نحوه تولید انبوه یک محصول: تاریخچه، فرآیند، مزایا و معایب

تولید انبوه تولید تعداد زیادی از محصولات مشابه با استفاده از ابزار کارآمد است. اغلب شامل استفاده از فرآیندها و ماشین آلات خودکار است و بسیار تکراری است. این مقاله از 3dRD به تعریف و تاریخچه تولید انبوه، پنج مرحله تولید و مزایا و معایب آن می پردازد.

عناوین مقاله

تولید انبوه چیست؟
تاریخچه تولید انبوه
فرآیند تولید انبوه یک محصول
مزایای تولید انبوه
معایب تولید انبوه

تولید انبوه چیست؟

تولید انبوه از تقسیم کار تخصصی و فرآیندهای خودکار برای دستیابی به تولید با حجم بالا با هزینه کم استفاده می کند. استفاده از بخش های تخصصی کار و ماشین آلات خودکار فرآیند تولید را ساده می کند و در نتیجه کارایی را افزایش می دهد. یک فرآیند بسیار کارآمد هزینه ها را کاهش می دهد.

با این حال، این اصول تنها در هنگام ساخت قطعات استاندارد موثر هستند. هر قطعه سفارشی از راندمان به دست آمده توسط ماشین آلات خودکار و نیروی کار متخصص کسر خواهد شد. تولید انبوه با خط تولید متحرک مرتبط است و تولید انبوه مدرن با شروع انقلاب صنعتی مرتبط است. یکی از بهترین نمونه های تولید انبوه در صنعت خودروسازی است. قبل از تولید انبوه، هنگام مونتاژ خودرو، هر قطعه یکی یکی به خودرو آورده می شد و نصب می شد. پس از خط تولید متحرک هنری فورد برای فورد مدل T، خودروها اکنون در امتداد کارخانه به سمت قطعات حرکت می کنند، در حالی که چندین قطعه به طور همزمان نصب شده اند. تولید انبوه نیز به نام های: تولید جریان، تولید جریان تکراری، تولید سری و تولید سریال شناخته می شود.

تاریخچه تولید انبوه

استفاده از نیروی کار تخصصی را می توان تا یونان باستان جستجو کرد. با این حال، بارزترین نمونه‌های فرآیندهای تولید ویژه برای تولید انبوه برای اولین بار در صنعت نساجی در قرن 18 انگلستان مشاهده شد که در نتیجه افزایش عرض منسوجات بافندگی منجر به نرخ بالاتر تولید شد.

انگلستان قرن 18 آغاز انقلاب صنعتی بود که در آن تولید انبوه برای اولین بار در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت. یکی از پیشرفت های کلیدی که منجر به استفاده از تولید انبوه شد، استفاده از موتور بخار بهبود یافته جیمز وات بود که جایگزین انسان و حیوانات به عنوان منبع انرژی شد. این بهبود در مهار انرژی بخار امکان استفاده از ماشین آلات سنگین را در تولید در مقیاس انبوه فراهم کرد.

در تاریخ جدیدتر، هنری فورد به عنوان اولین فردی شناخته می شود که از خط مونتاژ متحرک برای تولید انبوه استفاده کرد. استفاده از خط مونتاژ متحرک به این معنی بود که کارگران مشاغل تخصصی داشتند. این امر زمان صرف شده برای کارگران برای انتقال از یک کار به کار دیگر را کاهش می دهد. در عوض، آنها یک کار را به طور مداوم تکرار می کنند. این سبک تولید به فورد اجازه داد تا با خواسته‌های مشتری همراه باشد و در عین حال هزینه‌ها را پایین نگه دارد. در نتیجه فورد مدل T با فروش 16.5 میلیونی یکی از پرفروش ترین خودروهای تمام دوران است.

فرآیند تولید انبوه یک محصول

اقدامات انجام شده برای تولید چیزی در مقیاس انبوه با ایجاد دسته های کوچک تولید متفاوت است. دلیل آن این است که روش‌های تولید در مقیاس بزرگ، مانند قالب‌گیری تزریقی، نیازمند فرآیندهایی هستند که قطعات با کیفیت ثابت را برای بسیاری از دسته‌ها تولید می‌کنند. زمانی که در چنین مقیاسی تولید می شود، باید به کارایی طرح نیز توجه شود، یعنی آیا می توان پس پردازش و مواد زاید را کاهش داد؟ این مقاله هم ممکن است برایتان جالب باشد: چاپ سه بعدی به جای ماشینکاری یا قالب گیری تزریقی

هنگام تولید قطعات در مقیاس انبوه یک فرآیند تعریف شده وجود دارد. پنج مرحله برای تولید انبوه وجود دارد که در زیر ذکر شده است:

مفهوم

ایجاد یک مفهوم سنجیده مهم ترین مرحله در تولید یک محصول در مقیاس انبوه است. مفهوم محصول پایه و اساس تمام مراحل دیگر تولید را تشکیل می دهد. اگر مفهوم ناقص باشد، حل آن در مراحل آخر دشوار خواهد بود. ایجاد یک مفهوم ممکن است ساده باشد اگر سازنده مشخصات طراحی مشتری را دریافت کرده باشد. معمولاً در مورد قطعات تولید انبوه، شرکت ها باید قبل از ادامه پروژه، بررسی های لازم را برای درک بازار، هزینه ها، ریسک ها و پاداش های پروژه انجام دهند. برای تکمیل این مرحله، ورودی همه بخش‌ها از جمله مهندسی، فروش، بازاریابی و مدیریت ارشد ممکن است ضروری باشد.

تبدیل یک مفهوم به یک مدل سه بعدی CAD

هنگامی که یک مفهوم ایجاد شد، یک مدل سه بعدی CAD می تواند ایجاد شود. نمونه‌های مختلفی از نرم‌افزار CAD موجود است و مورد استفاده به نیاز پروژه بستگی دارد. در صورت لزوم می توان این مرحله را نیز برون سپاری کرد. استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی به دلیل توانایی آن در ارزیابی یک طرح قبل از ساخت، تمامی فرآیندهای تولید را بهبود بخشیده است.

مدل‌های سه‌بعدی را می‌توان با استفاده از تجزیه و تحلیل اجزا محدود (FEA) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) آزمایش کرد که می‌تواند به ترتیب خواص مکانیکی و سیال را پیش‌بینی کند، همچنین ویژگی‌های دیگر از جمله وزن و قدرت را نیز پیش‌بینی می‌کند. ابزارهای تخصصی طراحی شده برای فرآیند تولید نیز می توانند در CAD برای استفاده در تولید انبوه طراحی شوند.

نمونه سازی

اکنون محصول مدل شده است، زمان ساخت یک نمونه اولیه فرا رسیده است. ایجاد یک نمونه اولیه حتی با نرم‌افزار مدل‌سازی رایانه‌ای نیز ضروری است، زیرا مدل‌های رایانه‌ای همیشه با برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی مطابقت ندارند. متغیرهای زیادی در فرآیند تولید وجود دارد که می تواند نتایجی متفاوت از پیش بینی شده توسط یک مدل کامپیوتری ایجاد کند. نمونه سازی به همان اندازه آزمایش فرآیند است که خود محصول را آزمایش می کند.

در حال حاضر، چاپ سه بعدی در بسیاری از سناریوهای نمونه سازی مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا می تواند یک قطعه ارزان قیمت را برای آزمایش قبل از سرمایه گذاری در ابزار برای تولید انبوه تولید کند. فرآیندهای دیگری که می توان برای تولید نمونه های اولیه استفاده کرد شامل ماشینکاری و ریخته گری CNC است. با این حال، این روش‌های تولید، قطعه‌ای با خواص مشابه قالب‌گیری تزریقی که یکی از محبوب‌ترین روش‌های تولید انبوه است، تولید نخواهد کرد. برای چاپ قطعه ارزان از پرینترهای سه بعدی 3dRD استفاده کنید.

محصول خود را در بازار آزمایش کنید

آزمایش محصول شما قبل از تعهد به تولید انبوه بسیار مهم است. ایجاد یک اجرا محدود به شما یک نمونه جمعیت می دهد که از آن می توانید کیفیت و عملکرد محصول را بر اساس معیارهای طراحی شناسایی کنید. آزمایش از این مرحله بازخوردی را در مورد محصول ارائه می دهد که معمولاً منجر به تنظیم در مراحل مفهومی، مدل سازی سه بعدی یا نمونه سازی پروژه می شود. بسیار مهم است که هر مشکلی که پیش می‌آید در اینجا قبل از حرکت به سمت تولید برطرف شود.

