Additieve productie revolutioneren: Hoe MES & Workflow-software productieplanning optimaliseert

Dit is Deel 2 van onze serie over MES-software. Ontdek de overige artikelen in deze serie:

• De Beginnersgids voor Additieve Manufacturing Execution Systems (MES)
• Hoe digitalisering AM post-processing en QA-management kan transformeren
• 3 Manieren waarop connectiviteit uw additieve productie-operaties verbetert

Tegenwoordig zoeken fabrikanten die hun additieve productie-operaties willen opschalen, actief naar optimalisatie van één cruciaal gebied: productieplanning.

Productieplanning staat centraal in elke geweldige additieve productiestrategie. Met de juiste productiebeheer- en planningsprocessen kunnen fabrikanten AM succesvol integreren in hun bredere productiestrategie, volledige zichtbaarheid in hun operaties verkrijgen en de efficiëntie aanzienlijk verhogen.

Dit artikel verkent het belang van productieplanning voor additieve productie, de veelvoorkomende uitdagingen waarmee fabrikanten te maken krijgen bij het beheren van hun operaties, en hoe u MES-software kunt gebruiken om deze uitdagingen op te lossen – en uw kansen op succes met AM te maximaliseren.

Waarom moet ik nadenken over productieplanning voor mijn AM-faciliteit?

"Als je niet plant, plan je om te mislukken." – Benjamin Franklin

Het succesvol produceren van gecertificeerde AM-onderdelen vereist zorgvuldige overweging van het hele productieproces. Het is het resultaat van een hoog geïntegreerde reeks stappen die moeten worden gevolgd om het eindresultaat te bereiken.

Een gebrek aan productieplanning betekent een gebrek aan controle over het productieproces. Dit vergroot de kans op inefficiënties in de workflow en het missen van cruciale knelpunten in het proces.

Productieplanning voor AM is uw strategie voor het beheren van het hele additieve productieproces. Het dekt de belangrijkste fasen van het AM-productieproces, zoals build-voorbereiding, productiescheduling en machinestatus monitoring.

Een helder productieplanningsproces brengt meer controle over het productieproces zelf.

Productiecontrole betekent dat u een compleet overzicht heeft van uw operaties en in real-time kunt reageren op gebeurtenissen, ongeacht waar uw faciliteiten zich bevinden. Deze mogelijkheden zullen u uiteindelijk in staat stellen uw AM-operaties in de loop van de tijd op te schalen.

Naarmate bedrijven kijken naar het integreren van AM in hun productieoperaties, is nu de tijd om te overwegen hoe u uw productiebeheerprocessen kunt optimaliseren om maximale efficiëntie en productiviteit te bereiken.

De 8 meest voorkomende uitdagingen die fabrikanten tegenkomen bij productieplanning voor additieve productie

40% van de fabrikanten rapporteerde in-house additieve productie te hebben geadopteerd, volgens een rapport van EY. Met dit cijfer dat zal groeien, is het nooit belangrijker geweest voor OEM's om productieplanning te beschouwen als een centraal onderdeel van hun interne AM-strategie.

Er zijn echter een aantal mogelijke valkuilen die bedrijven kunnen tegenkomen bij het vastleggen van een duidelijke planningsstrategie. Hieronder staan acht van de belangrijkste uitdagingen bij productiebeheer voor AM.

Uitdaging #1: Geen duidelijk begrip van capaciteit

Het definiëren van bestaande productiecapaciteit is cruciaal voor efficiënte productieplanning.

Een realistische beoordeling van productiecapaciteit omvat factoren als de beschikbaarheid van machinestijd, de flexibiliteit van de verschillende typen AM-systemen voor verschillende taken, en de beschikbaarheid van geschoold personeel binnen de faciliteit.

Veel AM-fabrikanten worstelen echter met capaciteitsplanning, niet het minst omdat ze vertrouwen op gesiloed data.

