西門子：2022年度柔性制造研究報告使柔性制造為您所用（10頁）.pdf

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1、使柔性制造為您所用如何采用和實施制造數字化工具中小型制造商面臨層出不窮的新挑戰產品日益復雜，致使制造流程也日漸復雜。由此引發的挑戰潮水般沖擊 著各家企業。曠日持久的設計和原型制造問題導致了生產延誤和預算飆 升，企業迫切需要避免這些問題。同樣，資產故障頻發可能會造成計 劃外的維護和成本高昂的停工。為努力繞過這些障礙，制造主管尋求一系列專門的數字化工具來幫 助企業簡化生產，提高產品質量，盡量減少制造中斷，并按照預定 時間和預算完成更多項目。為深入了解實施這些數字化解決方案的影響，Lifecycle Insights 完成了“2022 年度柔性制造研究”。該調查研究的結果表明，諸多企業在未來兩年有意

2、使用制造數字化工具。該研究還重 點介紹了相關解決方案的各種優勢以及制造商已經采取了哪 些措施以改善制造運營。本電子書分享了該研究的成果并為 采用和實施制造數字化工具提供了相關建議。?圖 1：半數以上的研究參與者認為改善制造是 企業或工程的首要任務。2 2022 年度柔性制造研究?3 2022 年度柔性制造研究推動企業改善制造的各項因素根據 Lifecycle Insights 的“2022 年度柔性制造研究”，企業需要 在時間、成本和產品方面保持競爭優勢，此壓力是推動企業改善 制造運營的首要因素。在競爭日益激烈的環境中，縮短上市時間、降低產品成本以及制造創新性和突破性的產品比以往更為重要。當然

3、，制造企業還必須滿足大量的生產需求。受訪者認為遵守季節 性或客戶計劃、成本約束、合同義務以及產品規范是推動其公司努 力改善制造的一大因素。同樣，這些受訪者還認為保持法規合規性 和贏取獎勵是探求更好制造流程的另一關鍵推動因素。針對這些問題的傳統數字化解決方案，例如電子表格、文檔和共享 驅動器等基礎辦公和數字化工具起到的作用有限。使用此類彼此脫 節的工具很容易造成數據丟失，增大溝通難度，并最終降低生產效 率。正因為使用傳統工具難以實現自動化，開發更為高效的流程困 難重重。3 2022 年度柔性制造研究圖 2：保持時間、成本和產品競爭優勢的 壓力是實施數字化工具改善制造的首要推 動因素，其次則是為了

4、解決多樣客戶需求 和實現法規或獎勵目標。改善制造產出制造企業最想通過改善運營實現什么樣的產出？受訪者提及了許 多目標，但是改善產品質量是他們最常提到的一項首要任務。制造商認識到客戶喜好可能變幻不定，要使自己的產品從競爭 中脫穎而出，就要確保較高的質量水平。受訪者列出的另一首要目標是通過制造流程自動化來提高產 量。日益復雜的產品引入了大量流程，而這些流程需要不同 部門的不同人員投入大量時間、注意力和精力。通過盡量自 動化這些流程，企業可以將這些資源分配到更需要他們的位 置，從而提高產量、效率和質量。最后一項首要目標是改善受訪者工廠的設備綜合效率。因 為設備故障而引起的計劃外維護往往會造成生產停工

5、，對 產量造成負面影響并最終影響盈虧。為滿足產品的質量和 產量目標，制造商承受著沉重壓力，能否預測（或預防）此類停工對他們而言非常重要。圖 3：受訪者認為提高產品質量是他們 尋求制造流程改進方法的首要目標，其 次則是通過自動化提高設備效率和產量。4 2022 年度柔性制造研究?圖 4：將受訪者劃分為勇于進取、穩妥進取和保守 進取類別后各組的相對占比。5 2022 年度柔性制造研究設定基準方法5 2022 年度柔性制造研究?為比較和對比不同企業如何使用制造數字化工具來改善制造流程及 其結果，Lifecycle Insights 將受訪群體分為三類：勇于進取、穩妥 進取和保守進取。為劃分這些類別，

6、該研究詢問了受訪者以下問題：企業優先事務、制造改進措施，以及用于執行標準制造任務的解決方案。按照基 準方法，根據受訪者將改善制造放在哪一優先層級以及他們為之 采取的措施為受訪者分配點數。按此得出的總點數就是各家企 業的總體制造成熟度分數。隨后，按照這些分數將企業分為勇 于進取、穩妥進取和保守進取三個類別。Lifecycle Insights 隨后對各個類別中的企業進行比較，以確定 他們使用的制造數字化工具如何或者是否與以下三個關鍵性 能參數相關：符合生產期限、達到預算目標、盡量減少生產停工。?6 2022 年度柔性制造研究勇于進取型企業的收益 Lifecycle Insights 的“2022

7、 年度柔性制造研究”說明了使用制造數字化工具 與實現這三個制造性能目標之間的關系。據勇于進取型企業報告，其 55%的制造項目可按時投用；與此相比，保 守進取型受訪者僅為 47%。同樣，較大比例的勇于進取型企業(53%)可 在預算內執行生產計劃，而保守進取型企業中能做到這點的卻不到一半 (49%)。保守進取型企業還遭受更多的計劃外停工，因為與勇于進取型企 業相比，他們的生產停工更多（22%比 19%）。盡管這些指標沒有專門指出，但趨勢十分明顯：與采用保守進取解決方 案（或者壓根沒有解決方案）的企業相比，使用數字化工具解決挑戰的 企業在滿足項目期限和預算目標方面有更為一致的表現。勇于進取型企 業還

