Трехмерная печать меняет цепочки поставок
Трехмерная печать меняет цепочки поставок

Когда речь заходит о 3D-печати, в воображении возникают картины филамента и расплавленного пластика, который выдавливается подобно зубной пасте и наносится слой за слоем по мере затвердевания


12:08 02.08.2018  (обновлено: 16:39 05.11.2018)   |  Питер Сойер |  Служба новостей IDG

Рубрика Предприятие |   1186 прочтений



Аддитивное производство оказывает влияние на весь цикл создания изделий, начиная от заказа и изготовления компонентов и заканчивая их сборкой и ценообразованием.

 

Трехмерная печать используется для изготовления прототипов на протяжении уже нескольких десятилетий, но сейчас она начинает проникать и в процесс производства. Даже если вы не печатаете самостоятельно, происходящие изменения все равно будут оказывать влияние на управление цепочками поставок.

Отличия трехмерной печати от других аддитивных производственных процессов

Когда речь заходит о 3D-печати, в воображении возникают картины филамента и расплавленного пластика, который выдавливается подобно зубной пасте и слой за слоем наносится по мере затвердевания.

С технической точки зрения, этот подход можно назвать моделированием путем нанесения расплавленного материала, но в общем случае аддитивное производство предусматривает также спекание порошкообразного металла или отдельных слоев пластика, и отвердевание жидкости под воздействием ультрафиолетового излучения (стереолитографию или непрерывное производство на поверхности жидкости) с последующем поднятием завершенного объекта над неиспользованным порошком или жидкостью.

И хотя эти технологии принципиально отличаются друг от друга с точки зрения как подхода, так и характеристик создаваемых компонентов, у них имеется ряд общих черт, отличающих их от традиционных производственных технологий:

  • Инструментарий не привязан к изготавливаемым компонентам. Теоретически можно распечатать какую-нибудь деталь для самолета, а сразу же вслед за ней – кулинарный миксер. Процесс перехода не требует смены пресс-формы или режущего инструмента – меняется лишь проектный файл.
  • Все происходит довольно медленно, поскольку работа идет слой за слоем.
  • Здесь нет многочисленных физических или топологических ограничений, присущих другим производственным технологиям. Если вы можете представить себе конечный результат, велика вероятность того, что это можно распечатать.
  • Себестоимость изготовления обычно выше по сравнению с традиционными технологиями массового производства, такими как штамповка или отливка.

Все эти отличия непосредственно сказываются на всех этапах жизненного цикла продукта, начиная от его проектирования и заканчивая технической поддержкой.

Влияние на управление жизненным циклом производства

Проектирование для аддитивного производства может быть одновременно проще и сложнее традиционных производственных технологий. Практически любую твердую или полую внутри форму можно изготовить, не беспокоясь о том, как будет осуществляться процесс сборки и подойдет ли инструментарий для внутреннего пространства. А в некоторых случаях компоненты можно оптимизировать с учетом именно того, что нужно, не задумываясь о возможных производственных ограничениях.

Трехмерная печать оказала влияние на отрасль прежде всего с точки зрения создания прототипов, позволив инженерам-проектировщикам изготавливать прототипы, даже не имея необходимых для этого навыков, подобно тому, как маркетологи распечатывают брошюры на лазерном принтере. Существуют сервисные бюро, предлагающие услуги трехмерной печати, но все это так же просто (и почти так же дешево) можно проделать и самостоятельно. С точки зрения ИТ, ключевой вопрос при аутсорсинге связан с обеспечением безопасности и целостности пересылаемых проектных файлов.

Аддитивное производство вносит коррективы и в экономические расчеты себестоимости. В общем случае это более медленный и дорогостоящий процесс по сравнению, скажем, с обработкой на станке, но при использовании дорогих материалов все может измениться.

«В последние пять лет популярность такого подхода растет, – указала доцент международной бизнес-школы ISG Сабрина Бербейн, выступая на конференции аддитивного производства Add Fab в Париже. – В качестве примера можно привести использование спеченного титана в авиационной отрасли, где аддитивное производство позволяет создавать надежные компоненты с меньшим расходом материала и меньшими потерями».

Компания Sculpteo, изготавливающая на заказ детали на основе аддитивных производственных технологий, в последние годы благодаря сокращению затрат сумела перейти от создания прототипов к полномасштабному производству. «Теперь 40% наших клиентов обращается к нам для организации производства нужных им компонентов, – заявила заместитель генерального директора Sculpteo Марин Коре-Балле. – Они выбирают аддитивное производство, понимая, что оно приносит выгоду за счет сокращения расходов или уменьшения числа этапов производственного процесса».

И если при заказе прототипов важнейшим параметром считался срок их изготовления, то при производстве на передний план выходят стоимость и качество.

Трехмерная печать помогает сопровождать продукты и после их продажи, упрощая изготовление запасных частей для технического обслуживания и ремонта.

Французский компьютерный магазин Boulanger и производитель посуды и товаров для дома SEB уже сейчас предлагают своим клиентам воспользоваться трехмерной печатью для изготовления необходимых им запасных частей.