Het gebruik van uiteenlopende, niet-verbonden systemen betekent dat data vaak handmatig gesynchroniseerd moet worden voordat er op gehandeld kan worden. Niet alleen voegt dit tijd toe, maar het maakt de data ook verouderd voordat het überhaupt gebruikt kan worden.

Zonder real-time zichtbaarheid in capaciteit, zullen AM-fabrikanten worstelen om hun huidige capaciteit volledig te begrijpen, wat leidt tot onnauwkeurige voorspellingen van toekomstige capaciteitsbehoeftes.

Uitdaging #2: Ongeschikte en verouderde technologie voor productiescheduling

Naast capaciteitsplanning, zijn er ook uitdagingen in het plannen van productieactiviteiten van de AM-fabriek. AM-fabrikanten worstelen vaak om doorvoer te verhogen en de minuut-voor-minuut activiteiten op de AM-shopfloor te schedulen.

Veel AM-fabrikanten proberen productieplanning en scheduling te doen met legacy-systemen of data-manipulatie-tools die slecht toegerust zijn voor de taak.

Bijvoorbeeld, uw ERP-systeem kan planningsmodules bevatten voor master production scheduling en material requirements planning. Geen van deze planningsystemen was echter ontworpen om AM-productie te schedulen.

Zonder het juiste tool voor de klus, kan het moeilijk zijn om een nauwkeurig schema te creëren, dat rekening houdt met onverwachte prioriteiten en wijzigingen die kunnen ontstaan.

Uitdaging #3: Een handmatig job tracking proces

Verouderde handmatige jobbladen zijn zeer inefficiënt vergeleken met geautomatiseerde jobbladen binnen een softwaresysteem.

Gedrukte jobbladen raken vaak kwijt wanneer technici ze aan elkaar doorgeven, wat leidt tot vertragingen. Bovendien biedt dit proces geen zichtbaarheid in work in progress zonder fysiek op de shopfloor te zijn.

Uitdaging #4: 3D-print builds voorbereiden voor productie

Omgaan met een verscheidenheid aan orders van veel klanten voegt een extra laag complexiteit toe aan productieplanning.

De orders moeten doorgaans geproduceerd worden met verschillende materialen en 3D-printtechnologieën, wat betekent dat ze eerst gegroepeerd moeten worden.

Papier-gebaseerde of gedisconnecteerde systemen beperken uw vermogen om orders te groeperen en efficiënt te schedulen. Ze bieden ook geen real-time informatie, wat tot gevolg heeft dat u uw tijd of capaciteit niet volledig kunt benutten.

Uitdaging #5: Gebrek aan datazichtbaarheid

Data staat centraal in alle AM-productie.

"Met al de verschillende materiaal- en post-processing-opties, kan additieve productie makkelijk complex worden," legt Timm Kragl, Senior Consultant bij Phanos GmbH, uit.

"Voor bedrijven wordt de vraag dan: hoe kunnen we deze complexe workflows en grote hoeveelheden data bijhouden?"

Dit is een kernvraag, aangezien binnen elke AM-faciliteit data continu wordt gegenereerd op elk stadium van de productie.

Dit omvat:

• Machine-gegenereerde data (bijv. technologie, machinestatus, activiteit, sensordata),
• Onderdeeldata (bijv. oriëntatie, positie, parameters)
• Materiaaldata (bijv. materiaalsoort, voorraadniveaus)
• Post-processing en kwaliteitsbeheersdata (bijv. post-processing stappen, compliance-eisen)
• Data voor rapportage (bijv. print succes vs. falingsratio, doorvoer)

Vanwege het volume aan data dat door het productieproces wordt gegenereerd, is het bijhouden van deze data en het benutten ervan voor belangrijke beslissingen een cruciale uitdaging.

Uitdaging #6: Herhaalbaarheid waarborgen

Kwaliteit is een sleutelprioriteit bij AM.