8、會承受較少的生產停工。制造商處于競爭比以往更為激烈的環境中。對他們而言，看似微不足道的績效變化能夠帶來顯著的競爭優勢。圖 5：勇于進取型企業更有可能按 時、按預算完成項目和經歷較少的 計劃外生產停工。?在制造中使用傳感器數據使用傳感器捕捉并分析制造數據是利用數字化工具改善企業流程的 一種方法。分析此類數據可以幫助制造商提高其設備的綜合效率。此類分析數據可以提前預測將會出現的質量問題，檢測設備運行異 常并準確預測制造產出。半數以上(54%)的勇于進取型企業使用 工業物聯網(IIoT)等制造數字化工具來流式處理和捕捉傳感器數 據。僅 21%的保守進取型企業可以做到這點。使用流式傳感器數據運行仿真還

9、可以幫助制造商提前預測和防止 將發生的故障，從而更好地維護設備。近三分之二(64%)的勇于 進取型企業使用制造數據化工具運行此類仿真。僅不到五分之一 (18%)的保守進取型企業使用這些工具運行制造仿真。捕捉并分析傳感器數據可以帶來許多優勢。傳感器可以提供與能耗 有關的實時數據，并提供對企業可持續發展措施的深入見解。與此 相比，傳統工具可能只是在事后共享這些數據，限制了企業的應對 措施并會造成浪費。企業還可以使用仿真執行生產調整或虛擬產品 測試，從而了解產品質量將如何受到影響而不必面對傳統解決方案 難以避免的生產中斷問題。7 2022 年度柔性制造研究?圖 6：大量勇于進取型企業都在使用制造數字

10、化工具 來捕捉傳感器數據并使用這些數據運行制造仿真。圖 7：大量勇于進取型企業都在使用制造數字化工具來管理和運行權衡研究以確定 刀具設計、刀具性能和加工刀軌 8 2022 年度柔性制造研究刀具設計、工裝性能以及加工刀軌仿真制造復雜產品需要制造商在設計、維護和使用刀具時將它們作為精 密生產生態系統的一部分來共同發揮作用。因為每個刀具都需要與 其他設備配合，所以需要確保刀具全都運行順暢而不相互沖突，這 點對于制造運營非常重要。為實現該結果，諸多企業紛紛轉向制造 數字化解決方案來幫助管理刀具設計、工裝性能和加工刀軌仿真。勇于進取型受訪者有 54%的時間使用數字化解決方案處理與刀具 設計和工裝性能有關

11、的任務。僅 10%的保守進取型受訪者可以做 到這點。使用數字化工具管理加工刀軌的勇于進取型受訪者的占比 甚至更高(57%)，而保守進取型企業僅為 16%。數字化解決方案可以幫助企業將產品和制造安裝的精確規范分解為 因子，從而更高效地設計刀具。這可以減少資源浪費并提高產品質 量。因為可以對刀具的仿真版本進行數字化測試，這些解決方案可 以精確測量刀具耐久性并提示進行預防性維護，從而防止成本高昂 的停工。數字化解決方案還可以幫助管理加工刀軌，因為刀軌可以 使用模型自動創建，無需手動編碼，降低了發生影響生產的錯誤的 可能性。?9 產品開發困境制造單元、生產線和工廠布局能否高效地利用空間和布置設備在實現

12、企業制造運營效率方面起著關 鍵作用。企業需要精密周到地在一定空間內安排好每個人、每臺機器 和每條生產線，即使微不足道的計算錯誤都可能侵蝕生產時間和利潤。在保證工人安全和遵守工人安全法規方面，這同樣起著重要作用。進取型企業依靠數字化解決方案可以盡量提高制造空間的效率。一 半的勇于進取型受訪者采用數字化工具管理制造單元安裝；與此相 比，僅 20%的保守進取型受訪者這樣做。在管理工廠布局和生產 線方面也存在近似的差距。借助數字化工具管理這些安裝，企業可以在安裝第一件設備之前 在仿真環境中檢測潛在的工廠布局問題。企業還可以對產量進行 仿真，優化材料流，發現人機沖突，從而確保制造運行順暢。此外，數字化工

13、具可以提供能耗數據，幫助企業實時評估運營的可持 續性并做出應對。向生產線添加新設備時，這些工具可以消除 盲目猜測，幫助制造商簡化過渡并盡量減少停工。9 2022 年度柔性制造研究圖 8：大量勇于進取型企業使用制造數字化工具來定義、探索和運行權衡研 究以確定生產系統或生產線并加以管理。?10 2022 年度柔性制造研究要在日益復雜的競爭環境中勝過競爭對手，中小型企業必須考慮一系列壓力。他們必須留意時間 和成本壓力，應對多變的客戶計劃和產品需求，同時堅持可持續發展和安全標準。要在應對這 些挑戰的同時提高產品質量，保持工廠設備效率，提高制造產量，企業需要依靠一系列數字化 解決方案。建議 制造商必須使用來自制造的傳感器數據來提高設備可靠性，跟蹤對可持續發展目標 的遵從情況，并提高產品質量。制造企業必須提高 CAM 等數字化解決方案的使用，實現加工刀軌的仿真而不必 依賴于人工編碼并避免其引發的潛在錯誤。這些解決方案改善了刀具設計并提 高了工裝性能，從而改善產品質量，減少浪費并盡量減少生產停工。企業必須使用數字化解決方案制定制造規劃以檢測工廠布局問題，確定產量，優化材料使用并避免人機沖突。通過利用這些解決方案，制造商可以盡量 提高制造空間的效率。為避免保守進取型企業遭受的停工問題，制造企業必須實施進取型解決 方案，幫助他們按時、按預算完成項目?；仡櫯c結語