惠普袁玲麗:《增材制造重塑制造業(yè)》

惠普3D打印渠道經(jīng)理袁玲麗:《增材制造重塑制造業(yè)》的主題演講。南極熊3D打印網(wǎng)小編現(xiàn)場聆聽了專家們的演講。下面是現(xiàn)場速記的文字記錄。

    袁玲麗：各位尊敬的來賓，大家下午好！
    我們今天的演講已經(jīng)接近尾聲，所以大家可能也比較辛苦。
    其實(shí)我把我演講的題目稍微換了一下，因?yàn)樽隽?D之后我也做過很多演講，每次演講都是講增材制造如何是將來的趨勢，有什么案例。今天我想說，我們能不能換一個角度，因?yàn)榛萜諒囊粋�傳統(tǒng)的2D巨頭到3D打印，其實(shí)我們也經(jīng)歷了很多探索、摸索，也有一些經(jīng)驗(yàn)。所以今天我們把惠普在這個過程中的經(jīng)驗(yàn)跟大家分享一下，所以接下來我講的內(nèi)容會比較輕松，大家可以比較放松地來聽。
    首先，我們都認(rèn)為轉(zhuǎn)型的過程不會那么簡單，就像今天很多演講者都提到，我們都知道增材制造將來會是一個趨勢，它的未來很美好，但是這個過程是很艱難的。（PPT圖示）所以我們就用了這張圖，這張圖不是網(wǎng)上找的，里面兩位登山者就是3D打印部門的工程師，他們在登山的時候覺得太有感覺了，這跟做3D的感覺一樣，所以我們就拿這張圖比喻這個過程。
    為什么惠普之前要做3D呢？首先回到惠普公司，可能很多人知道，惠普是在硅谷的一個起源。我們作為一家從出身就把技術(shù)作為核心的公司，我們使命就是不停創(chuàng)造新的技術(shù)，讓我們的客戶體驗(yàn)到科技的樂趣。所以在今后幾十年過程中，我們一直在用技術(shù)去開發(fā)新的產(chǎn)品，包括3D打印機(jī)。
    到目前為止，我們比較有名的產(chǎn)品是PC和打印機(jī)，這兩個產(chǎn)品目前來說都是全球市場占有的第一名。舉兩個數(shù)字，我們的打印機(jī)每秒鐘發(fā)一臺貨出去，所以在我剛才說話的幾分鐘里面，可能幾百臺打印機(jī)已經(jīng)發(fā)出去了。PC更厲害，1秒鐘1.7臺運(yùn)出去。
    說這些不是說惠普有多牛，惠普規(guī)模其實(shí)并不是全球最大的公司，我們只是500強(qiáng)、50強(qiáng)。但換一個角度來看，我們做產(chǎn)品，我們做研發(fā)，我們是不是就是3D打印的客戶？所以接下來我們從惠普作為客戶角度來說，我們是怎么使用3D打印機(jī)的。當(dāng)然這背后除了剛才所有嘉賓說的增材制造能夠給大家?guī)�來的好處之外，我們覺得還有一個對惠普來說非常有意義的好處，就是可持續(xù)發(fā)展，因?yàn)榛萜帐且患抑铝τ诳沙掷m(xù)發(fā)展的企業(yè)。大家可能會問增材制造跟可持續(xù)有什么關(guān)系，我們知道簡材制造是很浪費(fèi)資源的方式，從碳排放來說增材制造制造非常環(huán)保的。所以可持續(xù)發(fā)展不是簡單說我們不去破壞環(huán)境，我們不去做有污染的事。我們應(yīng)該是采取更先進(jìn)的技術(shù)，去減少浪費(fèi)，去塑造可持續(xù)發(fā)展的長期的目標(biāo)。
    我們的轉(zhuǎn)型之旅是什么樣的？我本人沒有爬過雪山，但是爬雪山并不是搞一個裝備，看著山頂就能夠爬上去，不是這么簡單的事情。除了有好的裝備還要有好的計(jì)劃，所以我們需要建立幾個營地，爬珠穆朗瑪峰中間有好幾個營地。我們認(rèn)為在不斷學(xué)習(xí)中，我們也梳理了一下自己的思路，3D打印我們思考的時候我們看給企業(yè)帶來什么好處，我們總結(jié)一下對我們意味著第一是節(jié)省時間，在我們開發(fā)新產(chǎn)品過程中，可以大大節(jié)省我們開發(fā)的時間，促進(jìn)我們迭代的次數(shù)。