Jüngste Krisen wie die COVID-19 Pandemie stellen globale Lieferketten bzw. Supply Chains vor Herausforderungen. Der disaggregierte, „feingliedrige“ Charakter solcher traditionellen Supply Chains birgt ein hohes Störungsrisiko. Aktuelle Beispiele wie anhaltende Lieferengpässe (z. B. der Chipmangel in der Automobilindustrie) zeigen, dass häufig keine schnellen Lösungen Abhilfe schaffen können. Dies setzt Unternehmen zunehmend unter Druck, das Design ihrer globalen Lieferketten zu überdenken und Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit zu ergreifen. Der additiven Fertigung (AF) wird das Potenzial zugesprochen, einen Wandel von globalen zu kürzeren, dezentralisierten und damit widerstandsfähigeren Supply Chains zu ermöglichen. Das Alleinstellungsmerkmal der AF liegt in der inhärent digitalen und flexiblen Natur der Technologien. Ihre spezifischen Eigenschaften stellen eine ortsunabhängige Fertigung nahe oder sogar am Ort des Verbrauchs in Aussicht, bei der die Fertigungsinfrastruktur universell nutzbar wird und daher flexibles Outsourcing an lokale Partner ermöglicht. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Charakteristiken der AF traditionelle Geschäftsmodelle infrage stellen.

Die Motivation für diese Dissertation liegt in den skizzierten Potenzialen der AF und den erwarteten Auswirkungen auf die Gestaltung von Lieferketten und Geschäftsmodellen begründet. Die bestehende Forschung weckt hierzu hohe Erwartungen, jedoch mangelt es bisher an konkreten Erkenntnissen aus spezifischen Anwendungsbereichen. Die vorliegende Dissertation leistet einen Beitrag zur Schließung der Lücke zwischen literaturbasierten Visionen und derzeit entstehenden realen Geschäftsmodellen und Lieferkettendesigns bzw. Supply Chain Designs für die AF. Dabei wird die AF als ein potenzieller Eingriff („intervention“) aus der Unternehmensumwelt verstanden, welcher eine Anpassung von Geschäftsmodellen und Supply Chain Strukturen erfordert, um eine Passfähigkeit („fit“) aufrechtzuerhalten. Ziel dieser Dissertation ist es, ein tiefes Verständnis für diese Anpassungsmechanismen und damit für die inneren Kausalzusammenhänge zu entwickeln, welche die Wahl des Supply Chain Designs und die Geschäftsmodellentwicklung für die AF beeinflussen. Die Konzentration auf die Beweggründe („rationales“) und die zugrunde liegenden Verhaltensmuster wird in dieser Dissertation primär in explorativen (wie und warum) Forschungsfragen formalisiert. Diese werden mittels qualitativer Forschungsmethoden, insbesondere der Fallstudienmethodik und Grounded Theory, adressiert. Ihre Anwendung fokussiert sich auf den Kontext der industriellen AF und entsprechend auf Industrien, in denen die AF bereits im industriellen Maßstab wertschöpfend zum Einsatz kommt (z. B. in der Luft- und Raumfahrtindustrie, Bahnindustrie, Automobilindustrie und im Maschinen- und Anlagenbau). Aufgrund gewählter induktiver Forschungsansätze ist der Erkenntnisgewinnungsprozess stark von den in diesem empirischen Kontext erhobenen Daten geprägt (z. B. aus Interviews, der Sichtung von Dokumenten und der Analyse von Webseiten). Darüber hinaus stützt sich diese Dissertation auf etablierte Theorien, darunter die Transaktionskostentheorie, der ressourcenbasierte Ansatz und die Konfigurationstheorie. Diese dienen dazu, die Ergebnisse zu diskutieren sowie Nuancen der Theorien herauszuarbeiten und für den Anwendungsfall der AF zu interpretieren.

Die vorliegende Dissertation ist kumulativ. Sie besteht aus vier Studien, welche den Hauptteil der Dissertation bilden. In zwei Teile gegliedert, Teil A und Teil B, werden die beiden adressierten strategischen Entscheidungsbereiche, die Geschäftsmodellentwicklung (Teil A) und die Wahl des Supply Chain Designs (Teil B), abgedeckt. Mit den beiden Teilen sind unterschiedliche Perspektiven verbunden. Hinsichtlich der Geschäftsmodellentwicklung für die AF befinden sich Logistikdienstleister (LDL) in einer kritischen Position. Der erwartete Wandel zu dezentralen, kürzeren Supply Chains greift ihr Kerngeschäft an und ihre hohe Kundenorientierung erfordert, dass sie sich an die mit der AF verbundenen Kundenbedürfnisse anpassen. In Teil A unterstellt Studie A.1 eine prozessbasierte Perspektive, um ein umfassendes Verständnis dafür zu entwickeln, wie LDL auf die Breite an Technologien der AF (inklusive des konsumentenorientierten Polymer 3D-Drucks) mit spezifischen Aktivitäten reagieren. Die Studie entwickelt sechs Profile, die zeigen, wie LDL die AF sowohl als Anwender als auch als Entwickler von Services für externe Kunden nutzen. Als ein zentrales Ergebnis von Studie A.1 zeigt sich, dass die initiierten Aktivitäten häufig stark auf den traditionellen Ressourcen von LDL basieren. Nur wenige LDL lösen ihre Aktivitäten von ihren traditionellen Geschäftsmodellen und entwickeln digitale, plattformbasierte Services für die AF. Im Gegensatz zu der prozessbasierten Perspektive und dem Fokus auf Geschäftsmodelldynamiken in Studie A.1, wird in Studie A.2 eine Output-Perspektive eingenommen, um sechs generische Geschäftsmodellkonfigurationen für LDL in der industriellen AF zu entwickeln. Jede Konfiguration ergibt sich aus der Analyse der Perspektive der LDL und wird aus dem Blickwinkel potenzieller Partner/Wettbewerber und industrieller Kunden reflektiert. Die Passgenauigkeit der sechs Konfigurationen wird für bestimmte Typen von LDL untersucht und es erfolgt deren Einbettung in eine literaturbasierte Service Supply Chain für die AF. In Kombination entwickeln die Studien A.1 und A.2 ein umfassendes Verständnis dafür, wie LDL derzeit auf die AF reagieren und bieten eine empirisch fundierte Perspektive auf „fertige“ Geschäftsmodelle in der industriellen AF, um literaturbasierte Visionen zu reflektieren und zu verfeinern.

