Ինչո՞ւ ընտրել արտադրողի, ով ունի ինչպես հետազոտության և մշակման, այնպես էլ խոշորամասշտաբ արտադրության հնարավորություններ

Հետազոտության և մշակման և արտադրության ինտեգրման ռազմավարական առավելությունը

Հետազոտության և մշակման փորձի համադրումը արտադրական հնարավորությունների հետ ստեղծում է արտադրողների համար ռազմավարական ամրապնդում, որը թույլ է տալիս ավելի արագ նորարարական ցիկլեր և համադրված մասշտաբավորում: Այս սիներգիան նվազեցնում է մշակման ռիսկերը՝ համաժամանակ ապահովելով, որ նոր տեխնոլոգիաները համապատասխանեն իրական աշխարհում արտադրողականության պահանջներին:

Ուսումնասիրելով R&D-ի և խոշորամասշտաբ արտադրության գործընթացների սիներգիան

Ինտեգրված թիմերը կիսվում են գաղափարներով նախագծման, նմուշային արտադրության և արտադրանքի ստեղծման փուլերում, ինչը թույլ է տալիս նյութերի գիտնականներին անմիջապես համագործակցել գործընթացների ինժեներների հետ հանգույցների օպտիմալացման վրա։ Այս համաձայնեցումը կանխում է 23% արդյունավետության կորուստը, որը սովորաբար տեղի է ունենում նմուշների արտադրությունից արտադրանքի ստեղծման փուլ անցնելիս՝ առանձնացված կազմակերպություններում։

Ինչպես ինտեգրված համակարգերը նվազեցնում են կուրուկները արտադրանքի մշակման ընթացքում

Համատեղ R&D/արտադրության հարթակների շնորհիվ իրականացվող զուգահեռ ինժեներական մոտեցումները նմուշային արտադրության ընթացքում արտադրելիության 68% խնդիրները լուծում են՝ առանց դրանք հասցնելու առևտրային մասշտաբներին։ Բաժանմունքների միջև իրական ժամանակում տվյալների փոխանակումը կրիտիկական գործընթացների կարգավորման հաստատման ցիկլը նվազեցնում է շաբաթներից մինչև օրեր։

Տվյալ. Ուղղահայաց ինտեգրված արտադրողները ձեռք են բերում 40% ավելի արագ մասշտաբավորում (McKinsey, 2023)

Միասնական հետազոտական և արտադրական գործընթացներ ունեցող արտադրողները ցուցաբերում են առաջնատախտակի ժամկետի կրճատում՝ 22 ամսից մինչև 13 ամիս՝ առաջատար լինելով արդյունաբերական ստանդարտներից 2-ի 1 հարաբերակցությամբ համակարգում առաջատար նյութերի առևտրայնացման գործում:

Կապի հաստատում. Նորարարությունից մինչև մասշտաբային արտադրություն

Չանգեներ հետազոտական աշխատանքներից մինչև առևտրային մասշտաբի արտադրության անցման գործում

Երբ ընկերությունները փորձում են իրենց լաբորատոր գաղափարները տեղափոխել իրական աշխարհի արտադրության մեջ, սովորաբար նրանք մեծ խնդիրների են բախվում՝ նյութերի տարբեր վարքագծով, գործընթացների վերահսկողությունից դուրս գալով և սարքավորումների ճիշտ չաշխատելով: Վերջերս իրականացված ուսումնասիրությունները նաև ցույց են տվել մի բավականին շոկային փաստ՝ կենսատեխնոլոգիական բացահայտումների մոտ երկու երրորդը ձախողվում է սկզբնական մասշտաբավորման փորձերի ժամանակ, քանի որ նյութերի հաստության կամ բարակության փոքր փոփոխությունները պարզապես հնարավոր չէ նկատել փոքր մասշտաբի փորձարկումների ժամանակ: Թվերը արտադրողների համար ներկայացնում են ավելի լարված պատկեր, ովքեր սովորաբար տեսնում են 30-ից 50 տոկոսով ավելի քիչ արտադրանք փոքր շարքերից անցնելիս ամբողջական արտադրական գծերին: Ուստի խելամիտ ընկերությունները մեծ ներդրումներ են կատարում հիմանդիր փորձարկումների մեջ՝ մեծ մասշտաբի արտադրության վրա ամբողջովին անցնելուց առաջ:

