增材制造和数字化的迅猛发展给传统业务模式造成了巨大冲击。3D打印和增材制造旨在准确重构从快速原型到部件修理的整个过程。新加坡科技研究局的一项研究结果表明,这一颠覆性技术会给制造业带来巨大变化,预计市场规模会增长4倍,从2012年的22亿美元增长到2021年的108亿美元。
数字化3D设计数据允许制造商逐层修改部件,从而为航空航天、工程等行业提供更多的设计可能性。到2020年,预计中国将在航空、汽车、造船等10个重点制造业领域推广增材制造,推动其在医疗、教育、文化等领域的应用。
作为全球领先的产品生命周期管理与制造运营管理(MOM)软件、系统与服务提供商,Siemens PLM Software发现,由于缺乏资源和常规能力,传统制造业在过去面临诸多困难。专用零件需要专用工装,从而大幅增加了中小型企业乃至大型公司的生产成本。以前工程师使用兼容性极差的传统计算机辅助设计(CAD)工作流工具,使得设计彼此脱节,整个过程十分繁琐冗长。通过使用增材制造,可以降低具有蜂巢或者复杂结构的创新型轻量零件的创建成本。若产品原型要求返工,可以在增材制造设备上对新设计进行编程,然后快速生产零件。采用传统打印或制造方法的传统装配线无法达到这样的速度或精密度,因为重新配置时需要耗费大量时间、材料和劳动力,因此以传统方法生产小型原型零件的效率极低。
尽管增材制造明显优于传统装配方法,但是相比于其他地区,亚太地区采用增材制造的速度非常慢。Roland Berger表示,美国安装的增材制造设备占全球总量的37%左右,其次是中国和日本,分别为10%和9%。Arc Advisory的一项研究结果显示,造成这一局面的原因之一是缺乏历史系统和设备处理战略。
尽管增材制造的进入门槛高,但是增材制造可以为亚太地区带来强劲的增长动力。Frost and Sullivan 的一项研究结果显示,从2015年到2025年预计增材制造的年增速将达到18.6%。增材制造将带来的巨大利益不容忽视。此外,McKinsey 的研究结果也提到这一观点,预测增材制造产生的总体增长影响会大得多, 按照当前的增长势头,到2025年的市场规模会达到2,500亿美元。
面对向数字化社会过渡的趋势,亚太地区的制造商如何在激烈的竞争中更加智能地用增材制造提供产品、解决历史设备问题? Siemens PLM Software专家认为,重点在于提升制造智能化程度,提高经营效率。
随着 ‘智能技术’ 的采用,制造商也需要改变他们对产品设计的看法。比如,那些用以前的传统方法在脑海中设想的原始产品模型,通过重新设计,可以减少零件浪费,减少过程,从而节约宝贵的时间和成本。不仅如此,通过“数字化双胞胎”,可以将物理和数字模型集成到一个仿真环境中,改进业务操作,得到更好的结果。产品或对象的虚拟表示被显示在一个数字化平台上,使制造商能够从产品设计开始到系统和设备现代化的整个产品生命周期中发现潜在问题或机会。数字化双胞胎由物理和数字拷贝组成,彼此连接,可以形成一个共同对象记忆,这一变革最好从第一个原型就开始。
通过在设计过程中实施数字化双胞胎,仿真环境有助于提高设计人员和工程师的可视化准确度。随着许多新兴的制造方法正在变得像传统制造方法一样精确,现在的设计构思方法与以前大不相同。越来越多的公司要转变思维,充分认识到仿真环境在未来能够发挥的巨大作用,与CAD输入(如网络几何学和生成设计)相一致。
尽管美国同行可能暂时领先,但Siemens PLM Software预测亚太地区很快就会迎头赶上,并从增材制造中受益。目前尚未认识到数字化双胞胎和增材制造设备系统优势的公司应当开始评估增材制造的潜力。我们看到,来自各种规模企业的工程师正在广泛的工作范围内紧急调研增材制造的可行性与各种方案,制造企业急需部署数字化解决方案,以解决现在及今后将面临的各种挑战。
Siemens PLM Software是全球领先的产品生命周期管理(PLM)和制造运营管理(MOM)软件、系统与服务提供商,拥有超过1,500万套已发售软件,全球客户数量达140,000多家。公司总部位于美国德克萨斯州普莱诺市。Siemens PLM Software与企业客户充分合作,为其提供领先的行业软件解决方案,帮助其通过革命性创新获得可持续性竞争优势。
评论
加载更多