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1、多学科产品开发多学科产品开发合作方:Incisiv 与 Siemens 共同深入考虑了一些重要话题,并将得到的同行见解和想法提炼在本市场观察中,以帮助您应对当下的挑战并拥抱未来。除非另有说明,本市场快览中的所有数据均来自除非另有说明,本市场快览中的所有数据均来自Incisiv 的行业数据库。的行业数据库。多学科产品开发多学科产品开发市场快览合作方Incisiv 与 Siemens 就“多学科产品开发多学科产品开发”合作发布的市场观察深入研究了当前的产品生命周期实践、正在重塑消费品行业的趋势、企业面临的开发挑战,以及正在重塑整个产品开发生命周期及底层流程的数字化解决方案。本报告面向有以下需求的企
2、业:想要采用多学科方法进行产品开发。想要了解行业典范做法以及开发周期数字化转型的影响。想要了解相关案例和优势。让我们一探究竟。该报告适合我吗?该报告适合我吗?消费品行业及其发展趋势目录目录产品开发挑战面向多学科产品开发的数字化解决方案多学科开发的优势第 5-7 页第 9 页第 11-15 页第 17 页消费品行业及其发展趋势技术发展带来的层叠效应提高和改变了消费者的预期并推动了产品持续创新,促使各大品牌商重新思考他们技术发展带来的层叠效应提高和改变了消费者的预期并推动了产品持续创新,促使各大品牌商重新思考他们的整个开发和制造方法。的整个开发和制造方法。右侧饼图列举了影响产品差异化的关键因素右侧
3、饼图列举了影响产品差异化的关键因素在 2010 年代早期(内侧饼图),制造商在很大程度上依赖于机械和电气组件(50%)来开发差异化产品(设备功能、复杂的电路板、产品设计)。然而,该趋势在过去几年中发生了显著转变(外侧饼图)。主要价值转向依靠数字化技术集成来优化生产并创造数据驱动型交互产品。为创造更智能、更灵活和交互性更强的产品,人工智能(AI)、增强现实/虚拟现实(AR/VR)及传感器等技术正在融入供应链的每一个阶段。产品开发的演化产品开发的演化传统方法传统方法 割裂的创意、概念、设计和生产 孤立的团队 线性信息流以线性方式执行开发并随后制造和测试产品,消费者需求仅在第一个阶段纳入。结果结果产
4、品的交付时间较长创造和测试的原型较多,增加了生产成本团队孤立工作,推高了错误率多学科方法多学科方法 协同研究、跨职能部门的设计、工程和生产 跨职能团队 持续的多方向信息流开发是迭代过程,消费者需求和数据分析反馈将纳入整个开发周期。结果结果缩短交付时间减少重复运行和测试周期,降低成本减少错误并提高产品质量品牌商需要调查基本的构成要素以在竞争激烈的消费品市场中维持并扩大市场份额14.6%全球家电市场的预期增长率(2020-2026)7.5%全球体育器材市场的预期增长率(2020-2026)2010 年代早期年代早期未来未来机械电气嵌入式软件数字化技术5%5%BeMindBeMind创新型产品(即使
5、价格较高而创新型产品(即使价格较高而且以客户为中心提供功能)比且以客户为中心提供功能)比普通产品更受欢迎普通产品更受欢迎优质消费品品牌商占据了24%的市场份额,因为消费者有更高的兴趣和意愿来采购高价值的产品。207%自动吸尘器的需求增长率vs.清洁设备的需求增长近乎停滞14%全自动咖啡机的市场份额增长率vs.4%的市场增长率消费者购物行为的演变以及对产品喜好的变化正在重塑行业。消费者购物行为的演变以及对产品喜好的变化正在重塑行业。上市时间上市时间消费品(CG)品牌商始终在为货架空间而彼此竞争。缩短产品上市时间是占领零售空间并获取市场份额的重要方法。消费者需求消费者需求消费者需要高价值、高效率和
6、更智能的产品。随着线上购物渠道的兴起,产品评级及评价会影响消费者的采购决策。深受好评的家电产品制造商的增长速度两倍于行业的平均速度。原材料存储原材料存储对于重度依赖外部供应商进行资源采购并且拥有复杂供应链的企业而言,他们更容易遭受严峻宏观条件带来的深远影响。复杂的全球生产复杂的全球生产受劳动力短缺和成本的限制,企业现在纷纷在低成本地区设厂。受该趋势影响,运营系统的组装、包装、货运及生产分布于全球各地,变得极为复杂。快速的产品更新换代快速的产品更新换代45%的首席营销官(CMO)专注于发布新品以获得更高增长。随着新 CG 品牌商的加入以及消费者忠诚度的降低,竞争日益激烈,新品发布在品牌商运营策略
