parts - Onno Ponfoort Bouwen van business case Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

3 3D printing will shape our future Lab Army Company Desk Lap Palm Face rapid prototyping rapid manufacturing 3D printing EOS M 400 Price? Ultimaker Price? Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

4 Gartner Hype cycle 2014 (Q1) Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

5 Gartner Hype cycle 3D printen (Q3, 2014) Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

6 3D printing benefits Lower costs Better design Customisation Sustainability New business models No tooling or cheaper tooling Less transportation Lower warehousing Less working capital required Complexity for free Added features (cooling, isolation, structures, porosity, conductivity, etc) Hybrid materials Light-weight Ergonomics Interfaces with other products Body contours (external and internal) Aesthetics Use specific variations Less waste Light weight Less fuel consumption Efficient supply chains Life Cycle Analysis Prototyping, Shorten lead time or time-tomarket Small series Supply chains (on demand, on location) Services Less assembly by integrated design Co-creation / home creation Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

7 Direct Spare Goal Determine the technical and economical feasibility to produce spare parts via 3D Printing 3D printing should lead to: Cheaper parts (less transportation, stocks, labour costs, Capital commited) and / or Environmental benefits (less pollution, energy or fuel consumption, waste) and / or Better quality parts (lifetime, durability, functionality, ease of use, etc.) Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

8 Printing on demand and on location Traditional spare part supply chain Design Production Transport Storage (Bulk/ Regional) Transport final transport Receipt (local service) WASTE (30-80%) 20-70% Repair/ assembly Direct Spare supply chain Design superior leadtimes lower costs no inventory of spare parts Final Transport AM (local shop) No waste (0%) 100% Repair/ assembly Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

9 Possible business models Business model 1 Balancing end of stock Enough volume to cover costs Customer flexibility 0-3% cost advantage NB Start out with a design for both 3D printing and traditional Business model 2 Continuously improved parts Essential adjustments Co create with the customer 5-20% extra earnings Business model 3 Parts on demand Value proposition Niche markets ++ extra earnings Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

10 Some developments related to logistics 25 parts made and operational in space 3D print and last mile, from 100 locations Scan & 3D print on locatie Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

11 Distributed manufacturing: 3D Hubs Distributed Manufacturing network, steadiliy becoming more professional (metal printers, high end plastics, ) WE'RE CONNECTING YOU TO LOCAL 3D PRINTERS Started May ,4 million investment secured September 2014 Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

12 Industry Specific Generic The Berenschot Business Model Cube B2B B2C Information & knowledge sharing Enabling services & development Production of parts & tooling Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

13 Industry Specific Generic Factors for success in the B2C market User friendliness and ease of operation Experience and engagement Secure and fast HEMA B2B B2C Information & knowledge sharing Enabling services & development Production of parts & tooling Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

14 Industry Specific Generic Industry determines factors for success Generic (functional) Customer relationships Quality assurance and control Product development and features Industry Specific (value add) Aerospace: Light weight Medical In-body certified Jewellery Designer trends Jewellery this B2B B2C Information & knowledge sharing Enabling services & development Production of parts & tooling Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

15 Industry Specific Generic Focus for success Specific factors for success B2B B2C Specific factors for success Information & knowledge sharing Enabling services & development Production of parts & tooling Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

16 Questions for the Is 3D printing just another production method, or will it fundamentally change your supply chain? Will 3D printing open the door to new business models in logistics & MRO? Is 3D printing a topic to discuss with your suppliers and customers? Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

17 Agenda Voor de pauze ( u) Business modellen voor 3D printen Ontwikkelingen Enkele praktijkvoorbeelden Business model en succesfactoren Na de pauze ( u) Interactieve workshop: Impact 3D voor de logistieke sector samen met Wim Ravesloot (KvK) ICT als belangrijke factor - Wim Ravesloot Nieuwe rol in de keten Selectie van parts - Onno Ponfoort Bouwen van business case Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

18 3D printen en de impact op logistiek ICT als belangrijke factor Wim Ravesloot Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

