The Digital Forge制造業(yè)游戲規(guī)則的改變者

Vestas是全球風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。他們?cè)?6個(gè)國(guó)家安裝了151吉瓦的風(fēng)力渦輪機(jī)，是世界排名第一的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)商。

作為全球可持續(xù)能源解決方案的領(lǐng)先者，Vestas在《企業(yè)爵士（Corporate Knights）》發(fā)布的第18屆“全球最佳可持續(xù)發(fā)展公司年度排名”中榮登榜首，獲得“最可持續(xù)的公司”稱號(hào)。增材制造正在幫助Vestas公司在2030年前實(shí)現(xiàn)零脫碳的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

客戶基本情況

說(shuō)到可替代能源技術(shù)，風(fēng)力渦輪機(jī)是最容易辨認(rèn)的。高度為137-259米(450-850英尺)，風(fēng)輪直徑在109-236米(360-774英尺)之間，它們影響著周圍的環(huán)境，經(jīng)?？梢栽趲子⒗锿饪吹?。如果你見過(guò)風(fēng)力渦輪機(jī)，很可能是由Vestas制造的。

Vestas誕生于二戰(zhàn)后的丹麥，當(dāng)時(shí)是一家小型家族企業(yè)。多年來(lái)，該公司為輕型卡車制造商供應(yīng)液壓系統(tǒng)。在20世紀(jì)70年代，它開始開發(fā)替代能源解決方案，并在1979年完成了第一個(gè)商用風(fēng)力渦輪機(jī)。自1989年以來(lái)，公司專注于風(fēng)力渦輪機(jī)的生產(chǎn)，在全球范圍內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、安裝和服務(wù)風(fēng)力渦輪機(jī)。如今，Vestas是世界上最大的陸上和海上風(fēng)力渦輪機(jī)以及風(fēng)力渦輪機(jī)葉片制造商。公司總部設(shè)在丹麥，在世界各地設(shè)有多個(gè)地區(qū)辦事處和制造工廠。

面臨挑戰(zhàn)與困難

風(fēng)力渦輪機(jī)是巨大而昂貴的機(jī)器，必須在最短的停機(jī)時(shí)間內(nèi)可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，以盡可能地保證有效。這意味著在制造和安裝過(guò)程中不能有犯錯(cuò)的余地。因此，Vestas的生產(chǎn)設(shè)施和安裝地點(diǎn)需要依靠大量的檢測(cè)儀表。這些關(guān)鍵工具傳統(tǒng)上是根據(jù)詳細(xì)的制造說(shuō)明從世界各地的多個(gè)供應(yīng)商采購(gòu)的。完成后的部件將被送到Vestas的各個(gè)地點(diǎn)檢查是否符合要求，一旦獲得批準(zhǔn)，就會(huì)投入使用。不幸的是，當(dāng)?shù)刂圃焐烫峁┑囊恍┳罱K部件不是100%符合規(guī)格，以至于沒(méi)有通過(guò)最終檢驗(yàn)。這導(dǎo)致了最終產(chǎn)品交付和安裝時(shí)間的延遲。

即使零件通過(guò)了專門的檢驗(yàn)過(guò)程，大多數(shù)都是使用耗時(shí)且昂貴的傳統(tǒng)加工原材料方法制造的。以TC (top center)標(biāo)記工具為例，Vestas公司使用這些關(guān)鍵工具來(lái)標(biāo)記渦輪葉片的根端以調(diào)整槳距，通常需要5周的時(shí)間來(lái)生產(chǎn)。更糟糕的是，由于機(jī)械設(shè)計(jì)的限制，Vestas團(tuán)隊(duì)不得不訂購(gòu)多個(gè)版本的TC標(biāo)記工具，以適應(yīng)一系列葉片?；蛘?，考慮旨在減少雷擊傷害的閃電尖端接收器。這些感受器是通過(guò)鋁減材制造的，至少需要12周的生產(chǎn)時(shí)間。

Vestas TC標(biāo)記工具，用于標(biāo)記渦輪葉片根部末端，以在安裝過(guò)程中對(duì)準(zhǔn)螺距

Vestas增材制造和先進(jìn)概念首席工程師杰里米·海特說(shuō)：“Vestas將產(chǎn)品交到終端用戶手中，同時(shí)保持集中式的工程控制模式，從而使生產(chǎn)民主化?！?/p>

解決方案

為了解決以上所述問(wèn)題,Vestas團(tuán)隊(duì)開始研究改進(jìn)整體生產(chǎn)工藝的替代方法。借助Markforged基于云計(jì)算、人工智能驅(qū)動(dòng)的Digital Forge增材制造平臺(tái)，該公司于2021年成功推出了直接數(shù)字化制造(DDM)計(jì)劃。該項(xiàng)目將生產(chǎn)過(guò)程從依賴外部供應(yīng)商中解放出來(lái)，并為合作提供了一個(gè)知識(shí)基礎(chǔ)。

