3D プリントが Jabil の生産コスト削減と効率向上にどのように役立ったか

技術革新の着実な流れは、世界で最も技術的に先進的な製造ソリューションプロバイダーになるという Jabil の使命を強調しています。これを実現するために、同社は 29 か国の 100 か所の施設にデジタルスレッドを構築し続け、人々、業務、サプライヤー、パートナー、顧客を新しい強力な方法で結び付けています。たとえば、ミシガン州オーバーンヒルズにある Jabil のインフラストラクチャでは、継続的な改善により、多品種少量から中量生産のニーズに対応する新しいテクノロジーの探求が推進されています。

ミシガン州オーバーンヒルズにある Jabil の施設では、Ultimaker 3D 印刷技術を使用して、ツールと治具の処理時間を 80%、コストを 30% 削減しています。

「オーバーンヒルズが顧客に最高のソリューションを提供する上で優れた実行力を発揮できるようにしなければなりません」とオーバーンヒルズのオペレーションマネージャー、カリン・アルコーン氏は説明します。「当社の施設では、チームがさまざまな医療および産業の顧客のためにイノベーションをサポートするために懸命に働いています。」オーバーンヒルズは、医療に加えて、輸送、IoT、分析機器の顧客向けの特殊な製造要件もサポートしています。当社のすべてのお客様にとっての主な目標は、製品を市場に投入するまでの時間、コスト、リスクを削減することです。

「通常、コストを削減するために製品は大量に生産されます。つまり、寿命を通じて何百万もの部品が同じ製品になるということです」と、Jabil Additive の製造部門シニアビジネス開発ディレクター、ラッシュ・ラセル氏は説明します。「3Dプリントのような新しい技術は、経済的価値の方程式を完全に変えます。なぜなら、今では多くのものを生産でき、その価値ははるかに大きくなる可能性があるからです。」

伝統的製造方法の見直し 少量生産と製品ライフサイクルの短縮という問題に適切に対処するため、オーバーンヒルズのチームは早い段階で積層造形の使用を評価し、検証しました。歴史的に、機械工場は生産に必要な治具やその他のツールの主な供給元であるため、重要な役割を果たしてきました。これらの重要な製造補助具を製造するための時間とコストは、設計の複雑さと数量によって異なります。

「機械工場では、単純な工具を作るのに 3 週間かかるかもしれません」と、ジェイビルオーバーンヒルズの工具製造エンジニアであるジョンウォール 6 世氏は指摘します。「可動部品のあるより複雑な部品の場合は、2 か月かかることもあります。」

付加製造の最も魅力的な側面の 1 つは、時間の制約を減らすことです。付加製造の重要な原則の 1 つは、製造プロセス中に大規模なエンジニアリングサイクルを必要とせずに製品をカスタマイズできることです。「3Dプリンティングは、従来の製造技術に伴う制限を軽減します」とラセル氏は付け加えた。「製品設計者は、生産プロセス自体の設計に過度の時間と費用を費やすのではなく、部品の結果と性能に重点を置くべきです。」

Jabil の設計エンジニアは、一回限りの部品の製造コストが大量生産ツールのコストよりもはるかに高いため、さまざまなコストモデルを扱うことがよくあります。顧客が、新しい製品の設計を Jabil 社外の誰かと共有することについて懸念を表明したため、さらなる問題が発生しました。最終製品に関する詳細な情報なしに設計を伝えると、多くの場合、追加の設計サイクルが必要になります。

全体的に、従来のツール作成プロセスでは、デバイスを完成させるために複数の反復作業が必要だったため、Jabil の新製品導入 (NPI) の効率化が妨げられることがよくありました。「必要なときに挑戦できたし、それは必要だった」とアルコーン氏は語った。「私たちは、自らの運命をコントロールし、顧客をより良くサポートするために独自のツール機能を開発することを決定しました。」

3D プリントで市場投入までの時間を短縮する方法 製品をより早く市場に投入するという決意のもと、オーバーンヒルズのチームは、ツールや備品の製造に 3D プリント技術を活用しました。チームは、3D プリントのハードウェア、ソフトウェア、積層造形設計 (DfAM) の原則について、Jabil Additive の専門家からトレーニングを受けました。
「私たちはすぐにそのメリットを実感しました」とウォール氏は語った。「最初の Ultimaker 3D プリンターを製作してから 3 時間以内に、スペアパーツを印刷する仕事が舞い込みました。部品が製造できるまで生産を停止するしかなかったのですが、3D プリントを使用してその日のうちに製造することができました。」

この成功を受けて、オーバーンヒルズはさまざまな状況に 3D プリント技術をすぐに導入しました。「3Dプリントでは最小数量はなく、一回限りのコストはもはやコストの制約ではありません」とワール氏は付け加えた。「オーバーンヒルズに機械を設置することで、優先順位、適時性、印刷スタイルを自分たちで決めることができます。」