Լաբորատոր և փորձարկման փուլի փորձարկումներ զանգվածային արտադրության նախապատրաստման ընթացքում

Տարբեր մասշտաբներով փորձարկումները օգնում են հայտնաբերել խնդիրներ ջերմային կայունության և նյութերի լարվածության նկադմամբ պատասխանների հետ կապված: Սովորաբար դիտարկում ենք երեք հիմնական մակարդակ՝ սեղանի մակարդակ (մոտ 1-10 լիտր), փորձարկման մակարդակ (100-ից 1000 լիտր) և նախաարտադրական մակարդակ (ավելի քան 10,000 լիտր): Նոր պոլիմերների մշակման ընթացքում մեկ օրինակ ցույց տվեց, որ փորձարկման մակարդակից անցնելով լիարժեք սարքավորումներին՝ արտահոսքի կարգավորումներում անհրաժեշտ էր 22 փոփոխություն: Դա բավականին շատ է: Այսօրվա տեխնոլոգիաներով ավտոմատացված PAT համակարգերը մեզ հնարավորություն են տալիս իրական ժամանակում հետևել խտությանը՝ անցնելով այս կարևոր վավերացման փուլերով, ինչը ամբողջ գործընթացն ավելի հուսալի դարձնում:

Վեճի վերլուծություն. Երբ Ռ&ՈՒ-ում չափից շատ ինժեներական մոտեցումը խոչընդոտում է մասշտաբավորմանը

Ճշգրիտ ինժեներական լուծումները իսկապես հարթում են ճանապարհը նորարարության համար, սակայն բազում բժշկական սարքեր արտադրող ընկերություններ դժվարանում են մասշտաբները մեծացնել, երբ գործ ունեն միկրոնային մակարդակի այս չափազանց խիստ հանգույցների հետ, որոնք վատ են աշխատում արագ ձուլման գործընթացների հետ: Ընդհանուր առմամբ՝ այս ընկերությունների մոտ 42%-ն այս խնդրի պատճառով բախվում է լուրջ մասշտաբավորման խնդիրների: Այժմ ամբողջ արդյունաբերությունը փորձում է հասկանալ, թե ինչպես պետք է օպտիմալացնել այն 5% արտադրողականության տիրույթը, որտեղ արտադրողները կարողանում են պահպանել ցածր ծախսեր՝ հիվանդների անվտանգությունը չհարվածելով: Էլեկտրոնային արտադրության դեպքում հանգույցների սահունացումը մոտ 15%-ով մեծ տարբերություն է կազմում. արտադրության արագությունը աճում է չորս անգամ, ինչը մեծ նշանակություն ունի, երբ ընկերությունները պետք է աճող պահանջարկը բավարարեն՝ իրենց բյուջեները չգերազանցելով:

ՈՒղղորդված ներդրումներ մասշտաբավորվող արտադրական ենթակառուցվածքներում

Խելացի արտադրողները ֆաբրիկայի հարկերում իրականում աշխատող տեխնոլոգիաների, օրինակ՝ այն ադապտիվ ձուլման համակարգերի համար, հետազոտական գումարի մոտ 15-20 տոկոսը պահում են կողքի: Ըստ McKinsey-ի նախորդ տարվա հայտնաբերումների՝ այս ուղղահայաց արտադրական կառույցներով շուկայում վաղ միանալու ընկերությունները մոտ 40% ավելի արագ են արտադրում իրենց արտադրանքները, քան ավանդական դեպարտամենտային կառուցվածքներում մնացածները: Այս մոտեցման հաջողության գաղտնիքը նրանումն է, որ արտադրության ինժեներները դեռևս սկզբից ներգրավվում են նախագծման փուլում: Որպես արդյունք՝ նոր արտադրանքների մեծամասնության (մոտ 9-ից 10) բանաձևերը արդյունաբերական փորձարկումների առաջին փուլում հաջողությամբ անցնում են ստուգումը, ինչը հետագայում տալիս է ժամանակի և գումարի խնայողություն:

Հետազոտություններով առաջնորդվող արտադրության միջոցով ճշգրտության և արդյունավետության օպտիմալացում

