주문형 적층 제조가 공급망 복원력을 구축하는 데 어떻게 도움이 됩니까?

제조 분야에서 공급망 탄력성을 높이는 것은 단기간에 사라지지 않을 추세입니다. JIT(Just-In-Time) 제조가 공급망 충격에 대한 취약성을 입증한 반면, 주문형 제조는 전 세계 기업이 운영 위험을 줄이려고 함에 따라 더 큰 반향을 일으키고 있습니다.

온디맨드 디지털 제조가 부상하는 이유

JIT 제조는 린 제조를 추구하는 많은 회사에서 비즈니스 관행의 초석이었습니다. 소비자가 요청할 때 제품이나 서비스를 제공함으로써 낭비(재고 낭비, 재고 낭비, 시간 낭비)를 제거하는 전략을 의미합니다.

적시에 적절한 수량을 제공함으로써 제조업체는 대량의 재고 부품 재고를 유지할 필요가 없으므로 다운스트림 재고에 묶인 비용을 절약할 수 있습니다.

개념이 매력적으로 들리지만 JIT 제조를 사용하는 많은 회사의 현실은 제품을 간단히 조립할 수 있도록 구성 요소에 대한 짧은 리드 타임을 요구(및 수령)하는 대신 공급업체가 재고를 직접 운반하는 대신 강제로 수행해야 한다는 것입니다. 그런 다음 고객에게 배송됩니다.

이러한 접근 방식에는 몇 가지 단점이 있습니다. 예를 들어, COVID-19 전염병과 수에즈 운하 사건으로 강조된 것처럼 모든 종류의 공급망 중단에 취약할 수 있습니다.

되돌릴 재고가 없는 상태에서 한 공급업체에서 JIT 모드로 운영되는 비즈니스에 대한 공급이 약간 중단되면 매우 짧은 시간에 생산이 중단될 수 있습니다.

반면에 주문형 적층 제조는 긴 공급망에 대한 대안을 제공하여 품목 및 구성 요소의 생산 및 창고 보관에 대한 전체 접근 방식을 변경합니다.

현재 AM 기능은 불과 몇 년 전보다 더 빠른 인쇄 속도와 향상된 프로세스 안정성을 제공합니다. 동시에 안전한 분산 생산을 위한 디지털 인벤토리 및 소프트웨어와 같은 주문형 제조를 더욱 촉진하는 솔루션이 등장합니다.

주문형 적층 제조의 이점

필요한 시점에 생산

AM을 사용하면 필요한 정확한 수량으로 주문할 때 부품을 생산할 수 있습니다.

그 주요 이유는 3D 프린팅을 사용하면 고정된 최소 주문 수량을 통해 비용을 상각해야 하는 금형과 같은 도구를 사용하지 않고 디지털 설계 파일에서 직접 부품을 제조할 수 있기 때문입니다.

최소 주문 수량 없이 AM을 사용하면 하나의 품목만큼 적은 수량으로 구성 요소를 비용 효율적으로 생산할 수 있습니다.

또한 AM은 디지털 특성 덕분에 물리적 창고 공간을 차지할 부품의 가상 스토리지인 디지털 재고의 출현을 주도하고 있습니다.

디지털 인벤토리에서는 생산 및 사후 처리 요구 사항과 함께 원하는 수의 항목을 저장할 수 있습니다. 특정 품목에 대한 수요가 발생하면 손에 용량과 자재가 있는 경우 버튼 클릭으로 생산을 시작할 수 있습니다.

소비자에게 더 가까운 분산 생산

AM을 사용한 디지털 주문형 제조는 디지털 재고를 분산된 생산 네트워크와 결합하면 더욱 발전할 수 있습니다.

생산 파트너 간의 디지털 다리를 만드는 데 도움이 되는 특수 소프트웨어를 통해 기업은 3D 파일 및 데이터를 공급업체 및 하청업체와 쉽고 안전하게 공유할 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 자신이나 고객이 필요할 때뿐만 아니라 이러한 항목이 사용될 위치에 더 가깝게 항목을 3D 인쇄할 수 있습니다.

