자동차 OEM이 디지털화를 통해 적층 제조 문제를 해결하는 방법

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자동차 3D 프린팅 시장은 2029년까지 90억 달러의 기회로 성장할 것으로 예상됩니다. AM 운영 자동화는 이러한 성장을 주도하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

아래에서는 이러한 성장을 방해할 수 있는 자동차 산업의 AM 사용자가 직면한 과제와 디지털화와 소프트웨어가 이러한 과제를 정면으로 해결하는 데 어떻게 도움이 되는지 살펴봅니다.

자동차 산업의 적층 제조

사람과 사물의 이동이 핵심인 산업에 걸맞게 자동차 산업은 큰 변화의 한가운데에 있습니다.

반도체 부족, 연료 효율 표준에 대한 다가오는 변화, 전 세계적으로 전기 및 하이브리드 자동차의 지속적인 증가는 2021년 자동차 산업을 형성하는 몇 가지 주목할만한 트렌드 중 하나입니다.

동시에 자동차 OEM과 공급업체는 전염병의 영향과 씨름하고 있습니다. COVID-19 대유행은 특히 초기 몇 달 동안 자동차 판매에 큰 타격을 입혔습니다. 궁극적으로 2020년 매출은 전년 대비 약 15% 감소하여 업계에 큰 하락을 나타냈습니다.

이러한 추세의 일환으로 자동차 제조업체는 유연한 제조 및 공급망 복원력에 전략적 투자를 하고 있습니다. 여기에는 설계 변경 사항을 더 빨리 통합하고, 보다 인체공학적인 도구를 사용하여 조립 라인의 효율성을 개선하고, 주문형 예비 부품으로 민첩성을 제공할 수 있는 것이 포함됩니다.

적층 제조는 자동차 제조업체가 유연한 제조를 통해 산업을 활성화하는 데 중요한 역할을 했습니다.

한편, 이 기술은 자동차 제품 개발에 확고히 자리 잡았고, 이를 통해 설계자는 3D 인쇄 프로토타입으로 설계를 더 빠르게 반복하고 검증할 수 있습니다. 한편, 주요 자동차 제조업체들은 조립 라인 도구, 예비 및 최종 사용 자동차 부품에 3D 프린팅 사용을 확대하고 있습니다.

생산에서 AM의 사용 증가는 부분적으로 전기 자동차의 부상에 의해 주도됩니다. 전기 자동차는 에너지 효율성을 높이기 위해 더 가벼워야 합니다.

구성 요소의 무게를 줄이려면 후드 아래에 있는 구성 요소의 설계에 대한 새로운 접근 방식이 필요합니다. AM은 기존의 제조 방식으로는 불가능했던 경량화와 새로운 디자인을 가능하게 하는 기술 중 하나입니다.

즉, 자동차에서 AM의 사용이 증가함에 따라 주문 이행, 품질 관리 및 공급망 관리를 포함한 AM 생산 관리의 복잡성도 증가합니다. 프로토타이핑이든 연속 생산이든 사내에서 AM을 사용하는 자동차 제조업체는 많은 문제를 해결해야 합니다.

아래에서 가장 시급한 과제와 디지털 자동화가 자동차 회사에서 AM의 생산성을 극대화하는 데 어떻게 도움이 되는지 살펴봅니다.

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자동차 제조업체가 디지털화를 통해 해결할 수 있는 5가지 3D 프린팅 과제

1. 프로토타입의 신속한 처리 보장

OEM이 고급 기능을 먼저 도로에 제공하기 위해 경쟁함에 따라 신속한 프로토타이핑에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 자동차 제조업체가 개념을 시각화해야 하거나 기능적인 프로토타입으로 아이디어를 테스트해야 하는 경우 3D 프린팅은 이상적인 기술임을 입증합니다.

그러나 RP 시설이나 연구실을 운영하는 데는 여러 가지 어려움이 따릅니다. 예를 들어, 수동으로 고객 주문(종종 이메일이나 전화로 접수됨)을 수집하고 견적을 내고 다시 견적을 보내는 것은 종종 리드 타임을 연장하는 최적화되지 않은 활동이 될 수 있습니다.

스프레드시트와 같은 고립된 도구를 사용하여 수동으로 주문 단계를 관리하면 오류가 발생하기 쉽고 개선할 기회가 거의 없습니다.

더 나은 솔루션은 3D 프린팅 요청을 수집하는 프로세스를 표준화하고 자동화하는 것입니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 사용자를 허용하는 플랫폼을 구현하는 것입니다. 엔지니어는 3D 파일을 업로드하고 적절한 재료와 기술을 선택하여 전용 포털을 통해 부품을 요청합니다.

즉, RP 실험실 조수와 통신할 필요 없이 몇 분 만에 주문할 수 있고 프로토타입 제조 워크플로의 각 이정표에 대해 자동으로 알림을 받을 수 있습니다.