Ճշգրտության առաջընթացը իրական ժամանակում հետադարձ կապի օղակների միջոցով R&D-ում և արտադրության ընթացքում

Ինտեգրված R&D-արտադրության համակարգերը թույլ են տալիս միլիմետրային ճշգրտությամբ կարգավորումներ իրականացնել արտադրության ընթացքում՝ շնորհիվ անընդհատ տվյալների փոխանակման: Ծրագրային փորձարկումները համադրելով արտադրական գծի պարամետրերի հետ՝ արտադրողները հասնում են 99,4% չափագրական ճշգրտության մեծ ծավալով արտադրության դեպքում՝ 22%-ով բարելավելով առանձնացված մեթոդների արդյունքներից:

Գործընթացի օպտիմալացում՝ ավելի բարձր ելքի և հաստատուն որակի համար

Համատեղ R&D-արտադրության նախաձեռնությունների շրջանակներում մշակված ավտոմատացված որակի վերահսկման ստանդարտները նվազեցնում են նյութերի թափոնները 18–27%: Բազմաստիճան գործընթացի վավերացումը ապահովում է 98,5% առաջին փորձի ելքի ցուցանիշ՝ պահպանելով ISO-հավաստագրված հանգույցները (±0,005 մմ) արտադրական լոտերի ընթացքում:

Օրինակ՝ AI-վրա հիմնված սխալների հայտնաբերման համակարգեր, որոնք մշակվել են փորձնական փուլի ընթացքում

Առաջատար արտադրողները հիմա կիրառում են արհեստական ինտելեկտով հզորացված տեսողական համակարգեր, որոնք մանրադիտակային թերություններ են հայտնաբերում 50 անգամ ավելի արագ, քան մարդկային զննողները: Ավտոմոբիլային բաղադրիչների փորձարկումների ընթացքում այս հետազոտություններով և մշակված տեխնոլոգիան կրճատեց թափոնների չափը 5,6%-ից մինչև 0,9%, պահպանելով 99,97% հայտնաբերման ճշգրտություն:

Շարժընթաց՝ թվային երկվորյակները հնարավորություն են տալիս դինամիկ սիմուլյացիա իրականացնել արտադրության մասշտաբավորման վերաբերյալ

Ամբողջ արտադրային գծերի վիրտուալ կրկնօրինակումը թույլ է տալիս արտադրողներին ստուգել մասշտաբավորման սցենարները 94% կանխատեսման ճշգրտությամբ: Վաղ կիրառողները հայտնում են 35% ավելի արագ հզորության ընդլայնում՝ իրականացնելով սիմուլյացված կետերի վերլուծություն ֆիզիկական իրականացման նախապատրաստման փուլում:

Արագացնելով շուկայում ներկայացման ժամանակը՝ վերջից սկզբի տեխնիկական վերահսկողությամբ

Այն արտադրողները, ովքեր պահպանում են միասնական վերահսկողություն R&D-ի և արտադրության գործողությունների նկատմամբ, հնարավորություն են ստանում աննախադեպ արագությամբ շուկայում ներկայացնել նորարարություններ: Վերջից սկզբի այս մոտեցումը վերացնում է հատվածների աշխատանքային գործընթացների պատճառով առաջացած ուշացումները և հնարավորություն է տալիս իրական ժամանակում կատարել կարգավորումներ ամբողջ արտադրանքի կյանքի ցիկլի ընթացքում:

Ամբողջական ցիկլի լուծումների տրամադրում՝ գաղափարից մինչև առևտրային արտադրություն

Երբ արտադրողները ինտեգրում են իրենց գործողությունները, նրանք լրացնում են օրինակելի սարքերի ստեղծման և խոշորամասշտաբ արտադրության միջև այդ նեղ հարցերը: Նրանք սա անում են՝ նյութերի և որակի համար սահմանելով պարզ ստանդարտներ մշակման սկզբից: Ինչպես ցույց են տալիս արդյունաբերության զեկույցները, այն թիմերը, որոնք աշխատում են իրական արտադրական հարթակների մոտ, այդ բարդ DFM խնդիրները լուծում են մոտ 58 տոկոսով ավելի արագ, քան այն ընկերությունները, որտեղ ստորաբաժանումները չեն լավ հաղորդակցվում: Այստեղ հիմնական առավելությունն այն է, որ արտադրանքները հարթ կերպով կարող են անցնել փոքր փորձարկումներից դեպի լրիվ արտադրություն՝ պահպանելով այն կարևոր ճշգրտության մակարդակը, որի նկատմամբ այսօր բոլորը ուշադրություն են դարձնում:

