Mikrofertigung der Zukunft

Mikrofertigung. Sobald ich mit der Eingabe des Wortes fertig bin, unterstreicht meine Grammatik-Rechtschreibprüfung es sofort rot und schlägt einen Ersatz vor: „Micro-Manufacturing“. Aber diese neue Schreibweise wird bald zum Mainstream werden.

Wenn ich von Mikrofertigung spreche, meine ich nicht die Herstellung winziger Komponenten (im Mikromaßstab). Es gibt noch eine andere Definition: „Mikrofertigung ist die Herstellung von Produkten in kleinen Mengen in kleinen Produktionsanlagen.“

Ich spreche von „winzigen Fabriken“.

Wie winzig ist winzig? Nun ja, im Moment passt alles in einen kleinen, winzigen Raum. In einigen Jahren wird die Größe eines Bürokopiergeräts zum Standard für „Winzig“ in der Mikrofertigung werden.

Viele von uns sind in einer Zeit riesiger Fabriken aufgewachsen. Am Anfang waren sie in unseren Hinterhöfen, dann zogen sie nach China und wurden noch gigantischer. Einige Fabrikhallen zur Herstellung elektronischer Platinen und Produkte sind mittlerweile so groß, dass man um sie herumfahren muss! Warum zum Teufel spreche ich also von winzigen Fabriken? Ist das überhaupt erreichbar oder praktisch?

Ich habe immer gedacht, dass diese großen Produktionsstätten, die überall in China und anderen Industrienationen zu finden sind, wie Computer-Großrechner von damals seien. Diese mit großem Kapitalaufwand errichteten Einrichtungen werden von mehreren Nutzern gemeinsam genutzt, wobei jeder nur einen Teil der verfügbaren Kapazität nutzt.

Was ist nun mit den Großrechnern passiert? Der Ära dieser Computermonster folgte eine Explosion im Personal Computing. PCs nahmen etwas enorm Kostbares, das zuvor von vielen geteilt wurde, und legten es in die Hände von Einzelpersonen.

Das Gleiche wird in der Fertigung im Allgemeinen und in der Elektronikfertigung im Besonderen passieren. Hier sind vier Gründe, warum ich glaube, dass wir eine Explosion im Bereich „Personal Manufacturing“ erleben werden.

Der erste Grund ist, dass die zur Herstellung elektronischer Geräte benötigten Geräte immer kleiner und billiger werden. Maschinen zur Herstellung elektronischer Platinen sind nicht besonders ausgefeilt. Ihr Laserdrucker enthält mehr Teile als ein SMT-Chip-Shooter.

Der Hauptgrund dafür, dass diese Maschinen so teuer sind, liegt darin, dass sie nur in kleinen Mengen verkauft werden. Da immer mehr Menschen anfangen, ihre Produktionsanlagen zu kaufen oder zu leasen, werden die Preise sinken – wie immer, wenn der Umsatz steigt. In einer perfekten positiven Rückkopplungsschleife, die sich stets um neue Technologien bildet, werden SMT-Maschinen, Reflow-Öfen und andere notwendige Komponenten für die Produktion elektronischer Leiterplatten kleiner und billiger, umso billiger, je kleiner sie werden.

Natürlich haben diese kompakten Maschinen eine relativ bescheidene Leistung, aber das ist in Ordnung. Büro-Laserdrucker sind im Vergleich zu professionellen Druckgeräten sehr langsam, aber wir sehen darin selten eine Einschränkung. Auf jeden Fall ist der Laserdrucker in Ihrem Büro nicht dafür geeignet, große Mengen an Dokumenten zu drucken. Es ist da, um bei Bedarf zu drucken, wann immer Sie es brauchen, ohne Wartezeiten und Terminplanung.

Das Gleiche gilt für die Mikrofertigung.

Der zweite Grund ist Digikey. Für elektronische Komponenten ist Digikey wie Amazon und Wikipedia in einem. Ich sage Amazon, weil Digikey ein riesiges Geschäft mit praktisch allem ist, was auf Leiterplatten steckt, von einfachen Widerständen bis hin zu leistungsstarken CPUs. Und ich sage Wikipedia, weil Digikey für alles, was sie anbieten, auch technische Daten und Marketingmaterialien bereitstellt.

Als ich 1996 anfing, in Taiwan zu arbeiten, verfügte unser Unternehmen über eine große Einkaufsabteilung mit Mitarbeitern, die sich um die Beschaffung elektronischer Teile kümmerten. Eine typische Stückliste (Stückliste) – die Liste der Teile, die zum Bau eines Produkts benötigt werden – umfasst oft Hunderte von Einträgen.

