Аддитивное производство как ключевой процесс и фактор стоимости современного предприятия

Аддитивные технологии меняют производственные процессы, позволяя существенно сократить сроки разработки продукта и ускорить его вывод на рынки.

Применение аддитивных технологий производства уже давно выходит за рамки прототипирования, все больше предприятий начинают внедрять их в свои производственные процессы, включая серийное производство функциональных деталей. Давайте попробуем разобраться, почему компаниям стоит обратить внимание на аддитивные технологии до того, как это сделают конкуренты.

Аддитивное производство (АП), или 3D‑печать, — это производственные методы, основанные на идее изготовления объектов путем автоматизированного добавления материала в рабочую область устройства. Трехмерные модели при таких методах производятся путем  «нарезки» компьютерной трехмерной модели на слои и их последовательного нанесения. Такой метод позволяет свободно создавать объекты любой сложности, в том числе с внутренними структурными элементами, благодаря чему появляется возможность добавлять изделиям принципиально новые функциональные характеристики.

Переломный момент для аддитивных технологий

Аддитивным технологиям производства потребовалось несколько десятилетий, чтобы получить широкое признание. Несмотря на то, что первые разработки появились еще в 1980-х, по-настоящему переломным периодом для АП стал 2019 год, говорится в исследовании EY. На момент опроса из 900 опрошенных компаний почти две трети (65%) уже опробовали эту технологию, в то время как в 2016 году этот показатель достигал всего 24%.

Компании, использующие аддитивные технологии в 2016 и 2019 гг. (в %)

Источник: EY Global 3DP Survey, апрель 2016 г. и апрель 2019 г.

Можно сказать, что ключевой для АП момент наступил тогда, когда технология стала широко применяться при создании конечной продукции и комплектующих. Согласно исследованию, 
в 2016 году только 5% компаний по всему миру использовали 3D‑печать для этих целей. За три года эта цифра значительно увеличилась: в 2019 году уже 18% опрошенных предприятий внедрили АП в свою основную операционную деятельность. Это значит, что технология смогла преодолеть критический барьер, когда она перестала быть частью теории и перешла в фазу активного широкого применения. Можно сказать, что сейчас 3D‑печать вышла на качественно новый уровень.

Области применения аддитивных технологий при производстве деталей (в %)

Источник: EY Global 3DP Survey, апрель 2019

Наиболее востребованными аддитивные технологии оказались в высокотехнологичных секторах промышленности. Безусловным лидером стала аэрокосмическая отрасль — 78% компаний так или иначе используют 3D‑печать на производстве. Однако с точки зрения использования АП для изготовления конечной продукциии их компонентов она существенно уступает фармацевтике 
и химической промышленности (18% против 22%). 

Опыт использования аддитивных технологий по странам, 2019 год (в %)

Источник: EY Global 3DP Survey, апрель 2019

К примеру, фармацевтические компании успешно используют 3D‑печать для разработки и мгновенного производства современных имплантатов, слуховых аппаратов и других персонализированных медицинских устройств. В химической промышленности АП наиболее часто применяется производителями химического сырья, полуфабрикатов или готовой продукции (например, пластмассы) как для изготовления деталей для внутреннего применения, так и для поставок на другие предприятия.

Перспективы аддитивных технологий в серийном производстве

Почти половина (46%) опрошенных компаний планировали использовать 3D‑печать для производства товаров конечного использования к 2022 году. Если этот тренд подтвердится, 
то возможным станет один из следующих сценариев развития технологии: АП либо полностью заменит традиционные способы, либо будет сосуществовать вместе с ними.

Ось X — Время; ось Y — Процент внедрений

Первый сценарий наиболее вероятен в сферах логистики и транспорта. В первую очередь это связано с техническими преимуществами 3D‑печати: такое производство будет находиться намного ближе к покупателям, что позволит значительно снизить временные и финансовые издержки, связанные с транспортировкой и доставкой товара.

В остальных случаях события будут развиваться, скорее всего, по второму сценарию, при котором аддитивные технологии будут использоваться наравне с другими производственными методами внутри одной компании. Такое сочетание различных подходов позволит изготавливать продукцию с улучшенными функциональными возможностями и уникальными характеристиками.

В целом, перспективы дальнейшего применения аддитивных технологий в серийном производстве будут во многом зависеть от компаний, заинтересованных в инновационных способах оптимизации цепочки создания стоимости продукта. Самых больших изменений стоит все же ждать в области доставки продукции до конечных потребителей. Например, при помощи 3D‑печати медицинские изделия можно будет создавать прямо в больницах под нужды конкретных пациентов. Сократятся затраты на логистику: производство станет ближе к покупателям, отпадет необходимость во многих налоговых и таможенных процедурах, так как детали больше не будут пересекать границы.

Откроются новые возможности и для других участников рынка, в том числе цифровых платформ, предлагающих услуги по сканированию и воспроизведению деталей. Этим могут воспользоваться сами компании-производители и стать поставщиками услуг путем интеграции аддитивных технологий в свою бизнес-модель.

Успешные примеры такой трансформации уже появились. Так, крупнейший в мире химический концерн BASF создал отдельное бизнес-подразделение по аддитивным технологиям, ответственное не только за производство деталей, но и за привлечение внешних клиентов, которым они предлагают полный комплекс услуг 3D-печати — от разработки материала и метода до инжиниринга.

Преимущества аддитивных технологий для предприятия

В зависимости от цели и гибкости компании можно выделить три основных способа внедрения аддитивных технологий в производство.