이 개념은 아직 초기 단계에 있지만 여러 조직에서 타당성을 입증하기 위해 파일럿 및 POC를 시작했습니다.

예를 들어, 미국 제조업체 Moog는 Microsoft, ST Engineering 및 Air New Zealand와 협력하여 주문형 3D 프린팅이 항공우주 산업에 어떻게 도움이 될 수 있는지 시연했습니다.

이 프로젝트를 위해 오클랜드를 출발해 로스엔젤레스 공항으로 향하는 보잉 777-300 항공기는 파손된 객실 부품 시뮬레이션을 중심으로 개념 증명을 수행했다.

순항 고도에 도달하자 승무원은 오클랜드의 유지보수 부서에 보고했습니다. Business Premier 범퍼 부품은 화면을 기본 위치로 되돌릴 때 시트가 손상되지 않도록 시트와 모니터 사이에 위치하는 부품을 교체해야 한다고 알렸습니다.

유지보수 팀은 에어뉴질랜드의 MRO 제공업체인 싱가포르 ST Engineering이 업로드한 디지털 부품 카탈로그에 액세스하여 교체 부품을 주문했습니다.

ST Engineering은 예비 부품을 로스앤젤레스에서 3D 인쇄하여 공항으로 직접 보낼 수 있는 곳을 식별했습니다.

설계 파일을 디지털로 공유하고 현지화된 3D 프린팅을 사용하여 항공기가 착륙하기 훨씬 전에 부품을 생산할 수 있었습니다. 활주로에 도착한 지 30분 이내에 부품이 교체되었고 비행기는 오클랜드로 돌아오기 전에 예정된 세 번의 추가 여행을 완료할 수 있었습니다.

Moog에 따르면 이 예비 부품을 전통적인 방식으로 배송하려면 44일의 리드 타임이 필요하고 약 30,000달러의 매출 손실이 발생합니다.

유사한 시나리오를 가능하게 하는 분산 생산 네트워크를 만드는 것이 분명히 눈앞에 있습니다. 기업, 특히 광범위한 재고를 유지하고 예비 부품을 신속하게 배송해야 하는 기업은 이 기회를 활용하여 경쟁 우위를 확보할 수 있는 방법에 대해 생각하기 시작해야 합니다.

더욱 뛰어난 제품 맞춤화

주문형 적층 제조는 제품 맞춤화에 대한 거의 제한 없이 각 배치에 맞춤화된 생산을 가능하게 합니다.

AM은 개별 사양에 따라 값비싼 툴링 변경이 필요하지 않기 때문에 새로운 맞춤형 가능성을 열어줍니다. 3D 프린팅에서는 설계 데이터를 고객 요구 사항에 따라 쉽게 수정한 다음 3D 프린터로 전송할 수 있습니다.

이것이 의미하는 바는 커스터마이징에 따른 복잡성으로 인해 추가 비용이 발생하지 않는다는 것입니다. 3D 프린터는 단순한 것보다 복잡한 모양을 제조하는 데 더 많은 시간, 에너지 또는 재료가 필요하지 않으며, 도구가 필요 없다는 것은 다양한 디자인을 인쇄할 때 추가 생산 비용이 필요하지 않다는 것을 의미합니다.

주문형 맞춤형 품목의 3D 프린팅은 의료와 같이 소비자의 정확한 요구에 응답해야 하는 산업에 특히 유용합니다.

맞춤형 제품의 주문형 AM으로 소프트웨어가 다시 중요한 역할을 하고 있습니다. 대량 맞춤화 추세가 증가하면서 구성, 스캔 및 3D 모델링 소프트웨어가 더욱 대중화되었습니다. 이러한 솔루션은 고객의 선호도를 빠르고 비용 효율적으로 조합하고 최종 제품을 구상할 수 있습니다.

온라인 구성 소프트웨어 외에도 3D 프린팅으로 맞춤형 제품을 생산하려는 기업은 맞춤형 품목을 생성, 추적 및 제공하기 위한 명확한 워크플로를 설정해야 합니다.

그러나 이것은 어려울 수 있습니다. 3D 프린팅을 사용하여 맞춤형 부품을 생산할 때 발생하는 한 가지 질문은 한 빌드에서 인쇄된 매우 유사한 부품을 식별하는 방법입니다.

인쇄된 라벨 사용, 3D 스캔, QR 코드 및 MES 소프트웨어 사용을 포함하여 더 나은 추적성을 가능하게 하는 몇 가지 가능한 솔루션이 있습니다.

주문형 적층 제조에 대한 도전

주문형 제조 시설을 구축하는 것은 AM 시스템을 구입하는 것 이상입니다. AM은 기존 제조 방식과 다르기 때문에 주문형 생산 모델에서 AM을 사용하려면 상당한 단계적 변화가 필요합니다. 아래에서는 주문형 적층 제조의 이점을 얻기 위해 고려해야 할 몇 가지 혁신 영역을 강조합니다.

적층 제조를 위한 설계

주문형 생산 대안으로 AM을 구현하는 주요 병목 현상은 재료와 공정에 있다는 일반적인 믿음이 있습니다.

이러한 영역에는 여전히 몇 가지 제한 사항이 있지만 생산에 AM을 사용할 때의 주요 과제 중 하나는 적층 제조(DfAM)를 위한 설계입니다.

AM은 부품이 이 기술과 함께 사용되도록 설계될 때 가장 잘 작동합니다. 이는 종종 기존 제조용으로 설계된 CAD 모델이 AM 프로세스의 요구 사항을 충족하도록 재설계되고 최적화되지 않는 한 3D 인쇄에 적합하지 않을 수 있음을 의미합니다.

재설계의 필요성은 새로운 설계 버전을 테스트하는 데 높은 수준의 전문 지식과 투자가 필요하기 때문에 어려운 과제입니다.

디지털 인벤토리 구축

위에서 강조한 바와 같이 기업이 주문형 적층 제조의 진정한 이점을 얻는 데 도움이 될 수 있는 한 가지는 디지털 재고입니다.

일부 회사는 공유 폴더에 3D 파일의 디지털 데이터베이스를 만들려고 합니다. 그러나 이 접근 방식은 그다지 효율적이지 않습니다. 생산 관리 시스템과의 연결이 부족할 가능성이 높으며 3D 인쇄를 원할 때마다 파일을 다운로드해야 합니다.

더 나은 접근 방식은 전용 소프트웨어를 사용하여 CAD 모델과 해당 생산 요구 사항을 저장하는 것입니다.

디지털 AM 예비 부품을 저장하는 단일 시스템을 통해 설계 파일과 필요한 프로세스 및 재료와 같은 부품에 대한 모든 필요한 데이터를 쉽고 간단하게 찾을 수 있습니다.

디지털 인벤토리에 대한 추가 요구 사항은 ERP 및 MES와 같은 다른 IT 시스템과의 연결입니다. 가상 재고와 생산 관리 소프트웨어를 디지털 방식으로 연결하면 버튼 클릭 한 번으로 부품을 주문하고 생산을 위해 보낼 수 있어 궁극적으로 엄청난 시간과 노력을 절약할 수 있습니다.

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

주문형 적층 제조로 미래 경쟁력을 갖춘 공급망

기업이 팬데믹 이후 시대로 이동함에 따라 제조 분야의 미래 경쟁력을 모색하고 있습니다. 최근 Fictiv의 설문 조사에 따르면 84%의 기업에서 주문형 제조가 중요한 솔루션 중 하나로 여겨지고 있습니다.

이는 COVID-19 규모의 또 다른 외부 충격이 있을 때 주문형 AM이 가장 유연하고 효율적이며 지속 가능한 방식으로 필수 공급망을 계속 운영하기 위한 조직의 노력에 귀중한 도구가 될 수 있음을 의미합니다. .