Как производители автомобильного оборудования могут решить проблемы аддитивного производства с помощью оцифровки

[Изображение предоставлено:BMW]

Согласно прогнозам, к 2029 году рынок автомобильной 3D-печати вырастет до 9 миллиардов долларов. Автоматизация операций AM будет способствовать этому росту.

Ниже мы исследуем проблемы, с которыми сталкиваются пользователи AM в автомобильной промышленности, которые могут препятствовать этому росту, и то, как оцифровка и программное обеспечение могут помочь решить эти проблемы.

Аддитивное производство в автомобильной промышленности

Как раз для отрасли, которая занимается перемещением людей и вещей, автомобильная промышленность переживает серьезные сдвиги.

Нехватка полупроводников, надвигающиеся изменения стандартов топливной эффективности и продолжающийся рост количества электромобилей и гибридных транспортных средств во всем мире - вот несколько заметных тенденций, которые будут определять автомобильную промышленность в 2021 году.

В то же время производители и поставщики автомобилей борются с последствиями пандемии. Пандемия COVID-19 нанесла удар по продажам автомобилей, особенно в первые месяцы ее существования. В конечном итоге продажи в 2020 году упали примерно на 15% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, что указывает на резкое падение отрасли.

В рамках этих тенденций автопроизводители делают стратегические инвестиции в гибкое производство и устойчивость цепочек поставок. Это включает в себя возможность быстрее вносить изменения в конструкцию, повышать эффективность сборочной линии с помощью более эргономичных инструментов и обеспечивать гибкость с запасными частями по запросу.

Аддитивное производство сыграло важную роль в содействии автопроизводителям в оживлении своей отрасли за счет гибкости производства.

С одной стороны, эта технология прочно вошла в разработку автомобильной продукции, что позволяет дизайнерам быстрее проверять и проверять конструкции с помощью прототипов, напечатанных на 3D-принтере. С другой стороны, крупные автопроизводители также расширяют использование 3D-печати для инструментов сборочного конвейера, запасных и конечных автомобильных запчастей.

Растущее использование AM в производстве также частично связано с распространением электромобилей. Электромобили должны быть легче, чтобы быть более энергоэффективными.

Снижение веса компонентов требует новых подходов к проектированию компонентов под капотом. AM - одна из таких технологий, которая позволяет уменьшить вес и создавать новые конструкции, которые невозможно реализовать при использовании традиционных методов производства.

Тем не менее, по мере роста использования AM в автомобилестроении растет и сложность управления производством AM, включая выполнение заказов, контроль качества и управление цепочкой поставок. Будь то прототипирование или серийное производство, автопроизводителям, использующим AM в собственных целях, приходится решать множество проблем.

Ниже мы исследуем самые насущные проблемы и то, как цифровая автоматизация может помочь автомобильным компаниям максимизировать производительность их AM.

Читайте также:

• Как 3D-печать меняет автомобильную промышленность?
• 4 основных тенденции цифрового производства в автомобильной промышленности
• 10 ярких примеров 3D-печати в автомобильной промышленности в 2021 году

Пять задач 3D-печати, которые автопроизводители могут решить с помощью оцифровки

1. Обеспечение более быстрой обработки прототипов

Поскольку производители оригинального оборудования стремятся первыми внедрить на дороги расширенные функции, растет спрос на быстрое прототипирование. Независимо от того, нужно ли автопроизводителям визуализировать концепции или проверять идеи с помощью функциональных прототипов, 3D-печать оказывается идеальной технологией.

Однако управление предприятием или лабораторией RP сопряжено со своим набором проблем. Например, ручной сбор заказов клиентов (которые часто приходят по электронной почте или по телефону), их цитирование и обратная отправка ценовых предложений часто могут быть неоптимизированными действиями, которые увеличивают время выполнения заказа.

Управление этапом заказа вручную и с помощью разрозненных инструментов, таких как электронные таблицы, подвержено ошибкам и оставляет мало возможностей для улучшения.

Лучшим решением было бы стандартизировать и автоматизировать процесс сбора запросов на 3D-печать. Один из способов сделать это - реализовать платформу, которая позволяет пользователям, например инженеры, чтобы запросить деталь через специальный портал, загрузив 3D-файл и выбрав подходящий материал и технологию.

Это означает, что они могут разместить заказ за считанные минуты без необходимости общаться с ассистентами лаборатории RP и автоматически получать уведомления о каждом этапе производственного процесса их прототипа.