Vooral voor serieproductie, moet additieve productie in staat zijn om dezelfde standaarden te handhaven als traditionele productieprocessen.

Dit vereist herhaalbare en consistente productiestappen om te waarborgen dat elk onderdeel aan dezelfde eisen voldoet.

Als gevolg is het documenteren van de exacte processtappen cruciaal om telkens hetzelfde, hoogwaardige onderdeel te produceren.

Zonder een systeem om dit te tracken, wordt het waarborgen van productieherhaalbaarheid praktisch onmogelijk.

Uitdaging #7: Operationele traceerbaarheid

Wie maakte die wijziging aan een CAD-bestand? Is dit onderdeel al geïnspecteerd? Welke materiaalbatch is gebruikt om dit component te produceren?

Deze (en andere) vragen kunnen alleen beantwoordd worden wanneer er end-to-end traceerbaarheid is in uw operaties.

Traceerbaarheid betekent in staat zijn om elke stap van uw AM-workflows te volgen, samen met de productiestappen die op elk stadium genomen moeten worden.

Daarnaast betekent traceerbaarheid precies weten welke actie op welk tijdstip is uitgevoerd, wat u diepgaand inzicht geeft in potentiële knelpunten in uw operaties.

Deze kennis is essentieel voor het begrijpen en optimaliseren van de prestaties van uw operaties.

En toch is traceerbaarheid ontzettend moeilijk te bereiken, met name als u meerdere productielocaties exploiteert.

"Bedrijven moeten zichtbaarheid hebben op informatie als wat is besteld, door wie en in welke periode, alsook de verschillende stappen die voor productie vereist zijn, hoe te schedulen, enzovoort," legt AM-consulent Timm Kragl uit.

Twee van de grootste barrières voor traceerbaarheid zijn gedisconnecteerde systemen en handmatige processen, die geen real-time toegang tot data toelaten.

Cruciaal is dat een gebrek aan traceerbaarheid het praktisch onmogelijk maakt om uw operaties effectief te schalen.

Uitdaging #8: Leveranciers beheren en coördineren

26% van OEM's outsourct ten minste een deel van hun 3D-printproductie naar hun leveranciers, volgens EY.

Outsourcing biedt een manier voor fabrikanten om AM-klussen te voltooien die niet in-house gedaan kunnen worden. Het maakt ook on-demand productie – het concept van producten op vraag produceren, dichtbij of op het punt van behoefte – een realiteit. Dit heeft het additionele voordeel van het verminderen van fabriekdowntime en het verhogen van operationele efficiëntie.

Daarom zal voor de meeste fabrikanten AM-productieplanning moeten omvatten het beheren van het outsourcen van specifieke klussen naar derden-leveranciers.

Dit betekent dat OEM's in staat moeten zijn om operaties niet alleen intern maar ook extern, over hun toeleveringsketens, te beheren en uit te voeren.

Outsourcing vereist een hoog niveau van coördinatie en integratie om te waarborgen dat een product met de juiste specificaties op het juiste moment wordt geleverd.

Voor OEM's en leveranciers alike, betekent dit weten wat uitgebesteed moet worden – en aan wie – en waarborgen dat belanghebbenden te allen tijde op de hoogte zijn.

Dit niveau van coördinatie is uitdagend als, zoals bij de meerderheid van fabrikanten het geval is, er geen gecentraliseerd systeem is om communicatie tussen OEM's en hun leveranciers te faciliteren.

Hoe u uw productiebeheeruitdagingen kunt oplossen met Additive MES-software

Ondanks de betrokken uitdagingen bij productieplanning voor AM, is het goede nieuws dat MES-software, specifiek ontwikkeld voor additieve productie, de tools biedt die nodig zijn om deze uitdagingen op te lossen.

Additive MES-software is workflow-software die fabrikanten helpt hun AM-operaties te beheren door grotere traceerbaarheid, betere datainzichten en het vestigen van best-practice processen over hun gehele AM-workflows.