주문이 시스템에 들어오면 RP 연구소 관리자는 들어오는 주문을 추적하고 우선 순위를 정하고 생산 일정을 잡을 수 있습니다. 주문 제출 프로세스는 자동화를 통해 기름칠이 잘 된 기계처럼 작동하기 시작하여 관리자가 수동으로 데이터를 수집하고 구성하는 데 소비하는 시간을 절약합니다.

속도가 자동차 제조업체의 최우선 순위이기 때문에 설계자는 프로토타입을 더 빨리 받을 수 있고 제품 ​​아이디어를 테스트하고 검증하는 데 더 민첩하게 대처할 수 있습니다. 가속화된 제품 개발은 결과적으로 신차의 시장 출시 시간을 단축하고 경쟁에서 우위를 점하는 데 기여합니다.

2. AM 공급망 및 아웃소싱 워크플로에 대한 더 나은 제어

자동차 산업은 공급자, 제조업체 및 소비자의 통합 사슬입니다. 자동차나 다른 유형의 차량과 같은 기성품은 종종 다른 국가에 위치한 여러 회사에서 제조 및 공급하는 수백에서 수천 개의 요소로 구성됩니다.

자동차 AM의 공급망도 마찬가지로 복잡합니다. 3D 인쇄 부품을 자동차에 설치하려는 자동차 OEM은 적시에 부품을 생산하고 유통하기 위해 여러 공급업체와 협력해야 합니다.

그러나 고객과의 여러 대화에서 알 수 있듯이 많은 자동차 제조업체에서 타사 공급업체로부터 AM 부품을 소싱하는 것은 비효율적입니다. 이 프로세스에는 종종 가격에 대해 논의하고 동의하기 위해 이메일과 전화를 주고받는 것이 포함되며, 수동으로 그렇게 하면 투명성과 민첩성이 부족합니다.

AM 공급망은 통제하기 어려운 복잡한 영역이지만 AM 공급망을 보다 효율적으로 관리하는 방법에 대한 몇 가지 팁이 있습니다.

3. AM 공정 반복성 및 부품 품질 보장

자동차 부품을 3D 프린팅할 때는 생산 효율성과 부품 품질이 가장 중요합니다.

그러나 전통적인 제조 프로세스는 잘 알려져 있지만 업계는 여전히 반복되는 품질을 보장하는 AM에 대한 최상의 접근 방식을 찾고 있습니다.

AM에서 부품은 잠재적으로 다른 공장에서 소량으로 생산됩니다. 매번 일관된 생산을 달성할 수 있는 방법이 없으면 제조업체에서 부품이 항상 정확한 사양으로 제조되도록 하는 것이 어렵습니다.

반복 가능한 AM 및 고품질 완성 부품을 보장하기 위해 자동차 제조업체는 표준화된 워크플로를 설정해야 합니다.

AM 운영을 표준화하려면 AM 시스템 및 프로세스의 효과적인 관리, 자동화 및 완전한 워크플로 가시성을 제공하기 위한 높은 수준의 연결이 필요합니다.

따라서 자동차 OEM 및 공급업체는 적층 MES와 같은 디지털 적층 제조 관리 시스템이 필요합니다.

최신 적층 MES는 표준화되고 일관된 AM 작업을 지원하는 강력한 도구를 제공합니다.

Additive MES를 사용하면 부품에 고유한 일련 번호를 추가하고 다양한 생산 단계를 통해 부품 흐름을 자동화하는 규칙을 정의하여 작업을 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 주문이 확인되면 시스템은 재료, 기술, 우선순위 및 3D 프린터 가용성과 같은 정의된 매개변수를 기반으로 주문의 부품을 특정 기계에 자동으로 할당할 수 있습니다.

그런 다음 인쇄가 완료되면 MES 소프트웨어는 사후 처리 작업과 배송에 이르기까지 품질 검사 중에 부품을 추가로 추적하여 단일 디지털 스레드를 유지할 수 있습니다.

소프트웨어가 프로세스를 제어할 때 잘못된 기계에 부품을 할당하거나 정렬되지 않은 주문 우선 순위로 인해 마감 시간을 놓치는 것과 같은 오류 가능성을 제거합니다.

또한 디지털 시스템은 제어 품질 및 감사 확인을 단순화합니다. 데이터가 중앙 집중화되고 모든 변경 사항이 기록 및 추적되면 업계 표준에 따라 품질을 추적하고 프로세스를 인증하는 것이 더 쉬워집니다.

4. 적층 제조 실험실의 생산성 극대화

자동차 AM 시설이나 연구실을 관리할 때 고가의 3D 프린팅 장비 및 재료에 대한 더 높은 ROI를 달성하려면 생산성을 향상시켜야 합니다.

그러나 제조 장비의 생산성을 어떻게 측정합니까? 프로세스를 개선하기 위한 통찰력을 얻으려면 어떻게 해야 합니까?