Շուկայում ներկայացման ժամանակի կրճատում՝ արտադրությամբ ինտեգրված R&D-ի միջոցով

Երբ հետազոտության և մշակման թիմերը կարող են տեղեկատվություն կիսել արտադրության թիմերի հետ՝ իրադարձությունների ընթացքում, սա իսկապես օգնում է բարելավել գործընթացները նոր արտադրանքներ շուկայում ներկայացնելիս: Վերցրեք, օրինակ, զուգահեռ ինժեներական մոտեցումը. ընկերությունները զեկուցում են, որ կրճատվել է կրկնօրինակ վավերացման աշխատանքը մոտ 40%-ով՝ առանց որևէ կախարդանք որակի ստանդարտների նկատմամբ: Այն արտադրողների մեծամասնությունը, ովքեր հաջողությամբ համատեղել են այս ստորաբաժանումները, սովորաբար իրենց նմուշները պատրաստ են վաճառքի համար ընդամենը 3-5 փորձից հետո՝ այն դեպքում, երբ արդյունաբերության ընդհանուր ցուցանիշը սովորաբար 8-ից 12 փորձ է: Միայն խնայված ժամանակի տարբերությունը արդեն այս համագործակցությունը դարձնում է արժեքավոր շատ ընկերությունների համար, ովքեր ձգտում են մնալ մրցունակ:

Տվյալ. ամբողջական վերահսկողություն ունեցող ընկերությունները շուկա են հասնում 30% ավելի արագ (BCG, 2022)

Այս 2022 թվականի BCG-ի վերլուծությունը, որն ընդգրկում է 127 արտադրողների, հաստատում է, որ ուղղահայաց ինտեգրված կազմակերպությունները գերազանցում են մրցակիցներին և՛ արագ ներդրման, և՛ վաղ եկամուտների վերցման գործում: 30% ժամանակային առավելությունը բխում է երրորդ կողմերի հետ համակարգման ուշացումների վերացումից և արտադրության համար պատրաստ նորարարությունների ստանդարտացումից:

Մասշտաբավորման համար նախագծում՝ նորարարությունների համաձայնեցում արտադրության իրականությունների հետ

Նախագծում արտադրողականության համար (DFM)՝ որպես նորարարության և մեծ ծավալով արտադրության միջև կամուրջ

Արտադրելիության համար նախագծումը, կամ ԱՀՆ, իրականում այն տեղն է, որտեղ սկսվում է շատ հաջող մասշտաբավորումը: Սա հիմնականում նշանակում է իրական աշխարհի արտադրության համար հաշվի առնել ապրանքների նախագծումը սկզբից: Երբ ընկերությունները հաշվի են առնում նյութերի շարժը համակարգում, ինչպիսի սարքավորումներ են հասանելի, և ինչպես պետք է միասին հավաքվեն մասերը՝ դեռևս փորձարարական փուլում, սովորաբար դրանք փոխարկվում են փողի խնայողության: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ վերջին րոպեին նախագծերը փոխելու անհրաժեշտության դեպքում ծախսերը 25-ից 40 տոկոսով պակաս են հին մեթոդների համեմատ: Վաղ համընկնելը օգնում է նոր նախագծերին աշխատել այն իրական հնարավորությունների հետ, որ գործիքները հասանելի են, իսկ մասերը իրականում հասանելի են անհրաժեշտ պահին: Հակառակ դեպքում ընկերությունները արտադրությունը մեծացնելու փորձի ժամանակ հանդիպում են բազմաթիվ թանկարժեք խոչընդոտների:

Արդյունաբերության 4.0 տեխնոլոգիաների ինտեգրում՝ մասշտաբավորվող, ինտելեկտուալ արտադրություն ապահովելու համար