تولید انبوه

پس از انجام چهار مرحله آخر، محصول آماده تولید انبوه است. اکنون، تمام ابزار و مواد باید تهیه شود. با تولید در مقیاس انبوه، این معمولاً یک سرمایه گذاری اولیه اصلی است زیرا مقادیر زیادی مواد مورد نیاز است و ماشین آلات و ابزار با کارایی بالا مورد نیاز است که تعداد زیادی چرخه با حداقل خرابی دوام می آورد. در طول تولید انبوه، تولید کننده باید یک سیستم مدیریت کیفیت را پیاده سازی کند تا اطمینان حاصل شود که کیفیت در طول زمان کاهش نمی یابد.

این مطلب ممکن است برایتان جالب باشد: آیا پرینتر سه بعدی در بازاریابی یک ابزار تبلیغاتی جدید است؟

مزایای تولید انبوه

در زیر مزایای تولید انبوه ذکر شده است:

هزینه کم برای هر قطعه: این به دلیل هزینه های سربار و هزینه هایی است که در بسیاری از قطعات تقسیم می شود. علاوه بر این، هزینه های نیروی کار با استفاده از فرآیندهای خودکار به حداقل می رسد.
کیفیت ثابت: قطعات تولید انبوه به دلیل ماهیت تکراری فرآیند تولید، از نظر کیفیت ثابت هستند. قطعات تولید انبوه نیز کیفیت بالایی دارند، اما معمولاً قطعات سفارشی می‌توانند کیفیت بهتری را ارائه دهند، یعنی اگر هزینه عامل محدودکننده نباشد.
تولید سریع: در حالی که شروع یک محصول تولید انبوه و خط تولید زمان زیادی طول می کشد، نتیجه آن حجم بالا با سرعت سریع است.
تولید مقیاس پذیر: نه تنها سرعت تولید در تولید انبوه سریع است، بلکه می توان آن را به راحتی افزایش داد تا ظرفیت تولید افزایش یابد.
افزایش بهره وری: به دلیل ماهیت تکراری وظایف در تولید انبوه، می توان فرآیند را به طور مکرر بهبود بخشید تا بهره وری به حداکثر افزایش یابد.

معایب تولید انبوه

در زیر معایب تولید انبوه ذکر شده است:

سرمایه گذاری اولیه بالا: تولید انبوه نیاز به یک طرح بزرگ برای خرید تمام ابزار و مواد آماده برای شروع فرآیند تولید دارد.
زمان از کار افتادن ماشین گران قیمت: در تولید انبوه، ماشین ها اغلب به طور مداوم برای تولید قطعات کار می کنند. اگر هر نقطه ای از سیستم شکست بخورد، محصول متوقف می شود و پول پروژه را در درآمد احتمالی از دست می دهد. این را می توان با نگهداری و برنامه ریزی کاهش داد، اما همچنان رخ خواهد داد.
تغییر طراحی یا فرآیند می تواند زمان و هزینه ببرد: پس از تنظیم برای ساخت یک قطعه خاص، هر گونه انحراف از طراحی اصلی ممکن است نیاز به تغییرات در تمام تجهیزات، ماشین آلات و فرآیندهای از قبل تنظیم شده داشته باشد.
کارهای تکراری می تواند کارمندان را محروم کند: اغلب کارکنان به سرعت از انجام کارهای تکراری خسته می شوند. این می تواند منجر به جابجایی بالای کارکنان شود که می تواند منجر به از کار افتادگی و هزینه های استخدام شود.
یادآوری های بیشتر محصول: هر گونه مشکل کیفیت احتمالاً در هر محصول تکرار می شود. ممکن است این محصول هزاران بار قبل از اینکه متوجه شود محصول معیوب است فروخته شود و در نتیجه محصول زیادی فراخوان شود.

استفاده از پرینتر سه بعدی 3dRD در بهینه سازی و کم کردن هزینه های تولید اولیه

در ایران نیز تعدادی از مشتریان پرینتر های سه بعدی 3dRD در بسیاری از صنایع با استفاده از دستگاه های پرینتر سه بعدی مدل نیمه صنعتی پلاس، صنعتی و صنعتی پلاس 3dRD هزینه های تولید اولیه و مدل سازی اولیه را به طرز چشمگیری پایین آورده و در این موضوع پیشرو هستند. چه برای ساخت قطعه کانسپ مفهومی اولیه و چه در ساخت قالب ها توانسته اند نسبت به روش های سنتی بسیار سریعتر و ارزان تر عمل کنند.