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    互聯設計與制造,制造商方能兼顧收益和環保

      2018年04月16日  

      作者:Stephen Hooper,歐特克制造業行業戰略與市場營銷高級總監

      作為一位制造商,你應該很清楚當下事物的發展變化有多快。你也知道,消費者需求、技術進步和勞動力轉移的持續發展趨勢,正不斷加速行業變革的進程。但是,你有考慮過將設計與制造流程互聯之后,會給財務和環境帶來什么樣的潛在影響嗎?

      眼下,制造業不斷融合的趨勢既形成了挑戰也帶來了機遇。要想充分利用這些變化,制造商需要重新審視其生產和交付方式。如果利用得恰到好處,這些變化將對業務和環境都有好處。不過,首先要做好以下三個主要工作:

      1.制造商需要制造更多產品。到2050年,全球人口總數預計將高達100億,其中一半為中產階級。這意味著,將有越來越多的擁有可支配收入的人需要更多產品來滿足他們城市化的生活方式。要滿足這一需求是有挑戰性的,管理因此而產生的海量用戶數據也同樣艱巨。預計到2020年,全球用戶數據將達到600澤字節。

     

      2.制造商需要利用技術提高產品品質。軟件和硬件技術正變得越來越復雜。人工智能和機器學習的向前發展,讓產品設計者能夠利用海量的客戶數據不斷加快創新。在生產中,硬件與工業物聯網、全新自動化技術相互連接的現象越來越普遍。綜合來看,這些先進的技術正在不斷提高產品的質量、差異化和性能水平。

      3.制造商需要減少對環境的負面影響。在美國,制造業產生的二氧化碳排放量高達13億公噸,約占美國排放總量和全球排放量的五分之一。如今,世界上83億噸的塑料中,有60%都堆積在垃圾填埋場或暴露在自然環境中。目前,美國環境保護署的“國家優先事項列表”上有就1,345個超級廢棄物場地。這些都是過去100年里市場增長和變化帶來的非預期后果。

      要制造更多產品、提高產品品質并同時減少環境污染,需要制造商利用其創造的數據更好地預測客戶的需求變化,針對變化及時采取行動,并把設計和制造流程更加緊密地連接起來。

    未來的機會

      將設計與制造流程相互連接至關重要,因為這能把以前不同的操作聯系起來,以便更好地揭示隱藏的價值??沙掷m設計與工程實踐者們強調,不能忽視系統思維以及在設計流程中盡早評估產品影響的重要性。系統思維和互聯性的基本原理是,去發現隱藏在整個流程中看似不可能的機會,并在這些機會成本變得高昂之前將之充分利用。有助于促進系統思維的最佳方法是了解系統的所有部件,并把從設計到制造流程中每個部件的數據連接起來。

      例如,通過連接設計和制造流程,先進的制造技術——如混合增材及減材流程——意味著可以發現原本發現不了的潛在設計選項或限制。這些流程可以通過機器學習來實現連接。而軟件可以利用制造數據生成新的設計,以優化復雜的設計目標和折衷方案,例如最大化實現部件的可持續性、確保材料選擇符合監管規定,以及從生產上控制成本。

      空客公司的飛機輕量級艙室仿生設計是連接端到端流程的一個早期例子??湛屯ㄟ^衍生式設計將制造和設計與數據和機器學習連接起來,從而減輕了笨重艙室的重量。衍生式設計在流程中能考慮到設計目標和限制,并生成多個設計選項?;诖?,空客生成了10,000多個以減輕重量、同時確保結構完整性和安全性為目標的設計選項。最后,由于在設計早期就考慮到了制造環節,空客將艙室的重量減輕了45%。鑒于空客每年的燃油支出高達13億美元,因此,以負責任的方式為飛機減少的每一盎司重量,都意味著能為提高凈利潤、保護地球環境帶來重要的積極影響。

     

      端到端的流程與數據相互連接之后,能加速推動一個重要新興趨勢的發展,那就是循環利用。循環利用的概念是,通過將供應鏈和資源流與產品的回收連接起來,重復地“升級回收”資源。提取和加工原材料的成本高昂,并容易受到大宗商品價格波動的影響,造成大量浪費,而且還會破壞當地環境。目前,僅純鋁的開采和生產所產生的溫室氣體排放量就占到全球總量的1%。此外,電子垃圾的數量也在不斷增加,預計到2018年將達到每年5000萬噸,問題變得顯而易見。

      此前,蘋果公司就承諾只使用可再生或可回收材料。蘋果能做到這一點的一個關鍵途徑是,通過一個名為Liam的機器人,將客戶的產品回收和廢舊產品與供應鏈的起點連接起來,該機器人僅需11秒就能拆解一部iPhone(或每年能拆解約120萬部iPhone)。拆解后的部件隨后被回收再造,用于制作新的iPhone,從而減少加工新原料的需求。發現和驗證這些機會需要通過共享和有效了解數據來實現端到端的流程連接,類似于將產品生命周期管理與拆解機器流程連接起來去設計系統。蘋果甚至還可以從使用和拆解中汲取經驗,應用于重新設計,以增強耐用性、降低回收速度和提高Liam機器人的拆解速度。

     

      未來的工作流程必定會超越空客或蘋果的例子。隨著制造業數據的爆炸式增長,加上機器學習和人工智能方面的進步,新的設計和制造能力很快將實現一鍵式制造。實現一鍵式制造的關鍵在于在從整個工作流程中提供洞察;發現看似不可能的解決方案;以創新和高度優化的方式將供應鏈、設計、制造、產品使用和產品回收連接起來。正如空客將設計與制造流程連接起來,蘋果將廢物流與材料流連接起來那樣。這些在傳統的線性流程中或者在沒有先進技術時都是不可能實現的。

    政府的影響

      盡管技術正在快速發展,還有其他一些理由也在迫使你立即開始連接流程與數據,制造更多、更優質的環保產品。長期以來,政府舉措一直在努力減少制造業對環境的影響,例如歐盟對回收和有毒物質的強制規定,以及具有歷史意義的《巴黎協定》。很多國家重點關注能源供應和交通運輸,例如,中國明確提出了對制造商有影響的資源和節能措施。

      從個人電子產品到汽車,再到家庭用品,政府的動向也影響著市場需求的方方面面。最近的研究表明,三分之一的消費者更愿意購買更具可持續性品牌的產品,每四個千禧世代中有三個人愿意多花錢購買可持續產品。

      企業也注意到了這一點。沃爾瑪最近宣布將與其制造合作伙伴合作,從其供應鏈中消除10億噸二氧化碳,這就需要將各個公司的流程與數據連接到一起。汽車制造商正競相推出純電動汽車,這就要求他們徹底重新設計汽車,并將系統方法貫穿到全部流程中。

      提高產品的性能、個性化和質量以及改善流程將賦予制造商競爭和生存的能力。在制造什么和如何制造上做出正確的決策將能讓你獲益良多,并減少對人和環境的負面影響。充分利用互聯的工作流程,以制造更多、更優質的環保產品。

      現在,機會就在眼前。

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