19 Informatie en Communicatie, ICT TWEE invalshoeken: Het proces en de besturing hiervan: ERP, Enterprise Resource en Planning Het voortbrengingsproces en de hiervoor noodzakelijke informatie: gegevens van de aan te maken producten en de ontwerpsoftware. Gevolg: veel meer Informatie benodigd. Voorbeeld: de doorgaande ontwikkeling in de Grafische Industrie 19

20 Uitdaging als voorbeeld Onderwerp om over na te denken Hoe kom ik tot een beladingsgraad van gemiddeld 65% 3D printen/ additive manufacturing in te zetten. 20

21 Materie locatie informatie grondstofrecirculatie. Virtueel te modelleren Relevante aspecten Via universele ontwerpfile in een keer of delen te fabriceren (in een keer goed) Decentrale wereldwijde reproductie mogelijk 21

22 Functioneel en recyclebaar Recirculatie= Bijvoorbeeld vershredderen product tot weer "printbaar materiaal" 22

23 Vraagstelling: waar zit de link met het Smart Industry Concept Houvast aan opzet Smart Industry Kijk naar opzet Fieldlab labs 23

24 ... is wat je krijgt! 24

25 Industrie Inzet 3D printers bij ontwikkelen nieuwe robots MIT werkt samen met Googles robotlab Boston Dynamics aan robots die van vorm kunnen veranderen en zowel zacht als hard kunnen zijn. Toepassingen: 25 In zachte toestand zou zo'n robot dan door het puin heen zakken, om in harde stand vervolgens slachtoffers te redden. Ook zien de onderzoekers mogelijkheden bij inwendig onderzoek van het lichaam

26 Instumenten Limburgmakers Programma Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Fase 5 KennisCheque InnovatieHaalbaarheid InnovatieManager InnovatieProject PerformanceAdvies InnovatieAssistentie 26

27 Overzicht van voordelen en nieuwe businessmodellen van 3D printen (Bron: Roadmap 3D printen Innovatie Zuid) 27

28 28 De digitale fabriek: Smart Networked High Tech Supply Chain Komen tot de beste "genetwerkte" digitale fabriek. Samenwerking van bedrijven voor ontwikkeling en fabricage van complexe hightech machines

29 29 Secure Connected Systems: Veilige uitwisseling van data in de complete waardeketen

30 Flexibele Manufacturing. Multimateriaal en 3D printen. Volgende generatie 3D printtechnologieën en de daarbij behorende datamanagementsystemen In kleine series en volledig geautomatiseerd produceren door robots zonder programmeertijd.. 30

31 Leuk voorbeeld in de logistiek Maersk vaart met 3D-printer aan boord De Deense scheepvaartonderneming Maersk heeft voor de aanmaak van reservedelen containerschepen voorzien van 3Dprinters. In eerste instantie is gekozen voor het opgroeien van delen met de kunststof ABS, maar het lasersinteren van metaalpoeders ziet Maersk als een volgende, logische stap. De 3D-printers worden vanaf de wal aangestuurd met een blueprint (een STL-bestand) en volgens laat de 3D-printer het deel aan boord van het schip het deel laagje voor laagje opgroeien. Uiteraard is op dit ogenblik het aantal materialen dat geprint kan worden, de grootste beperking voor de inzet van 3D-printing. Immers, reservedelen van kunststof hebben een beperkte inzetbaarheid 31

32 Het 3D printlandschap van Nederland (Bron: ABN-AMRO) 32

33 Kamer van Koophandel Voorlichtingspartner in het programma Smart Industry: tel Partner in de United Brains Organisatie Partner in het programma Limburg Makers 33

34 'Hybrid Wholesale' Technical Wholesale under constant pressure. Added value is questioned 3D Service providers have a hard time convincing industrial partners of their quality output Hybrid Wholesale Certified parts on stock + The possibility to 3D print certified designs and special parts locally + Added Value logistics: Managing stocks and spares, pick-up location for products ordered online Technically educated staff Vision on the future of industrial services New role in the supply chain!! Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

35 3PL als neutraal platform in de keten voor 3D Printen Vereiste competenties en investeringen Gebaseerd op onderzoek tbv VIL, Antwerpen

36 LDV als neutraal platform in de keten voor 3D Printen.. naar een compleet andere positionering. Wat betekent deze rolverandering voor de logistieke dienstverlener?