Как только заказ поступает в систему, менеджеры лаборатории RP могут отслеживать поступающие заказы, определять их приоритеты и планировать производство. Процесс подачи заказов начинает работать как хорошо отлаженный механизм за счет автоматизации, экономя время, которое менеджеры в противном случае потратили бы на сбор и систематизацию данных вручную.

Поскольку скорость является главным приоритетом для производителей автомобилей, чем быстрее дизайнеры получат свои прототипы, тем более гибкими они будут в тестировании и проверке идей продукта. Ускоренная разработка продукта, в свою очередь, способствует более быстрому выводу новых автомобилей на рынок и опережает конкурентов.

2. Лучший контроль над цепочкой поставок AM и рабочим процессом аутсорсинга

Автомобильная промышленность - это интегрированная цепочка поставщиков, производителей и потребителей. Готовый продукт, такой как автомобиль или другой тип транспортного средства, состоит из нескольких сотен и даже нескольких тысяч элементов, производимых и поставляемых разными компаниями, часто расположенными в разных странах.

Цепочка поставок в автомобильной AM также сложна:автомобильные OEM-производители, желающие установить детали, напечатанные на 3D-принтере, в своих автомобилях, должны сотрудничать с различными поставщиками, чтобы обеспечить своевременное производство и распространение деталей.

Однако, как показывают наши многочисленные беседы с клиентами, для многих производителей автомобилей приобретение запчастей AM у сторонних поставщиков неэффективно. Этот процесс часто включает в себя обратную связь по электронной почте и звонки для обсуждения и согласования цен, а выполнение этого вручную приводит к отсутствию прозрачности и гибкости.

Цепочка поставок AM - это сложная область, которую нужно контролировать, но вот несколько советов о том, как можно более эффективно управлять цепочкой поставок AM:

• Интегрируйте всех поставщиков и производителей запчастей в централизованную платформу AM заказов и цепочки поставок. Интегрированная сеть поставщиков и субподрядчиков позволяет сравнивать сроки производства и затраты, облегчая выбор более подходящего поставщика.
  
  
• При управлении через дополнительную MES интегрированная сеть поставщиков позволяет оптимизировать поток заказов с помощью автоматической маршрутизации. Это позволяет каждому участнику автомобильной цепочки поставок быть готовым к быстрому получению и обработке заказов.
  
  
• Наконец, сотрудничество с поставщиками через централизованную платформу обеспечивает прозрачность деталей и проектов AM и позволяет выявлять задержки или другие проблемы на ранней стадии.

3. Обеспечение повторяемости процессов AM и качества деталей

Эффективность производства и качество деталей имеют первостепенное значение при 3D-печати автомобильных деталей.

Однако, хотя традиционные производственные процессы хорошо изучены, отрасль все еще ищет лучшие подходы к AM, которые будут гарантировать неизменное качество.

В AM детали производятся небольшими партиями, возможно, на разных заводах. Без возможности обеспечить постоянное производство каждый раз, производителям сложно гарантировать, что детали всегда производятся в точном соответствии с техническими характеристиками.

Чтобы обеспечить воспроизводимость AM и высококачественные готовые детали, производителям автомобилей необходимо установить стандартизированный рабочий процесс.

Стандартизация операций AM потребует эффективного управления системами и процессами AM, автоматизации и высокого уровня связи для обеспечения полной видимости рабочего процесса.

Поэтому автопроизводителям и поставщикам необходима цифровая система управления аддитивным производством, такая как аддитивная MES.

Современные аддитивные MES предлагают мощные инструменты, поддерживающие стандартизированные и последовательные операции AM.

Аддитивная MES позволяет пользователям контролировать операции, добавляя уникальные серийные номера к деталям и определяя правила, которые автоматизируют поток деталей на различных этапах производства. Например, после подтверждения заказа система может автоматически назначать детали из заказа конкретным машинам на основе определенных параметров, таких как материал, технология, приоритет и доступность 3D-принтера.

Затем, после завершения печати, программное обеспечение MES может отслеживать детали во время операций постобработки и проверки качества вплоть до доставки, поддерживая единый цифровой поток.

Когда программное обеспечение управляет процессами, оно исключает возможность ошибок, таких как назначение деталей неправильной машине или несоблюдение сроков из-за неупорядоченных приоритетов заказов.

Кроме того, цифровая система упрощает контроль качества и аудиторские проверки. Когда данные централизованы, а любые изменения в них регистрируются и отслеживаются, становится проще отслеживать качество и сертифицировать процессы в соответствии с отраслевыми стандартами.