Die meisten dieser Teile stammen von verschiedenen Lieferanten, und es war die Aufgabe unserer Einkaufsabteilung, die Komponenten zu beschaffen, den Preis auszuhandeln und den Lieferplan festzulegen. Die Beschaffung ist eine mühsame, eintönige Aufgabe, die Arbeitskraft und Konzentration erfordert: Schon ein einziger Fehler kann Ihre Produktion zum Scheitern bringen. Bei dieser Art von Arbeit reicht es einfach nicht aus, alles zu 99 Prozent richtig zu machen. Nur 100 Prozent reichen aus.

Große Fabriken in Asien verfügen immer noch über große Einkaufsabteilungen. Durch direkte Verhandlungen mit Lieferanten können diese Fabriken die besten Preise erzielen und Beziehungen aufbauen. Für spezialisierte Unternehmen stellt die Beschaffung von Teilen für kleine Produktionsserien eine große Belastung für die Produktivität dar. Zum Glück haben wir jetzt Digikey. Heutzutage ist unsere Einkaufsabteilung sehr klein. Bei vielen Stücklisten geben wir die Liste einfach direkt in Digikey ein.

Würden wir bessere Preise erzielen, wenn wir direkt mit den Anbietern zusammenarbeiten würden? Sicher, aber das wäre an Bedingungen geknüpft: Wir würden gebeten, „MOQ“ (Mindestbestellmenge) zu bestellen, und MOQs können relativ hoch sein. Digikey verlangt selten „MOQs“. Sie können die meisten Teile in „QTY1“ (Menge 1) kaufen. Das ist teurer, aber Sie blähen Ihren Lagerbestand nicht auf.

Da Digikey versteht, wie es mit der Mikrofertigung weitergeht, hat es in aller Stille damit begonnen, zwei Dinge zu tun. Erstens können die meisten Komponenten mittlerweile in Rollen bestellt werden, auch wenn die Bestellmenge sehr gering ist. Diese Rollen werden direkt auf SMT-Maschinen transportiert, wodurch die für die Produktionseinrichtung erforderliche Zeit verkürzt wird.

Die zweite Innovation, die Digikey sowie Avnet und andere Player verfolgen, ist der Terminplanungsdienst. Die Idee besteht darin, Herstellern die Möglichkeit zu geben, Lieferpläne für Teile zu erstellen und so die begehrte Just-in-Time-Produktion zu erreichen.

Wenn ich in die Zukunft blicke, sehe ich eine Welt, in der kompakte SMT-Maschinen automatisch elektronische Teile bei Digikey bestellen. Wenn die Tintenstrahldrucker von HP jetzt ohne Ihr Eingreifen Patronen bestellen können, warum wird Ihr zukünftiges SMT-Gerät das dann nicht auch tun?

Siehst du, wohin ich damit will? Billigere Maschinen, gepaart mit geringerem Arbeitsaufwand und geringerer Komplexität bei der Teilebeschaffung. Das ist eine revolutionäre Kombination, und ich habe gerade erst die Hälfte meiner Liste der Gründe für den Aufschwung der Mikrofertigung erreicht.

Der dritte Grund ist die Politik. Die Ära der Globalisierung ist vorbei. Das ist eine kühne Aussage, aber wenn Sie nach den Zeichen suchen, sind sie überall. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts kam es zu einem beispiellosen Abbau von Handelshemmnissen, bejubelt vom wichtigsten Globalisierungs-Cheerleader – den Vereinigten Staaten.

Globale Handelsverträge sicherten amerikanischen Unternehmen einen beispiellosen Zugang. Sie haben auch zum Niedergang der amerikanischen und europäischen Fertigung geführt, so sehr, dass einige Arten von Fabriken dort inzwischen völlig ausgestorben sind und Arbeiter bestimmter Berufe nicht mehr existieren.

In diesen Tagen scheint sich das Blatt zu wenden. Sogar die Chef-Globalisierungs-Cheerleaderin versucht nun, die Arbeitsplätze nach Hause zu holen. Suchen Sie nicht weiter als bis zum Wahlprogramm von Donald Trump. Herr Trump macht deutlich, wo seiner Meinung nach amerikanische Waren hergestellt werden sollten – in Amerika. Er ist mit dieser Botschaft keineswegs der Einzige. „Made in America“ ist wieder zu einer beliebten Marketinglinie geworden.

Wann immer es einen neuen geschäftlichen oder gesellschaftlichen Trend gibt, lässt sich Amerika schnell einen auffälligen Titel, einen Satz oder ein Wort einfallen, das versucht, das Wesentliche dieses Trends einzufangen. Nun, es gibt ein neues Wort dafür, die Fabriken nach Hause zu bringen, und das Wort ist „reshore“. Reshoring ist das Gegenteil von „Offshoring“ – der Begriff, der vor zwei Jahrzehnten in aller Munde war, als alle ihre Produktion nach China verlagerten.