1. Увеличение эффективности

При внедрении аддитивных технологий в существующие логистические и производственные цепочки повышается общая эффективность работы компании (например, благодаря улучшенным прототипами, пресс-формам и деталям или при производстве ограниченного выпуска изделий). На этом уровне не требуется редизайн продукции.

2. Новые точки роста

Аддитивные технологии позволяют проектировать и создавать изделия с улучшенными функциональными возможностями и элементами конструкции, которые не могли быть сделаны ранее. Таким образом компания может привлечь новых клиентов и выйти на другие рынки.

3. Трансформация бизнес-модели

Благодаря аддитивным технологиям компании получают дополнительные возможности для расширения или трансформации своей бизнес-модели, улучшения положения в цепочке создания стоимости продукта. Более того, они могут получить весомое конкурентное преимущество, став поставщиком услуг 3D-печати.

Каждый из перечисленных выше подходов имеет свои особенности. Здесь рекомендуется прибегнуть к услугам специалиста, который проанализирует бизнес-модель компании, найдет наиболее подходящие под каждый конкретный кейс решения, способы увеличения ценности товара или услуги и составит подробную дорожную карту реализации.

Влияние аддитивных технологий на цепочку создания стоимости продукта

На данный момент в цепочке создания добавленной стоимости при помощи АП можно выделить пять категорий участников:

1. Производители систем. В эту группу входят в основном производители оригинального оборудования для 3D-печати. Большинство из них также предлагают сопутствующее программное обеспечение, материалы и услуги.

2. Производители материалов. Эта категория обеспечивает сырье, используемое для 3D‑печати.

3. Разработчики программного обеспечения. Они создают ПО для проектирования, моделирования различных процессов и нарезки 3D‑моделей.

4. Компании, занимающиеся 3D3. Разработчики программного обеспечения. Они создают ПО для проектирования, моделирования различных процессов и нарезки 3D моделей. сканированием и обратным инжинирингом. Компании, входящие в эту группу, специализируются на сканировании существующих объектов, их оцифровке и дальнейшей обработке.

5. Поставщики услуг 3D‑печати. Сюда входят производство продукции при помощи 3D‑печати на договорных условиях, проектирование, инжиниринг или технические консультации.

Со временем будет расти число поставщиков перечисленных услуг, работающих по принципу «все в одном», так как компании стремятся расширить свои портфели и совместить больше различных функций. Эта тенденция наиболее заметна среди производителей материалов, пришедших на рынок из традиционных промышленных отраслей — химпрома и металлургии. Помимо профильной деятельности они часто становятся поставщиками услуг по идентификации возможных областей применения аддитивных технологий на новых рынках.

В дальнейшем аддитивные технологии будут встречаться все чаще. Две трети респондентов в планах уже рассматривают возможности по переносу производства ближе к потребителю — это на 50% больше, чем в 2016 году (15%).

Ожидаемые изменения в цепочке создания стоимости продукции в результате внедрения АП (в %)

Инсорсинг важных процессов создания ценности

Сокращение операционных издержек и увеличение конкурентоспособности предприятий

Смещение производства ближе к конечному потребителю за счет привлечения подрядчиков на местах

Еще выше ожидания у производителей потребительских товаров — около 70% компаний этого сегмента прогнозируют эволюцию в сторону моментального производства. К примеру, покупатели смогут зайти в магазин и купить пару обуви, изготовленную из 
выбранных ими 
на месте материалов, с индивидуальными рисунками и расцветкой.

Кроме того, более трети респондентов (34%) — вдвое больше, чем в 2016 году — считают,  что внедрение аддитивных технологий позволит им повысить свою конкурентоспособность за счет возвращения в компанию процессов создания стоимости продукта.

Стоит отметить и ряд барьеров, стоящих на пути широкомасштабного внедрения аддитивных технологий.

Только компании, которые действительно знают, как грамотно встраивать АП в свои процессы, будут инвестировать в технологию напрямую. Для этого необходимо иметь представление о возможностях по созданию добавленной стоимости и практическом применении.

Это ключевой фактор, но проблема усугубляется тем, что невозможно предсказать, как быстро будут распространяться знания и навыки в области АП. В университетах до сих пор нет стандартных программ по аддитивным технологиям, компании с трудом определяют точки применения, не существует систематических способов разработки стратегий по внедрению.

Это, пожалуй, самая легко решаемая и наименее значимая проблема, особенно с учетом последних сделок M&A, стимулирующих развитие технологии.

Решение этих задач (особенно в области получения знаний) станет важным шагом для компаний на пути к полноценному внедрению АП, увеличению ценности продукта, который они предлагают потребителю, и повышению конкурентного преимущества на глобальных рынках.

Ключевым моментом здесь является обмен знаниями с теми, у кого есть большой опыт работы с аддитивными технологиями. Частая ошибка компаний — полагаться только на внутренний ресурс и экспертизу своих инженеров при внедрении АП. Это неверный подход, так как в первую очередь требуется определить, как данная инновация может повлиять на всю цепочку создания стоимости, а этот процесс должен происходить на уровне руководителей компаний. 

То, что аддитивное производство станет неотъемлемой частью современной промышленности, сомнений уже не вызывает. Вопрос в том, в какие процессы на конкретном предприятии его будет наиболее эффективно внедрить.

Подводим итоги

Можно сделать вывод, что применение аддитивных технологий уже вышло за рамки прототипирования, и АП стало ключевым элементом в серийном производстве функциональных деталей. Теперь перед компаниями стоит задача определить, где им выгоднее всего будет внедрить 3D-печать и какие новые точки роста это откроет. 

18 ноября 2019 года, автор - Стефана Каревска.

Источник - https://www.ey.com/en_us/advisory/how-additive-manufacturing-is-becoming-a-core-process-and-value-driver