Business models for 3D Printing Innovatiehuis MKB Keyport 2020

Business models for 3D Printing

Innovatiehuis MKB Keyport 2020 Onno Ponfoort Weert, 31 maart 2015

Agenda Voor de pauze (17.10 - 17.30 u) Business modellen voor 3D printen • Ontwikkelingen • Enkele praktijkvoorbeelden • Business model en succesfactoren

Na de pauze (18.15 - 19.15u) 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 • Bouwen van business case

- Onno Ponfoort

Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart 2015

2

3D printing will shape our future

1900 Lab

1940

1960

1995

2000

2010

2014

Army

Company

Desk

Lap

Palm

Face

rapid rapid prototyping manufacturing

EOS M 400 Price?

3D printing

Ultimaker Price?


3

Gartner Hype cycle 2014 (Q1)


4

Gartner Hype cycle 3D printen (Q3, 2014)


5

3D printing benefits Lower costs

• No tooling or cheaper tooling

• Less transportation • Lower warehousing • Less working capital required

Better design

• Complexity for free

Customisation

• Ergonomics

• Interfaces with • Added features other products (cooling, isolation, structures, • Body contours porosity, con(external and ductivity, etc) internal)

• Hybrid materials • Light-weight

• Less assembly by integrated design

• Aesthetics • Use specific variations

Sustainability

New business models

• Less waste

• Prototyping,

• Light weight

• Shorten lead time or time-tomarket

• Less fuel consumption

• Small series • Efficient supply chains • Supply chains (on demand, on • Life Cycle location) Analysis • Services

• Co-creation / home creation


6

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)

 Environmental benefits

and / or

(less pollution, energy or fuel consumption, waste)

 Better quality parts

and / or

(lifetime, durability, functionality, ease of use, etc.) Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart 2015

7

Printing on demand and on location Traditional spare part supply chain

Design

Transport

WASTE (30-80%)

Transport

Production

Storage (Bulk/ Regional)

Direct Spare supply chain

final transport

20- 70% Repair/

assembly Receipt (local service)

Final Transport

No waste (0%) 100% Repair/ assembly

Design

• superior leadtimes

AM (local shop)

• lower costs • no inventory of spare parts


8

Possible business models Business model 1 Balancing end of stock  Enough volume to cover costs

Business model 2 Continuously improved parts

 Customer flexibility

 Essential adjustments

 0-3% cost advantage

 Co create with the customer

NB Start out with a design for both 3D printing and traditional

 5-20% extra earnings

Business model 3 Parts on demand  Value proposition  Niche markets  ++ extra earnings


9

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


10

Distributed manufacturing: 3D Hubs Distributed Manufacturing network, steadiliy becoming more professional (metal printers, high end plastics, ) WE'RE CONNECTING YOU TO 13.000+ LOCAL 3D PRINTERS

Started May 2013 €3,4 million investment secured September 2014 Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart 2015

11

B2B

Industry Specific

Generic

The Berenschot Business Model Cube®

B2C Information & knowledge sharing

Enabling services & development

Production of parts & tooling


12

Factors for success in the B2C market • User friendliness and ease of operation • Experience and engagement

Generic

• Secure and fast

Industry Specific

B2B

HEMA





13

Industry determines factors for success Generic (functional) • Customer relationships • Quality assurance and control

B2B

Industry Specific

Generic

• Product development and features

Industry Specific (value add) • Aerospace: • Light weight • Medical  In-body certified • Jewellery • Designer trends

Jewellery this





14

B2B

B2C

Industry Specific

Generic

Focus for success Specific factors for success

Specific factors for success

Information Enabling Production & knowledge services & of parts & sharing development tooling Business modellen 3D printen / Innovatiehuis MKB / Weert / 31 maart 2015

15

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 2015

16

Agenda Voor de pauze (17.10 - 17.30 u) Business modellen voor 3D printen • Ontwikkelingen • Enkele praktijkvoorbeelden • Business model en succesfactoren

Na de pauze (18.15 - 19.15u) 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 • Bouwen van business case

- Onno Ponfoort


17

3D printen en de impact op logistiek ICT als belangrijke factor Wim Ravesloot


18

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

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

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

Functioneel en recyclebaar

Recirculatie= Bijvoorbeeld vershredderen product tot weer "printbaar materiaal"

22

Vraagstelling: waar zit de link met het Smart Industry Concept

Houvast aan opzet Smart Industry Kijk naar opzet Fieldlab labs

23

. . . is wat je krijgt!