Wenn die Sprache der Vorbote zukünftiger Dinge ist, sendet der neue Begriff eine eindeutige Botschaft. Manncorp, ein etablierter Anbieter von SMT-Geräten, hat kürzlich ein Banner auf seiner Website geschaltet. Darin stand: „Wir helfen amerikanischen Unternehmen bei der Neuansiedlung.“ Es gibt auch reshorenow.org mit seiner Reshoring-Initiative und Hunderte anderer Organisationen, die die Idee fördern.

Diese aufkeimende Bewegung, die Produktion wieder nach Hause zu bringen, beschränkt sich nicht nur auf Amerika. Weltweit hat die Regierung in Russland mit der Abschaffung der Zölle auf elektronische Komponenten begonnen und gleichzeitig erhebliche Hindernisse für die Verwendung importierter Waren in Regierungsprojekten geschaffen. Der Trend ist klar und große und kleine Länder beginnen, diesem Beispiel zu folgen.

Welche Arten von Fabriken haben nun eine Chance, nach Hause zu kommen? Donald Trump scheint zu glauben, dass nahezu alles wieder in den Griff bekommen werden kann, sogar die Produktion von iPhones. Das bezweifle ich, ebenso wie Branchenexperten. iPhone-Fabriken nach Hause zu bringen, würde einen enormen Kosten- und Arbeitsaufwand erfordern, um den Herstellungsprozess mit Robotern zu automatisieren, und das ist derzeit noch nicht machbar (siehe meinen Artikel mit dem Titel „Die wahren Kosten der Robotik“). Überlassen wir also den Traum, die gesamte Produktion den Politikern und ihrer Politik im Wahljahr zu überlassen.

Was heute für die inländische Fertigung geeignet ist, ist die Produktion spezialisierter Nischenprodukte. In Amerika und Europa gibt es viele davon, und riesige chinesische Fabriken eignen sich ohnehin nicht für deren Herstellung. Viel besser geeignet sind kompakte, agile Produktionsanlagen. Hier trifft die Politik auf die praktischen Anforderungen der Wirtschaft.

Abgesehen von der Politik gibt es in vielen Ländern mittlerweile eine kleine, aber einflussreiche und schnell wachsende Gruppe von Menschen, die als „Macher“ bezeichnet werden. Diese Jungs wollen einfach coole Dinge bauen. Sie wollen Dinge herstellen, und zwar persönlich, und den Herstellungsprozess nicht an weit entfernte Orte wie China auslagern.

Mithilfe äußerst beliebter Crowdfunding-Plattformen wie Kickstarter und Indiegogo haben diese jungen Unternehmer bereits herausgefunden, wie sie die Mittel für ihre Projekte zusammenbekommen. Jetzt überlegen sie, wie sie ihre Produkte vor Ort herstellen können. Sie brauchen keine großen Fabriken. Stattdessen benötigen sie kompakte, individuelle Fertigungsanlagen, die auf kleine, flexible Produktionsläufe zugeschnitten sind. Für viele Hersteller wird die Mikrofertigung der Schlüssel zu ihrem kommerziellen Erfolg sein.

Grund Nummer vier ist folgender: Viele Menschen haben es satt, sich mit China auseinanderzusetzen.

Ich werde argumentieren, dass viele Unternehmen ihre Produktion aus Gründen, die weit von der harten wirtschaftlichen Notwendigkeit entfernt sind, nach China verlagert haben. Es gab eine romantische Komponente: „Ich bin ein weltreisender Unternehmer.“ Es gab eine prahlerische Komponente: „Sehen Sie, ich bin so international, dass mein Büro in LA ist und meine Fertigung in China ist.“ Es herrschte die übliche Herdenmentalität: „Alle gehen nach China. Ich muss auch gehen.“

Das war damals. Heutzutage haben viele die langen Interkontinentalflüge satt. Es macht keinen Spaß und ist nicht gerade romantisch, wenn man es ein paar Mal macht.

Hinzu kommt die weit verbreitete Missachtung geistigen Eigentums durch China. Wie einer meiner Schweizer Kunden sagt: „Wir sehen nicht nur Kopien unserer Produkte. Wir sehen Kopien von Kopien.“

Dann gibt es Qualitätsprobleme. Der einzige Weg, in China gute Qualität zu erhalten, sind ständige Kontrollen und Überwachungen. Es ist kostspielig und mühsam, und sobald Sie aufhören zu suchen, treten Qualitätsprobleme auf.