DDM的計(jì)劃已經(jīng)包含了2000+ Vestas部件，存儲(chǔ)在Markforged Eiger?云數(shù)字倉(cāng)庫(kù)中。這使得Vestas任何地方的員工在沒(méi)有增材制造專業(yè)知識(shí)的情況下,也可以快速搜索并在當(dāng)?shù)豖7打印機(jī)上打印任意數(shù)量的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件，將復(fù)合材料部署在Onyx One 3D打印機(jī)上。根據(jù)杰里米·海特的說(shuō)法，我們的方法是端到端,幾乎可以實(shí)時(shí)地向不同的地方提供實(shí)物，我認(rèn)為這是最接近瞬間移動(dòng)的方法了。多虧了這個(gè)存儲(chǔ)庫(kù)，Vestas團(tuán)隊(duì)才可以在任何時(shí)刻，在世界任何地方獲得一致的、最新的部件，而不需要在全球各地設(shè)置專家，這極大地降低了運(yùn)輸和貨運(yùn)成本以及生產(chǎn)交貨期。

DDM如何工作的幾個(gè)例子可以看前面提到的TC標(biāo)記工具和閃電尖端接收器。以前需要花費(fèi)數(shù)周和數(shù)千美元來(lái)生產(chǎn)的TC標(biāo)記工具，現(xiàn)在只需要幾天就能生產(chǎn)出來(lái)。由于該工具是用纖維增強(qiáng)的ONYX(一種耐用、輕量的尼龍混合材料)制造的，使得現(xiàn)在制作的部件比以前的金屬部件輕85%。至于閃電尖端接收器，當(dāng)?shù)氐娜~片生產(chǎn)點(diǎn)將能夠根據(jù)需要，用3D打印銅來(lái)生產(chǎn)。Vestas估計(jì)，一旦實(shí)現(xiàn)，每個(gè)接收器將需要大約兩天的時(shí)間就能制造完成。最重要的是，Vestas團(tuán)隊(duì)也不用擔(dān)心這些部件或任何其他部件是否通過(guò)合規(guī)測(cè)試，因?yàn)樗鼈兪前葱璐蛴〉?，并使用精確的數(shù)字規(guī)格進(jìn)行內(nèi)部打印。此外，可以使用Markforged Blacksmith?進(jìn)行制造過(guò)程中的檢查、分析和報(bào)告，以驗(yàn)證工具的準(zhǔn)確性。

MF數(shù)字化零件檢驗(yàn)驗(yàn)證了TC標(biāo)記工具的打印精度

杰里米·海特說(shuō)：“之所以選擇Markforged 是因?yàn)樗麄冏钣心芰椭覀儗?shí)現(xiàn)DDM愿景所需的端到端解決方案?！?/span>

用于減少雷擊傷害的風(fēng)力機(jī)葉片雷擊尖端感受器復(fù)合原型

增材制造對(duì)Vestas未來(lái)的發(fā)展

Vestas認(rèn)為DDM對(duì)于新產(chǎn)品開發(fā)、工具和最終使用部件的可用性至關(guān)重要。2022年，該公司將開始在其所有23個(gè)生產(chǎn)點(diǎn)推出用于檢測(cè)量規(guī)工具的DDM，以促進(jìn)量規(guī)的按需生產(chǎn)。Vestas還與Würth合作，建立一個(gè)附加生態(tài)系統(tǒng)，并由The Digital Forge平臺(tái)制造備件庫(kù)存，為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場(chǎng)支持和其他供應(yīng)商提供維護(hù)、維修和操作(MRO)過(guò)程。

一旦初步推出完成，Vestas將把注意力轉(zhuǎn)向在其網(wǎng)站上實(shí)施更深入的端到端流程。該公司正在使個(gè)人在Vestas的任何網(wǎng)站上，只要有正確的權(quán)限，就可以在其企業(yè)資產(chǎn)管理(EAM)和企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)中掃描零件代碼或搜索零件，并將其自動(dòng)發(fā)送到正確的本地3D打印機(jī)。使用Blacksmith和Eiger Fleet?可以對(duì)用戶、打印機(jī)和部件檢查進(jìn)行集中控制，確保高質(zhì)量、高性能的工具和最終用途部件能夠完成它們?cè)O(shè)計(jì)的工作。Vestas通過(guò)增材制造將生產(chǎn)帶入內(nèi)部，會(huì)加快產(chǎn)品上市速度，在這一過(guò)程中節(jié)省的時(shí)間和金錢也就越多。

Vestas AM團(tuán)隊(duì)的成員負(fù)責(zé)確保工具和最終用途部件的質(zhì)量和性能