e-works数字化企业网  »  新闻  »  软件动态  »  正文

互联设计与制造,制造企业方能兼顾收益和环保

2018年4月16日     来源:欧特克         
关键字:衍生式设计  
本文作者欧特克制造业行业战略与市场营销高级总监Stephen Hooper,由欧特克可持续发展部副总裁Lynelle Cameron联合执笔

作为一位制造商,你应该很清楚当下事物的发展变化有多快。你也知道,消费者需求、技术进步和劳动力转移的持续发展趋势,正不断加速行业变革的进程。但是,你有考虑过将设计与制造流程互联之后,会给财务和环境带来什么样的潜在影响吗?

眼下,制造业不断融合的趋势既形成了挑战也带来了机遇。要想充分利用这些变化,制造商需要重新审视其生产和交付方式。如果利用得恰到好处,这些变化将对业务和环境都有好处。不过,首先要做好以下三个主要工作:

1.制造商需要制造更多产品。2050年,全球人口总数预计将高达100亿,其中一半为中产阶级。这意味着,将有越来越多的拥有可支配收入的人需要更多产品来满足他们城市化的生活方式。要满足这一需求是有挑战性的,管理因此而产生的海量用户数据也同样艰巨。预计到2020年,全球用户数据将达到600泽字节。

欧特克

2.制造商需要利用技术提高产品品质。软件和硬件技术正变得越来越复杂。人工智能和机器学习的向前发展,让产品设计者能够利用海量的客户数据不断加快创新。在生产中,硬件与工业物联网、全新自动化技术相互连接的现象越来越普遍。综合来看,这些先进的技术正在不断提高产品的质量、差异化和性能水平。

3.制造商需要减少对环境的负面影响。在美国,制造业产生的二氧化碳排放量高达13亿公吨,约占美国排放总量和全球排放量的五分之一。如今,世界上83亿吨的塑料中,有60%都堆积在垃圾填埋场或暴露在自然环境中。目前,美国环境保护署的“国家优先事项列表”上有就1,345个超级废弃物场地。这些都是过去100年里市场增长和变化带来的非预期后果。

要制造更多产品、提高产品品质并同时减少环境污染,需要制造商利用其创造的数据更好地预测客户的需求变化,针对变化及时采取行动,并把设计和制造流程更加紧密地连接起来。

未来的机会

将设计与制造流程相互连接至关重要,因为这能把以前不同的操作联系起来,以便更好地揭示隐藏的价值。可持续设计与工程实践者们强调,不能忽视系统思维以及在设计流程中尽早评估产品影响的重要性。系统思维和互联性的基本原理是,去发现隐藏在整个流程中看似不可能的机会,并在这些机会成本变得高昂之前将之充分利用。有助于促进系统思维的最佳方法是了解系统的所有部件,并把从设计到制造流程中每个部件的数据连接起来。

例如,通过连接设计和制造流程,先进的制造技术——如混合增材及减材流程——意味着可以发现原本发现不了的潜在设计选项或限制。这些流程可以通过机器学习来实现连接。而软件可以利用制造数据生成新的设计,以优化复杂的设计目标和折衷方案,例如最大化实现部件的可持续性、确保材料选择符合监管规定,以及从生产上控制成本。

空客公司的飞机轻量级舱室衍生设计是连接端到端流程的一个早期例子。空客通过衍生式设计将制造和设计与数据和机器学习连接起来,从而减轻了笨重舱室的重量。衍生式设计在流程中能考虑到设计目标和限制,并生成多个设计选项。基于此,空客生成了10,000多个以减轻重量、同时确保结构完整性和安全性为目标的设计选项。最后,由于在设计早期就考虑到了制造环节,空客将舱室的重量减轻了45%。鉴于空客每年的燃油支出高达13亿美元,因此,以负责任的方式为飞机减少的每一盎司重量,都意味着能为提高净利润、保护地球环境带来重要的积极影响。

欧特克

端到端的流程与数据相互连接之后,能加速推动一个重要新兴趋势的发展,那就是循环利用。循环利用的概念是,通过将供应链和资源流与产品的回收连接起来,重复地“升级回收”资源。提取和加工原材料的成本高昂,并容易受到大宗商品价格波动的影响,造成大量浪费,而且还会破坏当地环境。目前,仅纯铝的开采和生产所产生的温室气体排放量就占到全球总量的1%。此外,电子垃圾的数量也在不断增加,预计到2018年将达到每年5000万吨,问题变得显而易见。

此前,苹果公司就承诺只使用可再生或可回收材料。苹果能做到这一点的一个关键途径是,通过一个名为Liam的机器人,将客户的产品回收和废旧产品与供应链的起点连接起来,该机器人仅需11秒就能拆解一部iPhone(或每年能拆解约120万部iPhone)。拆解后的部件随后被回收再造,用于制作新的iPhone,从而减少加工新原料的需求。发现和验证这些机会需要通过共享和有效了解数据来实现端到端的流程连接,类似于将产品生命周期管理与拆解机器流程连接起来去设计系统。苹果甚至还可以从使用和拆解中汲取经验,应用于重新设计,以增强耐用性、降低回收速度和提高Liam机器人的拆解速度。

欧特克

未来的工作流程必定会超越空客或苹果的例子。随着制造业数据的爆炸式增长,加上机器学习和人工智能方面的进步,新的设计和制造能力很快将实现一键式制造。实现一键式制造的关键在于在从整个工作流程中提供洞察;发现看似不可能的解决方案;以创新和高度优化的方式将供应链、设计、制造、产品使用和产品回收连接起来。正如空客将设计与制造流程连接起来,苹果将废物流与材料流连接起来那样。这些在传统的线性流程中或者在没有先进技术时都是不可能实现的。

政府的影响

尽管技术正在快速发展,还有其他一些理由也在迫使你立即开始连接流程与数据,制造更多、更优质的环保产品。长期以来,政府举措一直在努力减少制造业对环境的影响,例如欧盟对回收和有毒物质的强制规定,以及具有历史意义的《巴黎协定》。很多国家重点关注能源供应和交通运输,例如,中国明确提出了对制造商有影响的资源和节能措施。

从个人电子产品到汽车,再到家庭用品,政府的动向也影响着市场需求的方方面面。最近的研究表明,三分之一的消费者更愿意购买更具可持续性品牌的产品,每四个千禧世代中有三个人愿意多花钱购买可持续产品。

企业也注意到了这一点。沃尔玛最近宣布将与其制造合作伙伴合作,从其供应链中消除10亿吨二氧化碳,这就需要将各个公司的流程与数据连接到一起。汽车制造商正竞相推出纯电动汽车,这就要求他们彻底重新设计汽车,并将系统方法贯穿到全部流程中。

提高产品的性能、个性化和质量以及改善流程将赋予制造商竞争和生存的能力。在制造什么和如何制造上做出正确的决策将能让你获益良多,并减少对人和环境的负面影响。充分利用互联的工作流程,以制造更多、更优质的环保产品。

现在,机会就在眼前。

本文原载于欧特克公司面向设计师、工程师、建设人员和创客群体打造的信息分享平台Redshift。Redshift每日分享极具启发性的创新故事,提供实用的商业建议,旨在探索设计与制造的未来,助力企业赢得商业成功。

责任编辑:王阳
关键词阅读
相关资料
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
文章推荐
博客推荐
视频推荐