Dann gibt es „Nachtläufe“. Hierbei handelt es sich um nicht autorisierte Produktionsläufe, bei denen dieselben Waren hergestellt und diese Waren dann über illegale Kanäle verkauft werden. Das Problem ist enorm. Unzählige große Marken sind davon betroffen. Letzte Woche wurde mir ein Schal von Salvatore Ferragamo geschenkt. Mir wurde versichert, dass der Schal „100 % echt“ sei. „OEM“ grinste der Typ, der es mir gab, wobei „OEM“ ein höflicher, ironischer Code für die „Nachtlauf“-Produktionsartikel ist.

Mehrere andere Faktoren tragen zur Belastung der ausländischen Kunden bei. Der Lebensstandard und die Löhne haben sich in China dramatisch verbessert. Dies bringt allerlei positive Veränderungen in der chinesischen Gesellschaft mit sich, treibt aber auch die Herstellungskosten in die Höhe. Die Regierung dort ist viel besser darin geworden, Steuern zu erheben und einzutreiben, und hat auch einige neue eingeführt. Ausländische Unternehmen, die einst mit niedrigen Kosten und Rabatten in riesige Produktionsparks und -zonen gelockt wurden, fühlen sich heute im Nachteil gegenüber lokalen Herstellern, die offenbar zunehmend von der Regierung bevorzugt werden.

Berücksichtigen Sie abschließend den Generationsfaktor. Die Unternehmergeneration, die in den 1980er-Jahren China „öffnete“, wird nun alt. Viele dieser Jungs brennen darauf, nach Hause zu kommen. Für viele von ihnen bieten Mikrofertigung und Automatisierung eine echte Hoffnung auf ein Reshoring.

Da haben Sie sie, meine vier Gründe, warum die Mikrofertigung bald einen großen Aufschwung erleben wird. Glaubst du, irgendjemand hier in Asien versteht es? Absolut nicht! Es dauerte zwei Jahre, bis ich meine eigene Mikrofertigungsanlage aufgebaut hatte. Es gibt Tausende von Maschinenlieferanten, aber nur sehr wenige hatten etwas, das auch nur annähernd nützlich für mein Minifabrikprojekt war. Ich musste Dinge auf unerwartete Weise kombinieren und meine eigene Ausrüstung erfinden, wo keine ohne weiteres verfügbar war. Zwei Jahre später ist meine Minifabrik am Leben und funktioniert gut, aber der Aufwand erwies sich als viel größer, als ich erwartet hatte.

Eines Tages saß ich im Aufzug unseres Bürogebäudes in Taipeh. Der Mann, der neben mir stand, war ein Vertreter eines Schablonenherstellers (Lötpastenschablonen werden bei der Herstellung elektronischer Platinen verwendet). Dieser Typ hat gerade neue Schablonen in mein Büro geliefert. Plötzlich lachte er und sagte: „Ich habe gerade Ihre Fabrik gesehen. Sie ist sooooooooooooo winzig! Bevor ich hierher kam, bin ich zu meinem anderen Kunden gegangen, er hat ein Fließband, das den gesamten Block durchläuft“! Er breitete seine Arme so weit aus, wie es die Aufzugswände erlaubten, und blickte mich mit ungezügelter Neugier an. Für ihn war ich ein Erwachsener, der mit Spielzeug spielte.

Nun, ich frage mich, ob er in, sagen wir, 10-15 Jahren noch lachen wird. Bis dahin werden SMT-„Chip-Shooter“ auf die Größe eines großen Bürokopiergeräts schrumpfen. Sie werden mit einer hochentwickelten Verwaltungssoftware geliefert, die automatisch Teile bei globalen Händlern bestellt. Öfen und andere notwendige Geräte werden in vertikaler Form erhältlich sein, um Platz zu sparen. Für das Einlegen großer Bauteile, das Anziehen von Schrauben und all das, was SMT-Maschinen sonst nicht können, werden bezahlbare Roboter eingesetzt.

Ja, die Zukunft der Mikrofertigung, die ich mir vorstelle, liegt noch in weiter Ferne, aber die Revolution hat bereits begonnen. Kompakte SMT-Maschinen sind mittlerweile fast erschwinglich und wir stehen erst am Anfang eines leistungsstarken Zyklus.

Dieser Zyklus hat sich schon unzählige Male wiederholt. Sobald Sie ein Auto gekauft hatten, war die Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Bus nahmen, deutlich geringer. Sobald Sie einen Laserdrucker in Ihrem Büro hatten, waren Sie als Kunde der Druckerei fast vollständig verschwunden. Sobald Sie Ihre Mikrofertigungsausrüstung gekauft haben, überlasse ich es Ihnen, diesen Gedanken zu vervollständigen.