精益化生产起源于日本丰田汽车,其核心在于“精”和“益”:“精”即少而精,不投入多余的人力、物力;“益”即所有经营活动都要有益有效,具有经济性。
核心是以最小的资源投入创造最大的客户价值。说直白一点就是既要省钱,又要质量高。
国内企业对于精益化一直是奉为圭臬,的确精益化理念作为一种减少浪费、提高效率和优化生产流程的管理哲学,麦肯锡报告显示,采用数字化精益化生产的企业,生产效率平均提升20%-30%。
精益化生产是制造业永恒的主题,但在数字化时代,精益化不再只是包含5S、西格玛、IE等,它的内涵正在发生深刻变化。从传统的“减少浪费”到如今的“数据驱动”。
根据《智能制造发展白皮书》显示,应用三维CAD的企业,其产品开发周期平均缩短了20%,产品成本降低了15%。
一项针对500家制造企业的调查显示:使用三维CAD的企业在产品创新方面的成功率比未使用的企业高出25%。
足可以看出研发设计数字化,之于精益化生产的重要性!
三维CAD对于精益化生产的作用,主要体现在下面三个方面:
(一)三维 CAD 助力可视化协同设计
传统的二维图纸设计存在信息传递不直观、易出错等问题,而三维 CAD 软件如 SolidWorks、新迪天工CAD、CATIA 等,能够创建逼真的三维模型。
以航空航天领域为例,波音公司在设计波音 787 客机时,借助三维 CAD 实现了全球多地团队的实时协同设计。设计师们可以直接在三维模型上进行标注、修改,不同专业(如结构、电气、液压等)的团队成员能够同步查看最新设计进展,有效避免了因沟通不畅导致的设计返工,设计变更次数降低了约 35%,大大缩短了研发周期,提升了设计效率。
(二)虚拟验证减少实物试错成本
三维 CAD 与仿真技术相结合,为企业提供了强大的虚拟验证能力。在汽车制造中,大众汽车利用三维 CAD 模型导入仿真软件进行碰撞测试、流体动力学分析等虚拟试验。
据统计,每款新车研发过程中,通过虚拟验证可减少约 70% 的物理样机制作,单个物理样机成本高达数十万元甚至上百万元,这不仅节省了巨额成本,还能提前发现设计缺陷,加快产品上市速度,产品开发周期平均缩短 2 - 3 个月。
(三)精准的设计数据驱动精益生产
三维 CAD 生成的精准设计数据无缝对接下游生产环节,如 CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺规划)。当设计模型发生变更时,相关信息能迅速传递到生产部门,确保生产过程与设计保持一致。
在机械加工企业,采用基于三维 CAD 的数字化设计与制造一体化流程后,零部件加工一次合格率从原来的 70% 提高到 90% 以上,因设计与生产脱节导致的废品率显著降低,有效保障了精益化生产所追求的高质量产出。
精益化生产的新时代,是数字化与制造业深度融合的时代。三维CAD作为研发设计数字化的核心工具,正在为工程师赋能,为企业降本增效。未来,随着技术的不断突破,数字化精益化生产将释放更大的潜力,推动制造业迈向更高水平!
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