올바른 기술이 없으면 AM 생산 라인의 생산성을 측정하는 것이 어려워집니다. 스프레드시트, 종이 또는 서로 다른 소프트웨어 플랫폼에 의존하는 경우 특히 그렇습니다.

수동으로 연결되지 않은 도구는 AM 시스템의 생산성을 추적하고 측정하는 작업에 적합하지 않습니다. AM 프로덕션을 효과적으로 실행하는 데 필요한 가시성을 제공하지 않습니다.

생산성을 더 잘 추적하기 위해 AM 시스템과 연결하고 수율, 실패 대 성공 비율, 기계 가동 시간과 같은 중요한 지표에 대한 보고서를 생성하는 통합 적층 MES 시스템을 사용할 수 있습니다.

데이터로 무장한 실험실 관리자는 성능이 떨어지는 장비와 같은 병목 현상을 식별하고 효율성을 유지하기 위한 사전 조치를 취할 수 있습니다. AM 랩의 성능에 대한 데이터는 관리자가 기계 매개변수를 최적화하거나 특정 작업에 더 많은 작업자를 할당하는 등 생산성을 높이기 위한 중요한 비즈니스 결정을 내리도록 장려할 수 있습니다.

5. 필요한 시점에 유연하게 부품 생산

3D 프린팅으로 얻을 수 있는 가장 큰 기회 중 하나는 부품이나 도구를 주문형으로 유연한 수량으로 제조하는 것입니다.

그러나 이 프로세스가 효율적이고 반복 가능하기 위해서는 제조업체가 주문형 부품 및 도구를 찾고, 주문하고, 생산할 수 있는 AM 파일 및 생산 데이터의 완전한 데이터베이스가 필요합니다.

이러한 데이터베이스를 유지 관리할 수 있는 올바른 시스템이 없으면 주문형 3D 인쇄의 이점이 무효화됩니다. 예를 들어, 3D 프린팅 파일을 폴더에 저장하거나 이메일을 통해 전송하면 빠르게 중복되거나 오래된 파일이 공유될 수 있습니다.

또한 3D 프린팅 데이터의 최적화되지 않은 저장은 제조의 민첩성을 지원할 수 없습니다. AM 랩 관리자가 올바른 버전의 파일을 찾고 프로덕션 요구 사항을 다시 확인한 다음 프로덕션을 위해 파일을 보내는 것은 시간이 많이 소요될 수 있습니다.

주문형 생산에 대한 더 나은 접근 방식은 최신 버전의 CAD 모델과 생산 요구 사항을 저장하는 부품의 디지털 카탈로그를 구축하는 것입니다.

단일 파일 저장 시스템을 사용하면 설계 파일과 필요한 프로세스 및 재료와 같은 부품에 대한 모든 필요한 정보를 더 쉽게 찾을 수 있습니다.

가상 부품 인벤토리의 또 다른 이점은 ERP 및 MES와 같은 다른 소프트웨어 애플리케이션에 연결할 수 있다는 것입니다.

가상 재고와 생산 관리 소프트웨어를 디지털 방식으로 연결하면 두 가지 기본적인 이점이 있습니다. 첫째, AM 사용자는 버튼 클릭으로 부품을 주문할 수 있습니다. 둘째, AM 생산 기획자는 주문에 대해 즉시 알림을 받고 지루한 왕복 과정 없이 부품 생산 일정을 잡을 수 있습니다.

또한 읽기:디지털 인벤토리가 적층 제조 작업을 지원할 수 있는 4가지 방법

디지털화로 자동차 AM의 성장 주도

적층 제조는 자동차 제조업체와 공급업체가 더 빨리 변화에 적응하고 혁신할 수 있도록 도와줍니다. 그러나 AM의 잠재력을 최대한 활용하려면 기술 채택자가 3D 프린팅의 효율성과 확장성을 보장해야 합니다.

AM의 성장을 지원하기 위해 미래 지향적인 자동차 제조업체는 중요한 워크플로 프로세스를 디지털화합니다. 디지털화는 주문형 적층 제조를 위한 간소화된 주문 및 생산 일정, 통합 공급망 및 가상 재고를 포함하여 AM 운영 관리에 제공할 수 있는 많은 이점을 제공합니다.

그러나 디지털화를 최대한 활용하려면 완전한 가시성과 추적성을 위해 AM 작업의 여러 부분을 연결할 수 있는 중앙 집중식 플랫폼을 기반으로 해야 합니다.

이러한 플랫폼은 추가 MES에서 찾을 수 있습니다. 자동차 회사가 3D 프린팅의 도움으로 제품 개발을 가속화하고 최적화된 자동차 부품을 도입함에 따라 MES와 같은 디지털 솔루션은 더 나은 의사 결정, 프로세스 최적화 및 확장 가능한 성장을 위한 기회를 열어 더 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.

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