舉個例子，3D打印機(jī)，這種工業(yè)級的設(shè)備以前在惠普，我們的開發(fā)周期是五年，五年一個工業(yè)級的平臺做出來，但是這款3D打印機(jī)我們應(yīng)用了3D打印技術(shù)，所以花了兩年時間就把產(chǎn)品做出來了。其次，我們還希望3D打印能夠幫助我們節(jié)約成本，幫我們降低在研發(fā)到生產(chǎn)過程中的成本。第三是希望我們的設(shè)備，我們的產(chǎn)品利用增材制造3D打印技術(shù)能有更好的性能。第四是我們也有可能做一些定制化的產(chǎn)品。最后也是我們最核心的一點(diǎn)，就是這個方向應(yīng)該是可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)。
    所以我們做了這么一個項(xiàng)目，我們要在惠普內(nèi)部作為客戶先來使用3D打印技術(shù)，于是我們有兩個部門，供應(yīng)鏈部門和3D打印部門，一起組織了這么一個項(xiàng)目。我們把這個項(xiàng)目分成幾個營地，我們要有計(jì)劃，所以我們總結(jié)成三個營地：第一個營地叫技術(shù)替代，就是我用3D打印技術(shù)來替代現(xiàn)在我們用注塑或者級加工的方式，來達(dá)到更快的速度和更便宜的成本。第二個營地是提高性能，做完替代以后還要思考能不能幫助產(chǎn)品進(jìn)行性能的提升。第三個也是比較好的營地，就是增材設(shè)計(jì)，為增材制造而設(shè)計(jì)我們的產(chǎn)品，徹底解放設(shè)計(jì)師的思維。
    從第一個開始看，第一個營地叫做簡單的替換，也是我們的第一步，我們就從我們自己這款3D打印機(jī)開始，我們跟老板匯報(bào)了一下，說我們想用3D打印技術(shù)生產(chǎn)這款打印機(jī)，老板很支持，因?yàn)槲覀冏约河贸晒α瞬乓馕吨�我們的客戶能夠�?yīng)用成功。于是我們開始了這樣的過程，這個過程并不是有一腔熱情就要把所有東西都用3D打印，這是不現(xiàn)實(shí)的。我們經(jīng)歷了幾步篩選，比如我們在產(chǎn)品中先尋找有多少機(jī)會可以做3D打印，哪些零部件，它的大小、技術(shù)要求、它的材料是不是可以用3D打印來做。做了這個初步篩選之后我們通過技術(shù)分析和測試，看它的強(qiáng)度、性能能不能滿足產(chǎn)品的要求。第三步，也不能為了做而做，我們會讓財(cái)務(wù)來分析，如果這個東西我們用3D打印做以及用原始的方法做哪個更能節(jié)約成本。最后這三步篩選出來之后，很重要的一步，我們還可能重新設(shè)計(jì)一下這個零件，因?yàn)橐郧昂芏嗔慵�設(shè)計(jì)的時候是為簡材設(shè)計(jì)的，我們把它挑出來用增材制造設(shè)計(jì)的時候，我其實(shí)可以讓設(shè)計(jì)師重新做一些設(shè)計(jì)，比如一些拼接的零部件我們可以不用拼接了，可以把它放在一起，類似于這樣的改進(jìn)。
    于是我們來看一下我們現(xiàn)在的產(chǎn)品，這其實(shí)是一個視頻，很遺憾，播放不了。這個視頻是把3D打印的零部件摘出來了，其實(shí)在現(xiàn)在的這款3D打印機(jī)里面，有一半塑料零部件，大概有66個零部件是用3D打印機(jī)打印出來的，我們這邊有展臺，大家有興趣可以去看一看，讓技術(shù)人員指給你們看哪些部件是用3D打印打印出來的。
    我們同時讓供應(yīng)商幫我們來測試，這些零部件我們已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，是用3D打印做的，你幫我們來生產(chǎn)，麻煩你幫我們核算一下，用3D打印零部件來生產(chǎn)我們是什么樣的情況，我們的合作伙伴幫我們評估了一下。最終我們發(fā)現(xiàn)，零部件平衡點(diǎn)是5000到40000個，在5千到4萬個數(shù)量的零部件用3D打印比用傳統(tǒng)楷模的方式便宜。通過這60多個零部件使整個項(xiàng)目成本節(jié)省了70%，并且這些零部件減重也達(dá)到了70%，設(shè)計(jì)周期大大縮短，以前五年的平臺兩年就可以做出來。