Այսօրվա արտադրողները DFM սկզբունքները համակցում են արդյունաբերության 4.0-ի տարբեր տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսիք են IoT-ի վրա հիմնված որակի վերահսկման համակարգերը և ճկուն արտադրական կազմակերպումները: Իրական հրաշքը տեղի է ունենում, երբ այս առաջադեմ համակարգերը կարողանում են փոփոխել իրենց արտադրողականությունը՝ համապատասխանեցնելով շուկայի պահանջներին, միաժամանակ պահպանելով կարևորագույն չափումները սպեցիֆիկացիայից ընդամենը 0,1 մմ-ի սահմաններում: Նման ինտելեկտուալ մասշտաբավորման մոտեցում կիրառող գործարանները նույնպես հիանալի արդյունքներ են գրանցել, որտեղ մեկնարկի փոփոխման ժամանակը երկու երրորդով է իջել այն սարքավորումներում, որտեղ կատարվում է բազմաթիվ արտադրանքների տարբերակների մշակում: Իսկ ավելի լավ է դառնում ադապտիվ ռոբոտային համակարգերի և սիմուլյացիայի նպատակներով օգտագործվող թվային երկվորյակների համադրման դեպքում: Այս համադրումները արտադրական հարթակներին թույլ են տալիս անցում կատարել 500 հատի փոքր շարքերից մինչև 50 հազար հատի մեծ շարքեր՝ պահպանելով արտադրության նույն ճշգրտությունը ամբողջ գործընթացի ընթացքում:

Համակելով DFM սկզբունքները խելացի գործարանների տեխնոլոգիաների հետ՝ արտադրողները հասնում են նորարարության ճշգրտության և արտադրության ճկունության երկու կարևորագույն պահանջներին՝ որն անհրաժեշտ է մրցակցելու համար այն շուկաներում, որտեղ պահանջվում է ինչպես հատուկ պատվերով արտադրություն, այնպես էլ մասշտաբայնություն:

FAQ բաժին

1. Ո՞րն է R&D-ի և արտադրության ինտեգրման հիմնական օգուտը:

R&D-ի և արտադրության ինտեգրումն ապահովում է ավելի արագ նորարարության ցիկլեր և անցումային մասշտաբավորում, նվազեցնում է մշակման ռիսկերը և համոզվում է, որ նոր տեխնոլոգիաները կարող են արտադրվել իրական պայմաններում:

2. Ինչպե՞ս է զուգահեռ ինժեներական մոտեցումը օգնում ապրանքի մշակման ընթացքում:

Զուգահեռ ինժեներական մոտեցումը հնարավորություն է տալիս բաժանմունքների միջև իրական ժամանակում տվյալներ փոխանակել, լուծել արտադրողականության հետ կապված խնդիրները նմուշային արտադրության ընթացքում և կրճատել գործընթացների կարգավորումների հաստատման ցիկլերը:

3. Ինչո՞ւ է մասշտաբավորումը մարտահարթ անցնելիս R&D-ից արտադրության:

Մասշտաբավորման խնդիրները հաճախ առաջանում են նյութերի վարքագծի և գործընթացների կառավարման տարբերությունների պատճառով, երբ փորձարարական մակարդակից անցնում են լրիվ արտադրության։ Փորձարկումներ անցկացնելը փորձնական և նախաարտադրական մակարդակներում օգնում է լուծել այս մարտահրավերները:

4. Ինչպե՞ս են խելացի արտադրողները արագացնում շուկա դուրս գալու ժամանակը:

R&D-ի և արտադրության նկատմամբ միասնական վերահսկողություն պահպանելով՝ ընկերությունները վերացնում են ուշացումները, իրականացնում են իրական ժամանակում կատարվող կարգավորումնե և հարթ անցում են կատարում սկզբնական նմուշից մինչև առևտրային արտադրություն:

5. Ինչ դեր են խաղում արդյունաբերության 4.0-ի տեխնոլոգիաները արտադրության մեջ:

Արդյունաբերության 4.0-ի տեխնոլոգիաները բարձրացնում են մասշտաբավորվող և խելացի արտադրության մակարդակը՝ հնարավորություն տալով ճկուն կերպով կարգավորել արտադրողականությունը, կրճատել փոխադրման ժամանակը և օպտիմալացնել արտադրական գծերը փոքր և մեծ շարքերի համար: