伊莱克斯在全世界范围内实施 3D 工厂和物料流规划

遍布全球的生产设备

总部位于瑞典斯德哥尔摩的伊莱克斯公司，其家用和商用电器远销世界 150 多个国家/地区。公司拥有约 58,000 名员工和 46 个生产场所，研发并生产了众多品牌：除伊莱克斯以外，各大品牌如 Grand Cuisine、AEG、扎努西、北极、西屋等都享有盛誉。

1996 年，公司从戴姆勒-奔驰收购了德国品牌 AEG 以及该集团的其他几个分公司和生产场所。1964 年创办于罗滕堡的这家工厂就这样加入伊莱克斯大家庭，如今它每年可以为欧洲市场生产 600,000 台电炉和 1,400,000 套炉灶。“我们格外重视每个品牌在研发和生产中对于关键产品特性的具体实施，”伊莱克斯全球烹调产品制造工程主管贝恩德·埃伯特说道。埃伯特在罗滕堡工作，主要职责就是确保所有伊莱克斯厨房电器工厂实施统一的流程和系统。

高度重视虚拟工厂规划

作为涵盖方方面面的全面数字化策略的一部分，这家瑞典跨国公司将 11 个数字化制造项目提上日程。埃伯特重点承担了两个全球项目。这两个项目旨在为所有制造场所创建数字孪生：在虚拟制造项目中，先进规划工具被选中用于早期设计验证，以便开发易于生产、易于装配的产品。例如，将会以三维方式规划和优化装配顺序和移动以防止发生碰撞。其前提条件在于，开发三维工厂布局，这正是第二个项目的核心所在 - 3D 工厂布局。用于创建这些布局的标准工厂规划工具能够在 2D 数据的基础上模拟工厂和物料流，以优化产能和效率。

数字化制造的全球平台

公司于 2010 年开始选择软件，当时很少有企业具备强大的 3D 工厂规划软件。埃伯特带领的专家小队与公司位于斯德哥尔摩的 IT 部门就此展开紧密合作。2012 年开始，Siemens Digital Industries Software 公司的 Teamcenter 软件作为产品生命周期管理 (PLM) 的重要战略性产品开发平台，在伊莱克斯得以部署。在早期采用软件的一个项目中，当谈到西门子的未来策略时，西门子公司主动提议让我们测试 3D 布局软件 Line Designer 的一个预发布版本。

西门子得以使用原始数据构建案例，展示软件在实际问题中的性能。因此，在 2016 年，我们选择组合使用 Line Designer 和 Tecnomatix® 产品系列中的其他解决方案，包括 Process Simulate 解决方案。这一决策的主要依据在于 Teamcenter 与这些解决方案紧密集成所带来的优势：“我们可以将 Line Designer 中创建的所有资源保存为 Teamcenter 中的资源库，对其进行管理，使其对于全世界所有用户均可用，”埃伯特解释道。“这样我们就能保留软件和硬件的整个架构，包括培训材料，并且还可以积累用户既有的 Teamcenter 经验。”希望这样能够加强产品开发团队的合作，形成一个全球通用的平台，以优化工厂规划和物料流。

试行项目之后的推广策略

在 2016 年罗腾堡的一个试行项目中，我们的员工收到了西门子提供的培训，因而使用 Line Designer 开发了一种新型装配线和自动化支架装配线。

人体工程研究是通过 Process Simulate 执行的，并且由于仿真的使用，周期时间成功得以优化。“Tecnomatix 和 Teamcenter 解决方案出色地证明了自身的功能，”埃伯特作为项目经理这样说道。“与此同时，我们还收获了全球部署的宝贵经验。”

该团队的主要成员目前已经成为训练有素的专家，能够就这三种软件解决方案中的任意一种提供建议和支持服务，以满足分散在各地的员工需求。Line Designer 创建的系统领域，例如输送机和升降机，或者运料小车和其他设备的模型，都可以参数化。“3D 模型和场景的全球可用性，帮助我们省去很多工作，”埃伯特说道。“调整参数之后，它们就可以轻松地重用于任何地方。这让我们几乎可以自动在各个产品线中更加贴近所需的标准化流程和系统，包括烹饪、洗衣服、洗餐具、烘干和冷却/冷冻产品，以及美国、南美、亚太和欧洲地区的产品。”

“根据试行项目中积累的经验，全球推广已经分阶段执行，每个阶段都包括在某个地点对员工进行大量培训和操练工作，”埃伯特说道。“为了保证主要项目的成功，起初我们只选择了四个生产场所进行大量投资。”

南卡罗来纳州安德森的项目

第一个场所涉及南卡罗来纳州安德森一座新冰箱工厂的完整构建，截止 2019 年中期，冰箱生产一直都集中在美洲大陆。那里的自动化程度较高，能够节省大约 30% 的人力。许多工艺都是通过 Tecnomatix 规划的，目的就是形成一种全新的自动化概念，能够在第一次尝试时就获得正确的工厂规划并保障大量投资的安全。

其中一个较为费时的生产场所就是冰箱内壁硬化发泡工厂。之前和之后的所有场所都以该工厂的加工时间为依照。为了第一次尝试就能成功设计这一瓶颈，此工艺作为一体式流程进行映射和仿真。“许多细节都必须考虑，譬如不同材料和不同模型，”埃伯特说道。“描述所有细节格外耗时，但却值得付出。”Plant Simulation 生成的精确结果消除了对于大型缓冲器的需求；5,000 台冰箱只需一个输送机和一个高层货架立体仓库，可以节省大约 200 万美元。

在发泡加工之后，装配工艺分流到四条生产线上。此时会规划、模拟和优化物料流行车路线，其中包括从卡车到装配线的模块化产品设计的 30 种模型零件明细表中所有的采购件。“西门子的一位员工设置了基本行车路线。与此同时，我们的员工也在逐日改进我们的物料流，并且我们已经实现了效能目标，”埃伯特说道。

采用 Process Simulate，员工还规划使用机器人单元代替之前的部分人工流程。“尽管这些机器人单元还没有完全细化，我们可以高度确定，需要一个还是三个机器人，”埃伯特说道。规划的高度可靠性通过 3D 场景和视频传递给管理人员。

“大规模投资之前一般都需要大量劝说，”埃伯特说道。“得益于 Tecnomatix 的优秀可视化功能，我可以向管理阶层展示早期规划，从而使整个流程切实可行。3D 技术帮助验证装配概念以及选择自动化解决方案供应商并提供真知灼见。”

全球部署概念

前期项目表明，Tecnomatix 和 Teamcenter 工具可以用来解决任务并实现目标。但是，员工需要经常使用这些强大的工具。“我们的全球团队需要专家级别用户来承担新角色，”埃伯特说道。“若要成功实现标准化，必须集中描述方方面面。”未来的大型项目即将在欧洲发生。

“工厂成本如此高昂，无法用作实验场所，”埃伯特引用德国著名科学家兼弗劳恩霍夫应用研究促进协会前主席汉斯·约尔根·沃内克 (Hans-Jürgen Warnecke) 博士的话说道。“为了测试新概念，必须具备高效的仿真工具来避免停机时间。”