理解3D技术系统和精益设计模式
企业对制造及设计(制造的前提)的认识即将发生重大变化,由于3D打印技术的出现,制造及设计将被整合成一种精益的设计模式,装配和制造过程的复杂性会降至最低。因此,管理者需要反思,他们的企业是否已经准备好迎接3D打印技术,是否已经将必要步骤准备就绪,以便使企业的设计战略进化到更高层次。
通用电气(GE)是采用3D技术的成功案例之一。2012年,GE在肯塔基州拥有55年历史的电器园开设了第一间新型装配厂。在GeoSpring热水器家电的生产过程中,产品的零件数量减少20%,材料成本降低25%,设备投资降低30%,开发时间缩短了一半,这都得益于公司在精益设计上的投资。与海外代工厂商相比,新型制造方式的产品成本可降低20%。
这种新兴模式的首要特征是“增材制造”(采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除和切削加工技术——译者注),它是指基于3D技术的集成技术环境。整套技术包括3D打印、高分辨率3D扫描和计算机辅助设计系统,可以实现快速的原型设计和制造。
虽然增材技术平台适用于单独项目制作、样品成型,以及实验环境的建设,但只有精益设计模式才能充分发挥它的力量。这种精益设计模式包含了“面向制造的设计”(简称DFM)与“面向装配的设计”(简称DFA),两者的目的都是要在提高设计灵活性的同时,降低设计的复杂性。通过减少产品设计中所涉及部件的复杂性,以及制造工艺本身的步骤数量,DFA与DFM可大大降低劳动成本。
GE这样规模的公司可以在世界任何地方建厂生产,然而引人注意的是,他们选择了肯塔基州。这样做有三点优势。首先,由于迭代样品制作的周期大幅缩短,设计者和生产者之间的联系更加密切。对于瞬息万变市场中快速变化的消费者需求;以及在新兴市场中获得先发优势而言,这种做法的好处尤为显著。其次,定制生产的成本相对较低。第三,受益于交货时间的减少和物流成本的降低,GE这样的制造企业可以更加接近目标市场。
我们研究了70多家回迁美国、以期更接近国内市场的公司,参加了400多场小组会议,目的在于寻找一种创新机制,帮助制造企业更好地理解3D技术系统和精益设计模式。