Maar hoe kunt u MES en workflow-software gebruiken om uw productiebeheerprocessen te verbeteren?

1. Productiescheduling stroomlijnen

Additive MES-software geeft fabrikanten een betrouwbaar tool om AM-productiejobs te scheduleren en prioriteren.

Naarmate orders binnenkomen, kunnen additieve productiemanagers workflow-software gebruiken om orders eenvoudig te groeperen volgens hun productieteechnologie, materiaalvereisten en prioriteitsniveaus. De gegroepeerde orders creëren productiebatches, vaak builds genoemd.

In geavanceerde workflow-beheersoplossingen is er ook een functie die orders toewijst aan build-jobs alleen wanneer ze aan de vereisten van die build voldoen. Dit betekent dat schedulers niet in staat zullen zijn om, bijvoorbeeld, onderdelen die in PA 12 geproduceerd moeten worden, toe te voegen aan een build die PA 11 gebruikt. Deze functie helpt uiteindelijk potentiële dure fouten en herwerk te voorkomen, wat scheduling nog verder stroomlijnt.

Kernpunt: Gebruik MES en workflow-software om build-voorbereiding te automatiseren en accurate scheduling te waarborgen.

2. Productieplanningszichtbaarheid vergroten

Zodra de onderdelen aan een build zijn toegewezen, maakt MES-software het mogelijk om alle geplande jobs te visualiseren op een kalender-achtig workflow-diagram, bekend als Gantt-chart.

De Gantt-chart biedt de informatie relevant voor productiescheduling in één oogopslag. Bijvoorbeeld, in AMFG's Gantt-chart kunt u zien:

• Start- en einddata van een build
• Build-tijd en status
• Aantal onderdelen in een build
• Informatie over de gebruikte machine en materiaal

Duidelijk gedefinieerde data en deadlines bemachtigen uw personeel om hun werk te prioriteren en deadlines te halen. Bovendien helpt het tonen van een up-to-date AM-jobschema iedereen (teams en klanten) geïnformeerd te houden over de voortgang.

Daarnaast stellen Gantt-charts u in staat om een projecttijdlijn te zien waar u gemakkelijk kunt zien hoe en waar de AM-systemen worden gebruikt. Wanneer machines goed beheerd worden, zijn AM-jobs waarschijnlijker binnen budget en deadlines voltooid.

Kernpunt: Gebruik MES en workflow-software om productiezichtbaarheid te verbeteren en capaciteit beter te begrijpen.

3. Gebruik MES-software om een data-gedreven digitale draad te creëren

Zoals we gezien hebben, is data cruciaal voor additieve productie-operaties.

Fundamenteel biedt MES en workflow-software een fundament waarop OEM's data over het hele AM-productieproces kunnen tracken en analyseren, inclusief post-processing en kwaliteitsbeheer.

Daarnaast kan historische data worden benaderd om cruciale lessen te trekken en processen te optimaliseren.

KPI-tracking, rapportage en analyse zijn een andere manier waarop fabrikanten MES-software kunnen benutten om dieper in te gaan op de sleutelfactoren die productiviteit drijven.

Het hebben van deze processen beheerd door een digitaal platform biedt een naadloze digitale draad en creëert grotere operationele efficiëntie en traceerbaarheid.

Kernpunt: Gebruik datainzichten van MES-software om te leren, te schalen en een herhaalbaar AM-productieproces op te bouwen.

4. Herhaalbaarheid voor serieproductie waarborgen

Voor fabrikanten die AM willen benutten voor eindonderdelen, zijn herhaalbaarheid en voorspelbaarheid cruciaal.

Zoals we gezien hebben, is het waarborgen dat telkens hetzelfde onderdeel geproduceerd wordt en dat kwaliteitsstandaarden consistent worden gehaald, essentieel voor serieproductie.