    除了3D打印機(jī)我再講一個例子，因?yàn)榛萜者�做很多工業(yè)級產(chǎn)品，比如這款產(chǎn)品是一個3.2米寬的很大的工業(yè)體打印機(jī)，機(jī)器長5米，跟一個中巴車差不多大。這種機(jī)器中數(shù)量也是一個工業(yè)級產(chǎn)品，可能一年數(shù)量不會太大，里面有很多零部件是定制化的。我們也在里面挑出了一些零部件做改造，比如第一個金屬的零部件，是原始的設(shè)計(jì)，用的是CAC傳統(tǒng)的加工方式加工的，用來掛2D打印機(jī)里面顏色較準(zhǔn)的一個零部件，它需要一定的功能性，但是它的承重要求也還可以，評估下來，我們把這個部件可以做3D打印。第二個零部件是我們簡單的做了一個修改，把金屬件變成了尼龍件。第三步，我們把它做了輕量化的設(shè)計(jì)，把里面做了鏤空。第四步，我們又作了拓?fù)鋬?yōu)化，現(xiàn)在這個零部件也在工業(yè)打印機(jī)上找得到，作為最終產(chǎn)品在使用。通過這一系列的變化整個成本降低了一半，重量減輕了93%，碳排放減少了95倍，是非常厲害的。同時，我們不僅僅限于把它作為我們的樣品，作為我們的最終零部件，我們還在搭建生產(chǎn)線過程中用了大量的打印，作為我們的工裝、夾具等等，這其實(shí)是3D打印非常適合的一點(diǎn)，我們也在用。
    （PPT圖示）比如惠普有一個口袋打印機(jī)，很小一個，可以跟手機(jī)連接隨時打照片。在它的包裝工廠上我們做了2千個工裝，這個工裝跟以前的工裝不一樣，因?yàn)檫@是包紙的，紙有不同的尺寸。這個工裝的設(shè)計(jì)，我們把它的卡口作為一個可以變動的卡口，這樣我們換一種紙去生產(chǎn)線包裝的時候不需要把工裝全換掉，只要把這個卡口稍微挪動一下就可以了。這樣2千個工裝做下來，生產(chǎn)線也大大節(jié)省了轉(zhuǎn)換時間，工裝制造2千個部件的時間也由13周變成了2周，成本大大降低。這只是一個例子，惠普所有產(chǎn)品生產(chǎn)線上我們都大量應(yīng)用了3D打印。
    剛才講了，第一個是技術(shù)替代，是一個比較簡單的第一步過程，也是作為客戶如果想嘗試3D打印，第一步通常都可以從這里開始，就是拿一個已知零部件做優(yōu)化，然后替代。第二步，我們是希望通過3D打印設(shè)備的性能還能得到提升，我們是怎么做的呢？比如一個打印頭生產(chǎn)線的生產(chǎn)工具，左邊是一個原始的設(shè)計(jì)，用的是傳統(tǒng)的機(jī)加工，它需要13個零部件組裝在一起，非常重，500多克，成本也很貴，并且需要三到五天才能做成�；�于這個我們做了優(yōu)化，把它做成了一個一體的設(shè)計(jì)打印出來，減重減到了十分之一，并且成本降到了不止十分之一，一到兩天就能做成。因?yàn)檫@是一個烯打印頭油跟水的過程，它的性能非常好，因?yàn)椴粫�漏油，很好清潔和更換。
    （PPT圖示）接下來這是第二款打印機(jī)，就是惠普明年4月份會推出的一款彩色的尼龍打印機(jī)，這個打印機(jī)現(xiàn)在還沒有上市，我們設(shè)計(jì)的時候吸取了第一臺打印機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，這個設(shè)計(jì)的時候不是做簡單的替代，而是設(shè)計(jì)的時候我們就開始如何用3D打印技術(shù)。這臺打印機(jī)比第一臺小，里面140個零部件都是用3D打印的，前不久我跟我們的工程師聊天，他說其實(shí)已經(jīng)有200個零部件了，所以這個打印機(jī)應(yīng)該是世界上用到3D打印零部件最多的一個產(chǎn)品。