Boulanger поддерживает сайт Happy3D.fr с библиотекой проектных файлов с открытым кодом для печати различных хрупких и дефицитных компонентов: крышек батарей, ручек, сопел и т.д. При поломке этих компонентов вполне работоспособный во всех прочих отношениях продукт зачастую приходится выбрасывать. Компания SEB экспериментирует с трехмерной печатью для поддержки товаров с пометкой «ремонтопригодный продукт: 10 лет». В этом случае необходимые запчасти можно изготовить самостоятельно, даже если запас их у производителя уже закончился.

Как меняются цепочки поставок

«В наши дни логистика в большей степени определяется битами данных, а не посадочными местами, – заметил менеджер по развитию бизнеса немецкого разработчика программного обеспечения управления аддитивным производством 3YourMind Александр Доннадье. – Сегодня между управлением цепочками поставок и производством нет существенных различий. Производственные компоненты приближены к рынкам сбыта и представляют собой, по сути, проектные и производственные данные, которые требуется передать в нужное место». Компания 3YourMind предлагает инструменты управления децентрализованным производством такого рода.

Аналогичный путь прошла и Sculpteo. Третий центр трехмерной печати открылся в Калифорнии, в непосредственной близости от стартапов, которые уже использовали первые два, расположенные во Франции. Благодаря собственной программной платформе Fabpilot компания изготавливала компоненты стоимостью от 1,5 евро.

Возможность налаживания аддитивного производства малыми тиражами приводит и к изменению логистики.

Идея оперативного управления запасами известна уже довольно давно, однако во многих случаях ей не уделяется должного внимания: как правило, выпускаемые компоненты производятся в огромных масштабах, складируются поставщиком и доставляются клиентам отдельными партиями.

Однако и здесь происходят определенные перемены. Все больше клиентов Sculpteo несколько раз в неделю заказывают небольшие количества нужных им компонентов для медицинского оборудования, робототехники и применения в других областях.

В течение года их совокупные поставки могут достигать десятков тысяч единиц, что, на первый взгляд, с трудом вписывается в концепцию трехмерной печати. Поставщики удовлетворяют потребности стартапов, которые испытывают нехватку денег и стараются откладывать инвестиции в производственные инструменты. Зачастую клиенты даже при росте объемов не хотят отказываться от аддитивного производства, поскольку оно позволяет им непрерывно совершенствовать свои продукты.

И если поставки осуществляются строго в оговоренный срок, потребность в складировании отпадает сама собой.

Коре-Балле хотелось бы, чтобы не только стартапы, но и крупные компании поняли, что нет смысла тратить два месяца на закупку компонентов, изготовление которых занимает всего 48 часов.

И ключевым моментом здесь является поиск способов упрощения бизнес-процессов, начиная от сохранения проектного файла и заканчивая доставкой распечатанных компонентов.

По словам Бербейн, аддитивное производство укорачивает цепочку поставок и устраняет разрывы между закупками исходного сырья, производством и сбытом. В некоторых случаях заказчик становится соавтором: при изготовлении в единичных экземплярах требуется постоянная перенастройка инструментов, проект приходится корректировать практически на лету, как в процессе постоянного бета-тестирования.

Трехмерная печать минимизирует потребности в сборке, поскольку даже сложные формы могут быть отпечатаны в виде единого целого. В результате не нужно координировать деятельность поставщиков отдельных узлов и уменьшается вероятность того, что вся производственная линия встанет из-за отсутствия какой-то незначительной детали.

Препятствия на пути к дальнейшей популяризации аддитивного производства

«Однако начать пользоваться трехмерной печатью прямо сейчас мы не можем, – заявил Доннадье. – Во-первых, у нас нет соответствующих проектных файлов. Некоторые компоненты, имеющиеся на складах, еще не оцифрованы. Наладить печать некоторых из них, наверное, было бы целесообразно. Сюда относятся, например, детали с низкой оборачиваемостью, загромождающие склады, и компоненты, которые больше уже не выпускаются. В первую очередь их надо отсканировать и воссоздать требуемые модели».

Распространение трехмерной печати влечет за собой и другие проблемы. Речь идет не столько о культурных отличиях, мешающих аутсорсингу бизнес-процессов, сколько о неоднородности оборудования для аддитивного производства. Стандартных API просто не существует.

Выбор материалов тоже имеет значение – от этого зависит, как долго прослужат материалы, используемые на аддитивном производстве, и будут ли изготовленные из них детали соответствовать различным отраслевым стандартам.

Вопросы вызывает и полная стоимость аддитивного производства. И если выбирать вариант с аутсорсингом, где лучше это делать?

Будущее управления цепочками поставок

Что дальше? По прогнозам Коре-Балле, через пять лет Airbus наладит выпуск запасных частей для самолетов в аэропортах по всему миру, и необходимый ремонт будет осуществляться прямо на месте. Правда, для этого нужно будет продумать порядок безопасной передачи проектных файлов и защиту от помех в процессе печати.

Вместе с тем к возможности приближения производства к клиенту при изготовлении товаров потребительского назначения, на что рассчитывают в SEB и Boulanger, Коре-Балле относится довольно скептически. Сегодня такой способ используется не производителями, а фабриками-лабораториями и аналогичными предприятиями.

На момент запуска инициативы «Ремонтопригодный продукт» у SEB на складе насчитывалось 5,7 млн запасных частей. «Но любой бизнес мечтает свести объем хранимых запасов к нулю», – заметила Бербейн.


Теги: Управление цепочками поставок 3D-принтеры Аддитивное производство Цифровая экономика

На ту же тему: