时代发展日新月异,在充斥着智能化的今天,数字化转型不是中国制造业的“选择题”,而是关乎企业长远发展的“必修课”。Model-Based Definition (以下简称“MBD”) 作为一项革命性的技术,不仅改变了产品的设计与制造方式,亦可帮助企业重塑管理理念、提高工作效率和质量,显著优化成本效益,成为推动企业数字化转型的关键力量。
MBD对于制造业的助益主要体现在哪些维度?又是如何在具体场景得以运用,从而引领制造业走向全新的数智未来?
技术层面的革新:重塑设计与制造
随着技术的快速创新,传统的二维图纸逐渐被MBD模型所取代。MBD作为一种以模型为中心的工程语言,它的出现使得模型信息能够方便地被计算机和工程人员解读,其不仅仅是一场技术革命,更是一场思维模式的转变。通过将设计意图、制造要求以及检验标准直接嵌入到MBD模型中,消除了传统设计过程中存在的许多障碍。MBD模型取消了二维工程图纸,保证了设计数据的真实有效性,并且为数字化制造和数字化装配提供了可能。设计师可以通过数字化制造技术实现高精度、高效率的生产过程模拟仿真,从而提高产品质量和生产效率。
同时MBD融入了知识工程和产品标准规范,将知识集中在MBD模型中,使得设计、制造过程能够有效地进行知识积累和技术创新。
波音公司采用了MBD来设计和制造其787梦想飞机。通过使用MBD模型代替传统的二维图纸,波音公司实现了设计和制造过程的无缝对接,从而显著减少生产周期,提高了产品质量。据统计,787梦想飞机项目的生产周期比以往机型缩短了近30%,并且在首次飞行之前就已经成功解决了大部分设计问题。
管理理念的升级:打破壁垒,促进协作
首先,MBD打破了传统组织结构中各个部门之间的信息孤岛现象。通过建立统一的数据平台,各个业务部门可以通过MBD访问所需的信息和数据,促进跨部门间的有效沟通与合作。例如:设计部门可以直接在模型中表达设计意图和制造要求,而制造部门则可以直接从模型中获取所需的信息,无需再进行繁琐的转换和沟通。
其次,MBD为协同工作提供了良好的环境。不同部门的人员可以在同一个模型上进行工作,实时查看和更新信息。这种实时性和协同性大幅度地提高了工作效率和响应速度。MBD模型还保证了数据的一致性和完整性。在设计和制造过程中,所有相关的数据都存储在关联模型中,避免了数据丢失和不一致的问题。
最后,MBD在协作方面主要价值体现在组织变革,促使企业从传统的分割式部门管理向整合式全局管理转变。企业不再将设计和制造视为两个独立的阶段,而是将它们视为一个整体来进行管理。这种整合式管理有助于重塑资源配置、提高生产效率和降低成本。
效率和质量的提升:效率倍增,跨科协作
在MBD的驱动下,工作效率和质量迎来了前所未有的双重提升。由于MBD消除了不必要的图纸转换步骤,减少了人为读图发生错误的概率和返工;同时产品设计师、工艺工程师和生产制造人员能共享模型信息,实现真正高效的跨部门协作;更能让技术人员在早期阶段就通过虚拟仿真和测试,发现并解决潜在产品问题和制造问题。同时,生产制造车间还可以直接从MBD模型中提取制造所需的参数,简化制造准备过程。
MBD不仅能缩短约25%的产品开发周期,还能推动制造环节的自动化和精益制造。通过直接从MBD模型获取制造指令,数控机床和自动化设备可以更快速、更高效地执行任务,一定程度地减少人为干预,保证制造过程的高质量和一致性;并且通过优化生产线布局、减少物料浪费和返工次数,进一步降低生产成本。
特斯拉在Model 3电动汽车的生产过程中采用了MBD技术。通过使用MBD模型来指导生产,特斯拉减少了生产线上的错误和返工次数,从而实现了生产成本的有效控制。据统计,Model 3相较于特斯拉之前的车型,生产成本降低了约15%。
企业数字化转型的加速器
在企业数字化转型中,MBD扮演了加速器的角色。其通过将设计与制造过程数字化、集成化,为企业提供了一个智慧工厂的基础框架和模型数据。MBD加快了产品设计到生产的转化速度,使企业能够更快速地响应市场需求和变化,有助于企业抓住数字经济机遇期,推出更具竞争力的产品。此外,MBD提供的灵活设计能力和快速生产能力又能满足数字化时代下的个性化需求,推动企业的创新发展。同步,企业还可以利用大数据、云计算、物联网等先进数字技术,对产品及生产过程进行实时监控和优化,进一步提高效率和质量。
施耐德电气在其研发过程中全面采用了MBD技术。设计工程师利用MBD模型来进行虚拟仿真和测试,从而在设计阶段就能发现并解决潜在的问题。这种方式提高了产品的质量和可靠性的同时,还加快了新产品的上市速度。施耐德电气在其智能工厂建设中也采用了MBD技术,能够实时监控生产过程,并通过数据分析来优化生产流程,使施耐德的生产效率提高了约30%,并且显著减少能源消耗。
数智加码 推陈出新
MBD正以其独特的魅力和强大的功能赋能制造业不断地推陈出新,不仅在技术层面上带来了创新,更在管理理念、工作效率、成本效益以及数字化转型等多个方面产生了深远的影响,助力企业在如今智能化时代背景下,能够快速地速度响应市场变化,精准捕捉消费者需求,实现产品的快速迭代与升级。同时,MBD的应用也将促进全球制造业的紧密合作与资源共享,构建更加开放、协同的产业生态,让每一个制造企业都乘上时代和科技的发展快车,实现跨越式创新发展。