4. Увеличение производительности лаборатории аддитивного производства

При управлении автомобильным оборудованием или лабораторией AM необходимо повысить производительность, чтобы добиться более высокой рентабельности инвестиций на дорогостоящее оборудование и материалы для 3D-печати. ​​

Но как измерить производительность вашего производственного оборудования? Как вы понимаете, как улучшить свои процессы?

Без правильной технологии измерение производительности производственной линии AM становится трудным. Это особенно верно, если вы полагаетесь на электронные таблицы, бумагу или разные программные платформы.

Ручные, отключенные инструменты не подходят для задачи отслеживания и измерения производительности ваших систем AM. Они просто не обеспечивают тот уровень прозрачности, который вам необходим для эффективного производства AM.

Чтобы лучше отслеживать производительность, вы можете использовать интегрированную аддитивную систему MES, которая соединяется с системами AM и генерирует отчеты по важнейшим показателям, таким как доходность, процент отказов и успешных попыток, а также время безотказной работы машины.

Вооружившись данными, руководители лабораторий могут выявить узкие места, например, неэффективное оборудование, и предпринять упреждающие меры для поддержания эффективности. Данные о производительности лаборатории AM могут побудить менеджеров принимать важные бизнес-решения для повышения производительности, такие как оптимизация параметров машины или назначение большего числа операторов для выполнения конкретных задач.

5. Гибкое производство деталей по мере необходимости

Одна из самых больших возможностей, которую открывает 3D-печать, - это производство деталей или инструментов по запросу и в гибких количествах.

Однако для того, чтобы этот процесс был эффективным и повторяемым, производителям необходима полная база данных AM-файлов и производственных данных, которые позволят им находить, заказывать и производить детали и инструменты по запросу.

Отсутствие правильной системы для ведения такой базы данных сводит на нет преимущества 3D-печати по запросу. Например, хранение файлов 3D-печати в папках или их отправка по электронной почте может быстро привести к тому, что к дублированным или даже устаревшим файлам будет предоставлен общий доступ.

Кроме того, неоптимизированное хранение данных 3D-печати не может обеспечить гибкость производства. У менеджеров AM лабораторий может быть очень много времени, чтобы найти правильную версию файлов, перепроверить свои производственные требования и только после этого отправить их в производство.

Лучшим подходом к производству по запросу было бы создание цифрового каталога деталей, в котором хранятся последние версии моделей САПР, а также требования к их производству.

Единая система хранения файлов упрощает поиск файла проекта и всей необходимой информации о детали, такой как требуемый процесс и материал.

Дополнительным преимуществом инвентаризации виртуальных деталей является возможность подключения к другим программным приложениям, таким как ERP и MES.

Цифровая связь между виртуальным программным обеспечением для управления запасами и производством дает два фундаментальных преимущества. Во-первых, он позволяет пользователям AM заказывать детали одним нажатием кнопки. Во-вторых, планировщики производства AM могут быть мгновенно уведомлены о заказе и планировать детали для производства без утомительного процесса туда и обратно.

Читайте также:4 способа поддержки ваших операций аддитивного производства с помощью цифровых инвентаризаций

Дигитализация автомобильных AM-технологий

Аддитивное производство помогает автопроизводителям и поставщикам быстрее адаптироваться к изменениям и внедрению инноваций. Однако, чтобы в полной мере использовать потенциал AM, разработчикам технологий необходимо обеспечить эффективность и масштабируемость 3D-печати.

Чтобы поддержать рост AM, дальновидные производители автомобилей обращаются к оцифровке важнейших рабочих процессов. Оцифровка дает множество преимуществ для управления операциями AM, включая упрощенное планирование заказов и производство, интегрированные цепочки поставок и виртуальные запасы для аддитивного производства по запросу.

Но чтобы получить максимальную отдачу от оцифровки, она должна быть основана на централизованной платформе, которая может соединять различные части операций AM для полной наглядности и прослеживаемости.

Такую платформу можно найти в аддитивной MES. Поскольку автомобильные компании ускоряют разработку продуктов и внедряют оптимизированные автомобильные детали с помощью 3D-печати, цифровые решения, такие как MES, помогают им делать это более эффективно, открывая возможности для принятия более эффективных решений, оптимизации процессов и масштабируемого роста.

Узнайте, как AMFG может вам помочь

Благодаря возможности подключения к системе, автоматизации рабочих процессов и широкому спектру программных интеграций наше дополнительное программное обеспечение MES и рабочих процессов предлагает комплексное решение, которое поможет пользователям автомобильной АМ реализовать связанные, масштабируемые процессы АМ в своих организациях и цепочках поставок.