37 LDV als neutraal platform in de keten voor 3D Printen.. naar een compleet andere supply chain. OEM er Toelev. End User 2D, 3D tekening Fysiek part Engineering & WVB Cust. demand 3D file Geschikt Voor 3DP Grondstof Leverancier WH 3DPrinten Nabewerken WH End user Owner

38 A. Noodzakelijke (nieuwe) competenties 1. Engineering van 2/3D tekening / fysiek deel scannen naar file voor 3DP /CADCAM STL 2. Werkvoorbereiding juiste grondstoffen / printer combinatie, workflow 3. Planning (beschikbaarheid 3D files, 3Dprinter, nabewerken etc.) 4. QA/QC grondstoffen, eindproduct, procescontrole 5. Operator voor 3DPrinten 6. Operator voor na-bewerken (frezen, boren, draaien, finishen, coaten)

39 B. Make Buy beslissingen 1. Basis competenties / kennis zelf: Engineering, WVB, QC ook om uit te kunnen besteden / in te kopen (Technologiekennis) 2. 3DPrinten/AM: beperkte grondstof / printer combinaties in huis; rest uitbesteden, er zijn nog steeds veel mogelijkheden 3. Nabewerkingen van zelf geprinte delen in huis (frezen, boren, draaien, finishen, coaten)

40 C. Randvoorwaarden voor succes Juridisch; eigendom tekening (IP) bij OEM er of andere partijen Geldstromen / verdienmodel OEM er, klant / end user, LDV, toeleverancier Kwaliteit grondstoffen (bij binnenkomst, in opslag, productie en bij recycling) ICT beschikbaar: 3D files maken/bewerken (CAD, 2/3D, fysiek deel STL) Beheer van files (ICT, methodiek, beveiliging ook in juridische zin) Identificatie van het onderdeel (lastig en neemt veel tijd) Kennis / competenties in huis (zie A.) Speciaal voor de context Afrika: elektriciteit, water andere faciliteiten Taks, hoogte Taks, onbetrouwbaarheid regelingen Sustainability / groene energie Toleranties / specificaties Lead time onzekerheid 40

41 Impact on logistics: three views 1. Rationalisation Decreasing the number of non moving parts on stock Less M2, less inventory control and management, and capital costs involved Company internal, cost driven approach, with minimal customer involvement 2. Gross margin All parts that can be printed, or design-wise improved Just in time, orders small, batch sizes large, design changes higher margins Cost and profits focus, customer involvement (flexibility re materials, specs) 3. Business development Parts with a very long delivery time and major impact on operations Production machines stand still creating opportunity costs/ revenue losses Value proposition net worth of solution higher than design/mftr cost of 3D part Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

42 Bepalen van 3D printing potentieel Wat kan er nu al geprint worden? Alleen mono materiaal kunststof of metalen parts Omvang 3D print op commerciele machines: 500X500X500 mm Batches <100 stuks, jaarproductie <1000, anders duurt het te lang Lead times van 24 uur of meer: productie, nabewerken, controle 3D design beschikbaar, anders engineering / validation kosten Total number of parts managed on a yearly basis Total number of plastic parts out of this total of which number of parts smaller than 500x500x5 00 mm of which umber of parts with batch or series below 1000 pieces Plastic parts of which Lead time / delivery window more than 24 hrs of which number of parts with 3D design available of which umber of parts with 3d design with a value of more than 2,50 or, of which Number of parts without 3D design available of which Number of parts without 3D design with value over 25,00 Total number Economic value per part #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! Purchasing costs for these parts Economic value (= Costs+ Gross margin) 42