Hiervoor is een herhaalbaar workflow-beheerproces dat voorspelbaarheid waarborgt, vitale. Sleutelcriteria hiervoor zijn:

• Onderdeeloriëntatie
• Positie
• Materiaal
• Machine

Workflow-software kan de parameters tracken die in het verleden tot succes hebben geleid, wat u een hoog detailniveau geeft in de optimale processtappen.

Bijvoorbeeld, de parameters die nodig zijn voor een specifiek onderdeel om geproduceerd te worden, kunnen door het systeem getrackt worden, en opnieuw benaderd worden als hetzelfde onderdeel opnieuw geproduceerd moet worden. Dit kan op zijn beurt gekoppeld worden aan de post-processing beheerstappen die onmiddellijk na productie genomen moeten worden.

Bonus: Prototypingproductie eenvoudiger managen

Bij prototyping produceert u typisch een hoog volume aan eens-offs.

Hier is de uitdaging geen herhaalbaarheid, maar het managen van een hoog volume aan verzoeken van uw productontwikkelings- en andere teams.

Conventionele methoden om dit te managen, zoals e-mail en spreadsheets, zijn doorgaans storend voor het productieplanningsproces, omdat ze integratie met de bredere AM-workflow missen. MES-software kan dit oplossen.

Kernpunt: Gebruik MES en workflow-software om duidelijke, gestandaardiseerde processtappen te vestigen die productieherhaalbaarheid en voorspelbaarheid waarborgen.

5. Een 360-graden blik op uw operaties krijgen

MES-software helpt bij het behouden van interne traceerbaarheid van bestanden, onderdelen en processen. Elk product of batch kan een eigen identificatienummer ontvangen, waaraan aanvullende informatie tijdens het productieproces toegewezen kan worden, zoals afmetingen of QA-resultaten.

AM-workflow-software biedt een 'single version of truth' die bedrijven helpt hun kwaliteitsstandaarden te halen en audits door te staan.

Kernpunt: Het gebruik van workflow-software stelt u in staat om volledige traceerbaarheid over uw AM-operaties te verkrijgen.

6. Leveranciers eenvoudiger coördineren en beheren

Een robuust MES-systeem is een dat u in staat stelt leveranciers te coördineren en outsourcing te beheren op één, gestandaardiseerd platform.

Het voordeel hiervan is dat het uw leveranciers en interne stakeholders uitgelijnd en up-to-date houdt met de real-time status van specifieke taken en acties.

Kernpunt: Gebruik MES-software om uw interne en externe productie te beheren, en uw toeleveringsketens te stroomlijnen.

Productieplanning herdenken met additive MES-software

Additieve productie biedt fabrikanten een strategische kans om een concurrentievoordeel te ontwikkelen.

Echter, net als AM een andere benadering vereist voor het denken over ontwerp, betekent het bereiken van de bovenstaande doelen het heroverdenken van traditionele benaderingen voor het beheren van AM-productie.

In de praktijk betekent dit het aanpassen van uw interne processen aan de vereisten van AM-productie en waarborgen dat workflow-stappen geïntegreerd zijn om efficiëntie, zichtbaarheid en productiviteit te bereiken.

Het gebruik van systemen die van elkaar gedisconnect zijn of hoog handmatig zijn, is een van de grootste barrières voor productie-efficiëntie en controle.

Uiteindelijk is MES-software die processtappen kan coördineren, traceerbaarheid en data-gedreven inzichten bieden, de sleutel tot een solide productiebeheerstrategie – en u in staat te stellen uw AM-operaties voor de toekomst te schalen.

Meer leren over productiebeheer voor additieve productie

Als u meer wilt leren over hoe u uw AM-operaties kunt schalen met software, raden we aan ons nieuwe whitepaper te lezen, Additive Manufacturing MES Software: The Essential Guide.

Naast meer inzichten in productieplanning voor AM, leert u meer over hoe u een uitgebreide AM-strategie kunt ontwikkelen en hoe u MES-software kunt gebruiken om uw AM-operaties te schalen en uit te breiden.