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。他們在86個國家安裝了151吉瓦的風(fēng)力渦輪機，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。增材制造正在幫助Vestas公司在2030年前實現(xiàn)零脫碳的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

客戶基本情況

說到可替代能源技術(shù)，風(fēng)力渦輪機是最容易辨認(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)常可以在幾英里外看到。如果你見過風(fēng)力渦輪機，很可能是由Vestas制造的。

Vestas誕生于二戰(zhàn)后的丹麥，當(dāng)時是一家小型家族企業(yè)。多年來，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年完成了第一個商用風(fēng)力渦輪機。自1989年以來，公司專注于風(fēng)力渦輪機的生產(chǎn)，在全球范圍內(nèi)設(shè)計、制造、安裝和服務(wù)風(fēng)力渦輪機。如今，Vestas是世界上最大的陸上和海上風(fēng)力渦輪機以及風(fēng)力渦輪機葉片制造商。公司總部設(shè)在丹麥，在世界各地設(shè)有多個地區(qū)辦事處和制造工廠。

面臨挑戰(zhàn)與困難

風(fēng)力渦輪機是巨大而昂貴的機器，必須在最短的停機時間內(nèi)可靠地運轉(zhuǎn)，以盡可能地保證有效。這意味著在制造和安裝過程中不能有犯錯的余地。因此，Vestas的生產(chǎn)設(shè)施和安裝地點需要依靠大量的檢測儀表。這些關(guān)鍵工具傳統(tǒng)上是根據(jù)詳細(xì)的制造說明從世界各地的多個供應(yīng)商采購的。完成后的部件將被送到Vestas的各個地點檢查是否符合要求，一旦獲得批準(zhǔn)，就會投入使用。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，以至于沒有通過最終檢驗。這導(dǎo)致了最終產(chǎn)品交付和安裝時間的延遲。

即使零件通過了專門的檢驗過程，大多數(shù)都是使用耗時且昂貴的傳統(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)鍵工具來標(biāo)記渦輪葉片的根端以調(diào)整槳距，通常需要5周的時間來生產(chǎn)。更糟糕的是，由于機械設(shè)計的限制，Vestas團隊不得不訂購多個版本的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。這些感受器是通過鋁減材制造的，至少需要12周的生產(chǎn)時間。

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

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

解決方案

為了解決以上所述問題,Vestas團隊開始研究改進整體生產(chǎn)工藝的替代方法。借助Markforged基于云計算、人工智能驅(qū)動的Digital Forge增材制造平臺，該公司于2021年成功推出了直接數(shù)字化制造(DDM)計劃。該項目將生產(chǎn)過程從依賴外部供應(yīng)商中解放出來，并為合作提供了一個知識基礎(chǔ)。

DDM的計劃已經(jīng)包含了2000+ Vestas部件，存儲在Markforged Eiger?云數(shù)字倉庫中。這使得Vestas任何地方的員工在沒有增材制造專業(yè)知識的情況下,也可以快速搜索并在當(dāng)?shù)豖7打印機上打印任意數(shù)量的纖維增強復(fù)合材料部件，將復(fù)合材料部署在Onyx One 3D打印機上。根據(jù)杰里米·海特的說法，我們的方法是端到端,幾乎可以實時地向不同的地方提供實物，我認(rèn)為這是最接近瞬間移動的方法了。多虧了這個存儲庫，Vestas團隊才可以在任何時刻，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，這極大地降低了運輸和貨運成本以及生產(chǎn)交貨期。

DDM如何工作的幾個例子可以看前面提到的TC標(biāo)記工具和閃電尖端接收器。以前需要花費數(shù)周和數(shù)千美元來生產(chǎn)的TC標(biāo)記工具，現(xiàn)在只需要幾天就能生產(chǎn)出來。由于該工具是用纖維增強的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)點將能夠根據(jù)需要，用3D打印銅來生產(chǎn)。Vestas估計，一旦實現(xiàn)，每個接收器將需要大約兩天的時間就能制造完成。最重要的是，Vestas團隊也不用擔(dān)心這些部件或任何其他部件是否通過合規(guī)測試，因為它們是按需打印的，并使用精確的數(shù)字規(guī)格進行內(nèi)部打印。此外，可以使用Markforged Blacksmith?進行制造過程中的檢查、分析和報告，以驗證工具的準(zhǔn)確性。

MF數(shù)字化零件檢驗驗證了TC標(biāo)記工具的打印精度

杰里米·海特說：“之所以選擇Markforged 是因為他們最有能力幫助我們實現(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)力機葉片雷擊尖端感受器復(fù)合原型

增材制造對Vestas未來的發(fā)展

Vestas認(rèn)為DDM對于新產(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個生產(chǎn)點推出用于檢測量規(guī)工具的DDM，以促進量規(guī)的按需生產(chǎn)。Vestas還與Würth合作，建立一個附加生態(tài)系統(tǒng)，并由The Digital Forge平臺制造備件庫存，為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場支持和其他供應(yīng)商提供維護、維修和操作(MRO)過程。

一旦初步推出完成，Vestas將把注意力轉(zhuǎn)向在其網(wǎng)站上實施更深入的端到端流程。該公司正在使個人在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，并將其自動發(fā)送到正確的本地3D打印機。使用Blacksmith和Eiger Fleet?可以對用戶、打印機和部件檢查進行集中控制，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設(shè)計的工作。Vestas通過增材制造將生產(chǎn)帶入內(nèi)部，會加快產(chǎn)品上市速度，在這一過程中節(jié)省的時間和金錢也就越多。

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