    （PPT圖示）這是一些3D打印設(shè)計(jì)，有一些網(wǎng)狀的設(shè)計(jì)，其實(shí)都是利用了3D打印的優(yōu)勢，讓它更輕量化，減少組裝，讓它的性能更好。
    還有一個例子，我們來看一下研發(fā)工程師怎么說的。這個例子是一個彩色3D打印機(jī)里面的流道，左邊是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如果要設(shè)計(jì)這個流道傳統(tǒng)要拆分，否則沒有辦法做開模的過程，開完模還要再組裝回去，這是傳統(tǒng)的方式�，F(xiàn)在我們用一體的方式打印出來，其實(shí)流道的設(shè)計(jì)還是有很多不錯的案例，因?yàn)橛腥嗽谧龇抡孳浖�，在做業(yè)內(nèi)優(yōu)化軟件的時候，在流道設(shè)計(jì)的時候我們軟件已經(jīng)很強(qiáng)大，可以做很多模擬和優(yōu)化。但是很少有人去做，為什么呢？因?yàn)閮?yōu)化出來的管路通常不規(guī)則或者是形狀比較奇怪，傳統(tǒng)的工藝很難加工它。我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，有了3D打印本身流道形狀不再是問題，我們就可以完全以最優(yōu)的方式去設(shè)計(jì)這個流道，設(shè)計(jì)好了就可以生產(chǎn)出來。所以這也是一個非常好的應(yīng)用。
    這里有一個我們工程師的視頻，他是講述設(shè)計(jì)流道過程中有什么感受。他說作為傳統(tǒng)的工程師有兩個痛苦，第一是要考慮如何生產(chǎn)，然后再去設(shè)計(jì)，但現(xiàn)在他只要先想象出設(shè)計(jì)的樣子，設(shè)計(jì)出來之后直接可以去做打印，直接做生產(chǎn)，不用考慮后面的可能性。第二點(diǎn)是快速，因?yàn)橐郧坝幸粋�設(shè)計(jì)之后要做樣品，要等兩到三周的時間，樣品回來之后他發(fā)現(xiàn)要進(jìn)行修改，又要送出去再重新做樣品�，F(xiàn)在今天送了樣品，明天就可以拿著實(shí)物去看，去評估它好不好。經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師看到數(shù)字的文件，電腦里三維的文件跟拿到實(shí)實(shí)在在產(chǎn)品去試完全不一樣。所以可以實(shí)現(xiàn)我作為一個設(shè)計(jì)師，今天設(shè)計(jì)好明天就可以拿實(shí)物嘗試，這對他來講非常有意義和價(jià)值。
    所以剛才講了爬山的大本營，第一是做替代，第二是優(yōu)化它的性能，使我們的產(chǎn)品更加好，更加優(yōu)化。第三個是增材設(shè)計(jì)，就是將來的設(shè)計(jì)是圍繞著增材設(shè)計(jì)去做的�，F(xiàn)在惠普只要是工業(yè)打印機(jī)的零部件，因?yàn)楣�業(yè)打印機(jī)零部件有一個特點(diǎn)，就是數(shù)量不會特別多，我們要求工程師轉(zhuǎn)換思路，以后設(shè)計(jì)不需要考慮開模、脫模，先考慮3D打印，我們工程師已經(jīng)轉(zhuǎn)換思路。
    同時我們還跟一些部門合作，說你們的新產(chǎn)品試生產(chǎn)，這是什么概念呢？因?yàn)榛萜兆龊芏嘞�費(fèi)級PC跟打印機(jī)量都是非常大的，可能最少的產(chǎn)品也要賣幾百萬幾千萬件。能不能用3D打印呢？我們覺得也可以，怎么用呢？比如這是一個惠普新的產(chǎn)品，是一個3D攝象頭，可以裝在普通電腦上，使電腦具有3D掃描的時候。做這個產(chǎn)品的時候我們產(chǎn)品經(jīng)理和部門會想：這個產(chǎn)品有沒有市場？市場反映怎么樣？我預(yù)測它的銷售怎么樣？以前沒有辦法，以前把它生產(chǎn)出來賣，賣失敗了不行，只能到了市場才知道�，F(xiàn)在我們跟工程師說，你可以先生產(chǎn)小批量，比如5千個、1萬個，然后把這1萬個產(chǎn)品投放到市場上去試一下市場的反應(yīng)，如果市場反應(yīng)好我們做大批量生產(chǎn)，不好我們是不是可以調(diào)整修改或者放棄這個產(chǎn)品。我有很多客戶都跟我說有這個想法，他們有兩個產(chǎn)品，不知道哪個在市場上受歡迎，一個圓，一個方的，我們完全可以每樣生產(chǎn)一些，直接放到商店里面試客戶的反應(yīng)，然后來選擇哪一個作為主流產(chǎn)品。