Teil B dieser Dissertation ist dem Mechanismus der (Um-)Gestaltung von Supply Chains für die AF gewidmet, der aus der Perspektive von fokalen produzierenden Unternehmen aufgrund ihrer dominanten Position in Supply Chains untersucht wird. Zur Charakterisierung von Supply Chain Designs für die AF werden zwei Dimensionen herangezogen: ihr horizontaler Umfang (geographische Verteilung) und ihr vertikaler Umfang (Governance-Struktur). Die Kombination beider Dimensionen ist geeignet, um die in der Literatur beschriebene Vision kürzerer, dezentraler Supply Chain Designs (horizontaler Umfang) mit erleichtertem Outsourcing an lokale Partner (vertikaler Umfang) zu erfassen. Studie B.1 nimmt eine unternehmenszentrierte Perspektive ein, um ein tiefgreifendes Verständnis für Make-or-Buy-Entscheidungen für die AF von produzierenden Unternehmen zu entwickeln, deren Ergebnisse die Governance-Struktur von Supply Chains maßgeblich bestimmen. Die Studie verdeutlicht, wie die spezifischen (digitalen („digital“) und aufkommenden („emerging“)) Merkmale der AF die Argumente etablierter Theorien, welche Make-or-Buy-Entscheidungen im „analogen“ Zeitalter erklären können, modifizieren. Im Vergleich dazu geht Studie B.2 von einer unternehmenszentrierten zu einer netzwerkbasierten Perspektive über, die sich auf beide Dimensionen stützt, um kohäsive Konfigurationen für Supply Chain Designs zu erforschen. Genauer gesagt untersucht Studie B.2 vier polare Konfigurationen und identifiziert die Beweggründe produzierender Unternehmen für deren Wahl. Auf diese Weise wird ein Bewusstsein dafür geschaffen, warum produzierende Unternehmen derzeit triftige Gründe dafür haben, die industrielle AF intern oder verteilt in einem sicheren, firmeneigenen Netzwerk zu implementieren. Die Verknüpfung beider Studien liefert ein Verständnis dafür, warum produzierende Unternehmen gegenwärtig bestimmte Governance-Strukturen für die industrielle AF wählen und sich für Supply Chain Designs entscheiden, die von der in der Literatur beschriebenen Vision einer dezentralisierten Fertigung und weitreichendem Outsourcing abweichen.

Insgesamt positioniert sich diese Dissertation als theorieorientierte Forschung, die gleichzeitig darauf abzielt, Managern von produzierenden Unternehmen und von LDL beim Treffen von fundierten Entscheidungen bei der Implementierung der AF in ihren Supply Chains und der Entwicklung von AF-basierten Geschäftsmodellen zu unterstützen. Die drei Studien A.1, A.2 und B.2 tragen zur initialen Theoriebildung bei, indem sie erörtern, wie und warum spezifische Geschäftsmodelle und Supply Chain Designs für die AF entstehen. Mit ihrem Fokus auf die Verständnisbildung für kausale Zusammenhänge (wie und warum) und mit ihren prozess- und outputbasierten Perspektiven ermöglichen es die Studien, auf der Basis der Kenntnis derzeitiger Reaktionen begründet, die zukunftsorientierten, hohen Erwartungen an die AF zu reflektieren. Infolgedessen bereichern und verfeinern die Studien den derzeitigen Wissensstand in der AF-Geschäftsmodellliteratur zu LDL und in der Operations- und Supply-Chain-Management-Literatur zu Supply Chain Designs mit einem Fokus auf deren geografische Verteilung und Governance-Struktur. Mit ihrer Einbettung in den industriellen Kontext der AF trägt diese Dissertation außerdem zum Aufbau von kontextspezifischen Erkenntnissen bei. Diese können als ein „Puzzleteil“ ein breiteres theoretisches Verständnis ermöglichen, wie die AF und andere digital geprägte (Produktions-)Technologien das Zeitalter von digitalen Geschäftsmodellen und Supply Chains gestalten werden. Insbesondere Studie B.1 zeichnet sich durch ihren Fokus auf die Auseinandersetzung mit bestehenden Theorien und das Ziel der Entwicklung einer kontextabhängigen Theorie („middle-range theory“) aus. Die Studie zeigt, dass etablierte Theorien im aufkommenden digitalen Umfeld der AF widersprüchliche Hinweise dazu liefern, ob der Produktionsprozess intern aufgebaut oder an Outsourcing-Partner ausgelagert werden sollte. Solche Erkenntnisse für die industrielle AF bieten zahlreiche Möglichkeiten für die zukünftige Forschung, darunter der Vergleich mit anderen Industriekontexten mit ähnlichen Charakteristiken und die Operationalisierung der in dieser Dissertation entwickelten Propositionen in quantitativen Modellen zur Entscheidungsunterstützung.