24

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

Instumenten Limburgmakers Programma

KennisCheque InnovatieHaalbaarheid InnovatieManager

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

  

   

   

   

  











InnovatieProject PerformanceAdvies

InnovatieAssistentie

26

Fase 5

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

27

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

28

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

29

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

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

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

32

Kamer van Koophandel

Voorlichtingspartner in het programma Smart Industry: tel. 0885852225 Partner in de United Brains Organisatie

Partner in het programma Limburg Makers

33

'Hybrid Wholesale' Technical Wholesale

Hybrid Wholesale

• under constant pressure. Added value is questioned

3D Service providers have a hard time convincing industrial partners of their quality output

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 2015

34

3PL als neutraal platform in de keten voor 3D Printen Vereiste competenties en investeringen

Gebaseerd op onderzoek tbv VIL, Antwerpen

LDV als neutraal platform in de keten voor 3D Printen .. naar een compleet andere positionering….

Wat betekent deze rolverandering voor de logistieke dienstverlener?

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

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)

1 3

2

4

2

5

4

6

4

38

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)

1

1

3

1

2 39

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

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


41

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 Plastic parts of which of which of which Total number of umber of of which umber of or, of which number of Total parts parts with Lead time / of which parts with Number of parts number of smaller batch or delivery number of 3d design parts managed plastic parts than series window parts with with a value without 3D on a yearly out of this 500x500x5 below 1000 more than 3D design of more design basis total 00 mm pieces 24 hrs available than € 2,50 available

Total number Economic value per part #DEEL/0! Purchasing costs for these parts Economic value (= Costs+ Gross margin)

#DEEL/0!

#DEEL/0!

#DEEL/0!

#DEEL/0!

#DEEL/0!

#DEEL/0!

#DEEL/0!

of which Number of parts without 3D design with value over € 25,00 #DEEL/0!

42

Kunt u nu bepalen welke parts kunnen worden geprint? Bevat uw systeem info over:

Alternatieve informatie wel beschikbaar?

•

Mono materiaal



•

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


43

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

Uitrekenen of 3D printen van een part rendabel is •

De business development invalshoek leidt vaak tot een positieve business case

3D printing as a solution to overcome or lower Opportunity Cost

a b

•

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.)

c d

Customer value missed Part a Part number Customer Delivery time of the missing or defect part (working days) Machine/process invoved at customer site (name or number) Machine hours per day Hourly output when regular process runs - in volume (# pieces/parts) - in value (sales price of the part or product)

e Opportunity costs (= a*b*c*d)

0

f g h i j k l m n o p q

3D solution costs Part a Design Design hours Hourly rate of engineer prototype inspection hours Number of people involved average hourly rate of those involved Labour cost for design (f*g) + (h*i*j) Production time for 1 prototype part (% of working day) Machine cost per day Machine cost for 1 prototype (= l*m) Material cost per part (prototype) number of iterations before OK Design costs prototype (=(k+n+o)*p)

r s t u v

Manufacturing Weight per part (in kilograms) material cost per kilogram Material cost per part (final) (=r*s) Number of parts required 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 ab

Part b

af Business case outcome (= e-ad-ae)

Part e

0 Part c

0 Part d

Part f

0 Part e

0 Part f

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

#DEEL/0! #DEEL/0!

0 #DEEL/0!

Part d

0

3D printing costs (=t #DEEL/0! #DEEL/0!

ae Opportunity costs during lead time 3D (= (h/(a*b))*e)

0 Part b

number of runs required (=u*z) #DEEL/0! Machine costs for all parts (=y*aa) #DEEL/0! Delivery costs

ac ad Total 3D solution costs (=q+ac)

Part c

0 #DEEL/0!

0 #DEEL/0!


0 #DEEL/0!

0 #DEEL/0!

45

0 #DEEL/0!

•

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

•

Financing 3D printing activities • Investment analysis / business case • Subsidies • Cost of ownership

•

Master classes Business impact 3DP

•

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

For companies

Berenschot Propositions

46

Other examples of projects


47

Successful Business Models for 3D Printing Seizing opportunities with a game changing technology

For more information: Onno Ponfoort • [email protected]

Get your free copy now

• +31 – 6 – 150 14 751 • www.berenschot.com


48

Business models for 3D Printing Innovatiehuis MKB Keyport 2020

Recommend Documents