ケース1 オーバーンヒルズの初期の付加製造の成功事例の 1 つは、革新的なモバイル画像システムの製造を合理化しようとしていた医療技術会社に関するものでした。 Jabil のエンジニアは、固定具の美観と製品の機能性の両方に改善の余地があるだけでなく、生産を簡素化してスピードアップし、オペレーターが生産ラインを稼働しやすくする機会もあると考えました。

ブレインストーミングとホワイトボードのプロセスを経て、チームは一晩で 3D プリントされた備品とツールのモックアップを作成して製作し、その後、パフォーマンスを検証および検証するための厳格なテストを実施しました。リビジョンの変更を迅速に解決する能力は、プロジェクトの成功に最も大きな影響を及ぼします。

「設計変更を検証し、数時間以内に完全な動作セルを印刷します」とワール氏は語った。「以前は、問題の発見から最終的な解決までには数か月かかることもありました。3D プリントにより、プロセス全体を数週間で完了できました。」

ケース2 もう一つの初期の成功は、新製品の高度な組み立てで、ツール、治具、固定具の図面、モデル、組み立てコンセプトの開発が必要でした。これらの製造支援ツールを社内で開発することで、オーバーンヒルズは設計時間を半分に短縮し、生産部品のリードタイムを大幅に短縮しました。以前は、外部の機械工場を使用して部品を製造するのに最大 2 か月かかっていました。しかし、3D プリントを使用することで、リードタイムは 4 日に短縮されました。

さらに、チームはこれらの部品を機械工場から購入するコストのほんの一部で開発することができました。実際、オーバーンヒルズでは、実際の部品を受け取る前に顧客製品の CAD モデルから金型を製造できるようになり、生産を迅速に開始できるようになりました。 3D プリンティングは製造プロセスに不可欠な要素となり、現実世界での成功事例は増え続けています。

「3D プリントは膨大な時間を節約します」とウォール氏は言います。「ライン上で故障が何度か発生しましたが、壊れた部品をすぐに複製したり、3D プリントを使用して別のツールや固定具を製造したりすることができました。」回線がダウンしていることに人々が気づく前に、回線を復旧して稼働させることができました。「

思いついたら印刷できます Jabil の付加製造の専門家との強力なパートナーシップのおかげで、オーバーンヒルズの製品デザイナーとエンジニアはさまざまな 3D 印刷技術を習得しました。「オーバーンヒルズのチームは、テクノロジーの適用方法を理解するだけでなく、顧客との双方にメリットのある状況を作り出すという素晴らしい仕事をしました」とラセル氏は指摘しました。「彼らは、当社の工場と顧客の事業に実際にどのような影響があるかを理解しています。」

オーバーンヒルズでは、ツールコストを 30% 削減し、最終的なツールと治具の製造時間を 80% 削減しました。初期の顧客からのフィードバックは非常に好意的でした。「彼らはすべてを気に入ってくれた」とアルコーン氏は語った。「柔軟性があり、処理時間も短いため、製造要因に即座に対応でき、より良い結果が得られます。」

顧客は、サポートするツールと製造機械を最適化して生産性を向上できるように、迅速かつ頻繁に反復できる自由を非常に高く評価しています。製品デザインの自由度も同様に印象的です。「思いついたら、印刷できます」とウォール氏は語った。「アイデアを思いついて、一晩で 3D プリントするのは本当に素晴らしいことです。創造的にもっと自由にできることに驚いています。」

あらゆるデザインを取り入れて 3D プリントソリューションを作成できるこの機能は、メンテナンス、修理、廃棄など、製品ライフサイクルの両端に影響を与えます。「3D プリントは、デジタル製造全体の重要な柱です。現場でスペアパーツがデジタルで製造されるようになるでしょう」とラセル氏は言う。「これにより、製品ライフサイクルの後半で多くの問題が軽減されます。」 ”

オーバーンヒルズは早期導入者として、付加製造の利用を拡大する上で有利な立場にあります。チームは、既存の材料ライブラリを拡張し、さまざまな種類の 3D プリンターを追加する機会を評価しています。「当社は、新たな顧客ニーズに対応するために、事業チームや運用チームと連携しながら、3Dプリント技術の利用を今後も推進していきます」とアルコーン氏は述べた。「次に何が起こるか楽しみです。」ジェイビル氏にとって、オーバーンヒルズでの 3D プリントの急速な発展は、この技術の実現可能性の証拠です。予想通り、世界中の他の施設でも3Dプリントが使用され始めました。
「この場合、デジタルスレッドのネットワーク効果により、世界中の設計コミュニティが結びついています」と LaSelle 氏は指摘します。「Jabil の堅牢な積層造形設計機能は、設計の民主化の基盤となり、世界をリードするエンジニアリング設計と部品の知識ベースとして機能します。」 ”

原作者: スティーブン・クロウ

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