    剛才通過上面一步到三步的過程分享給我們的客戶和同行，這是惠普自己作為3D打印的客戶的一些經(jīng)驗(yàn)或教訓(xùn)。
    下面來總結(jié)一下有哪些挑戰(zhàn)，第一要正視風(fēng)險(xiǎn)，并不是所有東西都是適合的，也有可能你有一些嘗試，最后證明是不合適的，有一些是強(qiáng)度達(dá)不到的，有些是因?yàn)閮r(jià)格等等因素不可以。我們要面對這個可能性，但也要勇于嘗試。第二是你的供應(yīng)商，因?yàn)橛行┢髽I(yè)這些東西不是自己來做的，就像我們用3D打印機(jī)，但是我們不用3D打印機(jī)來生產(chǎn)，是我們生產(chǎn)廠商做這件事情，他們也要配合我們，怎么去做生產(chǎn)，怎么去提高自己管理3D打印生產(chǎn)的能力。第三個是對惠普3D打印技術(shù)有信心，它可以作為生產(chǎn)型設(shè)備，因?yàn)槲覀円呀?jīng)完全證明了這一點(diǎn)。其實(shí)之前在給我們工程師做溝通的時候，我說你們用3D打印技術(shù)來打印這個零部件吧？他們之前都有很多顧慮，但是現(xiàn)在通過證明之后更加有信心，我們相信現(xiàn)在有些部件確實(shí)可以用3D打印來生產(chǎn)。最后，真正把3D打印用在生產(chǎn)中不是一個部門決定的，需要很多部門協(xié)調(diào)，研發(fā)部門、采購部門、設(shè)計(jì)部門以及最后的生產(chǎn)部門，彘肩斗需要協(xié)調(diào)，包括供應(yīng)鏈管理的部門。因?yàn)橐郧八�管理的可能是模具，可能管理的是一些零部件、庫存，現(xiàn)在他管理的是虛擬的3D打印文件的庫存，生產(chǎn)周期跟以前都不一樣了，所以每個部門都要去協(xié)調(diào)。
    但是我們也有很多收獲，比如我們發(fā)現(xiàn)3D打印不僅僅是一個用途，它可以從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證，到生產(chǎn)過程中使用，用的越廣受益就越多。第二，如果你要成功管理層必須要投入，作為管理層是不是支持這件事，是不是有一定的投入來支持這個事？你不能要求下面的工程師馬上就要節(jié)約多少，馬上達(dá)到什么樣的效果，要有前期的嘗試和投資過程。當(dāng)然還有設(shè)計(jì)工程師思維的轉(zhuǎn)變以及生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。第三，越早使用，生產(chǎn)越多對性能幫助越大，因?yàn)檫@是一個學(xué)習(xí)的過程，當(dāng)你的工程師知道這個東西怎么用，它有什么樣的好處以及劣勢才能發(fā)揮出來。第四，這個東西需要我們培訓(xùn)和鼓勵使用，比如所有的設(shè)計(jì)師，所有惠普機(jī)械的設(shè)計(jì)師都是不懂3D的，你要給他培訓(xùn)，要告訴他怎么樣去使用、怎么樣去設(shè)計(jì)，他才會體會到這個好處。最后，我們要跳出傳統(tǒng)思維，有時候我們的思維已經(jīng)被傳統(tǒng)的制造方式和固有的思維所限制，我們需要能夠跳出這些條條框框，真的去做一些突破性的嘗試。
    最后送大家一句話，是我們惠普所有工程師的信念：我們不預(yù)測未來，我們?nèi)��?chuàng)造未來，未來是我們自己創(chuàng)造出來的。
    謝謝。