43 Kunt u nu bepalen welke parts kunnen worden geprint? Bevat uw systeem info over: Mono materiaal Alternatieve informatie wel beschikbaar? Omvang part Batches size Lead times 3D design beschikbaar Maar ook: Waarde van part voor klant Omzet derving bij back order Interactief, 15 min: Bespreek in groepjes van 5 a 6 wat alternatieven zijn Geef plenair terugkoppeling per groep Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

44 Aandachtpunten bij selectie van te printen parts Savings in the logistical process Less or no m2 required for storage when parts are 3D printed Less or no handling & equipment required when 3D printed Less or no working capital involved when 3D printed Less or no (external) aanvoer/afvoer kosten transport required when parts are 3D printed (no extra transport cost due to flight / speed transport costs Less or no depreciation /destruction due to obsolete when parts are 3D printed Customization and complexity Lower number of parts to assemble or integrate Lower number of parts to pack or transport Improved design leading to increased value (e.g cooling channels, efficient use, etc0 Improved design leading to decreased material use/costs (eg light weight) Aesthetics or other 'intangible'value increase Business development Co-creation / greater involvement of customer Design iterations and variations possible to (better) serve different customers Shorter time to market Solve opportunity cost / overcome major losses when long delivery time Sustainability advantages (energy use-, transportation/fuel, en material savings, etc) Extra costs when using 3D Printing engineering, qualifaction etc,. 44

45 Uitrekenen of 3D printen van een part rendabel is De business development invalshoek leidt vaak tot een positieve business case De afweging die je moet maken is: Zijn de opbrengsten die ik mis (bijv. productie stilstand wanneer een wezenlijk onderdeel niet wordt geleverd) groter dan De kosten van het printen, (inclusief design, engineering, manuren, validatie etc.) 3D printing as a solution to overcome or lower Opportunity Cost Customer value missed Part a Part b Part c Part d Part e Part f Part number Customer a Delivery time of the missing or defect part (working days) Machine/process invoved at customer site (name or number) b Machine hours per day Hourly output when regular process runs c - in volume (# pieces/parts) d - in value (sales price of the part or product) e Opportunity costs (= a*b*c*d) D solution costs Part a Part b Part c Part d Part e Part f Design f Design hours g Hourly rate of engineer h prototype inspection hours i Number of people involved j average hourly rate of those involved k Labour cost for design (f*g) + (h*i*j) l Production time for 1 prototype part (% of working day) m Machine cost per day n Machine cost for 1 prototype (= l*m) o Material cost per part (prototype) p number of iterations before OK q Design costs prototype (=(k+n+o)*p) Manufacturing r Weight per part (in kilograms) s material cost per kilogram t Material cost per part (final) (=r*s) u Number of parts required v total materials cost (= t*u w Production time per run (% of working day) x Machine cost per day y Machine cost for 1 run (= u*v) z number of parts per run aa number of runs required (=u*z) #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! Machine costs for all parts (=y*aa) #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! ab Delivery costs ac 3D printing costs (=t #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! ad Total 3D solution costs (=q+ac) #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! ae Opportunity costs during lead time 3D (= (h/(a*b))*e) af Business case outcome (= e-ad-ae) #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! #DEEL/0! Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

46 For companies Berenschot Propositions 3D Printing Strategy Market research Competitor 3D action analysis Business model canvas Road mapping / scenarios Business modelling & development Customer driven supply chain Strategy implementation 3D- BPOI Business process redesign Supply chain rationalisation 3D Impact analysis Portfolio analysis Pruning Sustainability/circular economy Innovation projects Market analysis (technology, companies, applications, markets) Road mapping for regions/ clusters Program development Funding Program and project management Business development support Campus and eco system support Organise cooperation Develop business model (knowledge, experience, revenues) Growth programs / accelerators For regions or clusters Financing 3D printing activities Investment analysis / business case Subsidies Cost of ownership Master classes Business impact 3DP Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

47 Other examples of projects Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart

48 Successful Business Models for 3D Printing Seizing opportunities with a game changing technology For more information: Onno Ponfoort o.ponfoort@berenschot.com Get your free copy now Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart