供应链仍然是增材制造的故事,特别是最近拜登总统关于新的AM Forward倡议的消息。我最近采访了戴夫·埃文斯,他是Fictiv,讨论AM和供应链等议题。
以下是采访的要点。
AM倡议
很高兴看到政府的支持促进了美国的回流和制造业。对于许多人来说,添加剂行业是如何将工业4.0和数字化引入制造业的灯塔。值得注意的是对中小型制造商的关注,“这确实是我们美国制造业生态系统的基础,”埃文斯说。他说:“我认为,任何我们能够帮助制造商提高生产力、提高技术先进程度的方式,都只会有助于发展生态系统。我们在美国需要的是基础设施,以继续促进美国的建设。”
增材制造和供应链的数字化
埃文斯指出:“我认为数字化是一个流行词。“我可以从几个方面来分析。当我们思考拜登政府所提出的这一声明时,我认为添加剂可以在加快传统商店的许多制造过程中发挥关键作用。所以,这并不是要用纯添加剂来制造最终用途。您将需要其他过程,包括减法。我认为数字化可以帮助加快制造最终使用部件的所有操作和次要操作。这是看待数字化的一种方式。
“第二种方式涉及你如何与合作伙伴合作。”
例如,Fictive将技术和软件引入中小型制造工厂,以帮助加快生产过程。例如,质量实践可以利用软件为度量做文档,包括GD&T。许多产品会拍摄过程中的步骤,以跟踪最终产品。
埃文斯指出:“其中一个很酷的功能是,所有这些都可以在运营商的手机上完成。”“这种功能减少了计算机站的数量,有助于减少网络需求。这是一种利用该生态系统中已有技术的方式,但为他们提供软件来加快流程,并真正与他们一起工作。”
工具箱里的另一个工具
添加剂越来越多地被视为制造所需的工具,而不是传统制造技术和工艺的替代品。
“我认为在早期,当我还是一名工程师时,很多人都被告知3D打印机将是我所需要的,我就像,他们告诉我这将取代注塑成型?我从来不相信这种幻想。你可以叫我怀疑论者。我还是不信。我认为它是你工具箱里的工具,你拿出抽屉,就有时间和地点可以使用添加剂。有时,添加剂部件比聚氨酯铸造部件或注塑部件更好,甚至可能是机械加工的塑料。还有一些时候,它实际上可以加速制作最后一部分的步骤。所以,利用添加剂可以加快开发过程的某些部分。不是替代,而是真正的补充。”
增材能力教育
“我认为,以这种添加剂继续增长的速度,因为一直有这么多的钱投入到这里,你真的必须继续阅读和自学。如果你真的想了解最好的材料特性或者更快地打印或生长一个零件,你必须继续自学。这就像你在为航空航天研究轻质聚合物一样,就像那里正在进行的材料科学一样,你必须继续接受教育。
设计软件的进展
大多数添加剂供应商正在将软件引入到他们的产品组合中,或者正在与已建立的CAD和仿真供应商合作。但拥有一个实际的功能原型仍然是需要的。
举个例子。我一开始是机械工程师。我是在福特公司起步的。我在建造信息娱乐系统,汽车仪表盘。想想你的野马,你的福特Fusion上的所有按钮,旋钮,开关。这些都是我在职业生涯中要做的事情。这是在2010年,2011年。
但如果你在80年代和90年代设计东西,你会建造这些东西的物理原型。物理上的相互作用,因为那时我们的计算还不是很好。
在福特,所有的都是PowerPoint演示文稿,这意味着你要做数字设计,截屏,把它们拆下来,放在某种类型的演示文稿中,我们正在谈论的是这个的模拟。但对我来说,模拟游戏只能走这么远。”
我现在看到了一个转变,我想说,在过去的十年里,从一个想法到数字再到物理部分的能力,从未如此之快。我仍然认为,没有什么可以取代两个交配的部分结合在一起,看看它们是如何运作、感觉、咔哒咔哒的。
虽然CAD在模拟方面很出色,但你可以在你的桌子上拥有一个物理产品的速度,没有什么可以取代它。所以我认为DFM的模拟很好,但我仍然认为你桌上的物理部件,如果你能以真实的速度和高质量完成,我认为没有什么可以取代它。
仿真、CAD、加法的融合
埃文斯认为这些技术结合在一起,可能会成为一种解决方案。
一段时间以前,CAD很强大,但是模拟和观察实际制造过程的能力基本上还处于萌芽阶段。现在,我们可以制造一个数字双胞胎,完全模拟这个部件的制造过程。将此与所有不同的零件制作方法相结合,设计师正在寻找许多潜在的组合。
埃文斯说:“现在的情况是,模拟与CAD软件的结合,告诉你如何构建这种高质量的产品。”“如果你需要这个非常严格的、公差特定的功能,那么你的交货时间是这样的,或者你的成本可能是这样的,或者嘿,你需要一个特殊的刀具,一个真正制造这个功能的CNC工具。你可以这样做,但这是它的含义。这就是模拟的力量。现在,你可以确切地知道你买了什么。我认为这是模拟与物理原型的结合,你会得到高质量的产品。
例如,Fictiv对零件的制造过程进行了全面的计算几何分析。在轴承安装座上,这将意味着在其上运行完整的刀具路径。使用了多少个切削齿?机器时间是几点?4140材料与6061铝相比,材料去除率是多少?所有这些都是在它的软件上完成的。
添加剂如何提高供应链的敏捷性和弹性
“在很长一段时间里,许多供应链专业人士的反应是,‘好吧,如果这种情况发生了,如果这种情况发生了,’他们建立了类似蒙特卡罗场景的所有这些如果,那是五年前的事了。今天,它实际上是,‘当龙卷风来袭时,或者当这艘船被困在洛杉矶港口时,或者当苏伊士运河不允许船只通过时。“所以,我们从‘如果’的时刻进入了‘何时’的时刻。每个人都需要在他们的模型中建立地理弹性。你不能过分专注于一个地区。
“我认为数字技术可以提供很多帮助。我们花了大量时间与供应链专业人员一起研究地理弹性的主题。
“我认为,长期以来,添加剂一直是希望的灯塔。但我认为加法只是你需要的数字剧本的一个方面。虽然我认为Fictiv是数字化剧本的一个章节,但你应该看看其他工具,比如Flexport,它是物流的数字化。我认为Ryan所建立的,他们已经将整个物流领域数字化了。你需要在你的弹性剧本中加入所有这些数字层面。所以,加法很好。但我认为我们应该考虑其他数字解决方案如何推动我们需要的结果,也就是我们供应链或产品的弹性或敏捷性。
至于在不久的将来,埃文斯认为数据处理方面的进步有助于向更数字化的制造转变。
他说:“回想10年,也许15年前。“如果你想构建你的软件或网站,你会使用预置服务器机架来构建。那是你唯一的选择。你会有一大堆服务器。你可以计算你的负载能力是多少。你会雇佣一个IT部门,它会为你运行这些服务器。你只会祈祷不会发生什么事让你的网站崩溃。你试着为这些尖刺设计。
“快进到今天,没有人再考虑他们的网站会宕机。没有人考虑负载平衡,因为它都运行在云上,Azure, AWS等等。
“如果你拿供应链做同样的类比,今天我们仍然在‘内部服务器机架’上运行。“这个‘IT部门’就是供应链,他们正在尽最大努力用泡泡糖和小额资金把所有供应商的网络连接在一起。现在,这个团队正在利用新的工具,比如添加剂,来将供应链的一部分数字化,也就是将其转移到云端。我想说的是,如果你看一下这个全新的套件,如果你在添加添加剂,如果你在你的设施中加入机器人技术,你就开始向云过渡,这是一个你实际上拥有敏捷性的地方。你有内在的真正的韧性。
“这里有一个例子。今年第一季度,在深圳,一夜之间,就像2月底一样,整个城市因为新冠肺炎而关闭。超过1700万人,像这样,不能离开他们的家园。刚刚封锁了。很多客户会接到深圳所有供应商的电话,说交货会延迟,他们不知道什么时候会发生。
对我们来说,当我们星期一来的时候,我们有249个工作订单在那个地区生产。在24小时内,所有249个工作订单都通过我们的数字系统从该地区转移到新的制造商,我们对客户基础的交货时间或成本几乎没有影响。我是说,有些人甚至连电话都没有接到因为他们不知道他们的工作被转移了。这就像是,‘你的零件将在5月15日到达,而且还在按计划进行。但在幕后,所有这些工作订单都被转移到了新工厂。这就像AWS。这就像一个数字生态系统,你的网站一直在运行。它的弹性。这就是为什么我认为更多的公司应该考虑采用这种类型的弹性,而不是旧的方式。我们已经在服务器机架的计算上做到了,现在是时候在供应链上也这样做了。
最后的建议是:
-想想你的数字剧本。
-思考这些缺口以及如何填补它们。
如果你不采用数字化,你就会落后。数字化不是奢侈品。这是前进的必须。
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