7、中所占的比重越来越高。可用性和可维护性可用性和可维护性消费者希望购买方便易用、客户服务迅速及时的产品。众多 CG 品牌商纷纷使用传感器来跟踪产品性能。实时数据分析可实现预测性及预防性维护,能够避免停机并降低修理成本。企业需要跟上不断缩短的生产周期,实现无缝协同并高效连通生产的各方各面,但他们遇到了诸多挑战。企业需要跟上不断缩短的生产周期,实现无缝协同并高效连通生产的各方各面,但他们遇到了诸多挑战。扩展产品设计扩展产品设计CG 制造商的制造工厂分布在全球各地。然而,由于设计草图不一致以及缺少中心设计数据库,他们无法使各地区售卖的产品在设计、材料和质量等方面保持一致。80%的消费品发布在首次尝试时
8、遭受失败。生产孤岛生产孤岛产品的迭代、设计、工程、组装和生产通常在不同地点执行,各生产工厂之间没有实时、一致的信息流。这会使企业错过截止日期、延误发布并最终造成产品组装错误。50%的产品经理表示团队缺少组织合理的开发方法。团队协同团队协同通常,产品的修改或更新发生在开发周期中,团队在沟通关键更改时可能会有所遗漏。这会导致执行延误并推高错误率和生产成本。83%的业务专业人士依靠各种技术进行协同。数据和洞察数据和洞察企业缺少实时的数据收集和分析系统帮助他们预测设计和流程错误,根据所需的产品数安排产能,并将客户洞察融入开发周期中。品牌商每年在大数据分析上的投入超过1800 亿美元亿美元。供应链成本供
9、应链成本运费及原材料成本已大幅上升。制造商为开发物理原型投入了巨大成本,并因错误的产品而蒙受巨大损失。铜等基本资源的价格在 2021 年上涨了 26%。2.2 倍倍-2022 年运输价格的增长率。产品开发挑战多学科开发利用数字化技术并围绕制造和生产的各个方面创建整体模型多学科开发利用数字化技术并围绕制造和生产的各个方面创建整体模型AI创建融合了创成式设计技术的数字孪生,实现更快的精准产品设计、批量处理管理和缺陷预测。AR/VR帮助提高原型制造流程的速度,支持全球各地的专家展开协同并远程改进形状、颜色、特征和材料。VR 还能够提供数字化实践学习体验以提高培训效率。IoT物联网可以帮助执行预测性及
10、预防性维护,降低设备停机时间,提高产品质量并降低生产成本。消费者现在需要高适应性产品,智能互联产品的制造因此成为了开发周期中的一道难题消费者现在需要高适应性产品,智能互联产品的制造因此成为了开发周期中的一道难题制造企业逐渐认识到需要把价值从机械性改进转移到数字化技术上,如 AR/VR、AI、IoT 和大数据等。如今,产品 50%以上的价值来自于技术改进和软件集成。从电气组件到智能传感器集成,多学科开发模型可帮助企业将各方面的改进连为一体以创造数据驱动型的互联产品。43%的制造企业认为AR/VR 将在 2021 年之后的3 年中成为主流28.5%由制造商见证的因IoT 而实现的平均收入增长率资料
11、来源:Incisiv Research面向多学科产品开发的数字化解决方案#1 产品设计:产品设计:3D 建模建模消费品品牌商现在比以往更加专注于加快产品发布和拓宽产品组合范围,以在高度竞争的环境中占据更大的市场份额。3D 产品设计(也称为资产监控资产监控)是物理产品的精准数字化表示。设计工程师可以通过结构化更改来创建不同的产品变型,无需创建物理原型即可运行多次产品测试。使用 3D 模型进行设计具备众多优势:预测性维护:3D 模型提供了可迭代分析和使用的数据。成本效益:以较低成本完成多次测试执行。减少浪费:设计更改可在执行阶段之前完成。节省时间:减少复杂 CAD 改进的用时并缩短开发周期。MET
12、-头盔产品借助 Siemens NX 软件,MET SpA 摆脱了他们基于草图的手工设计流程。产品开发周期缩短了几乎 50%(从 12-18 个月缩为 6-8 个月)。执行虚拟测试可以确保设计符合相关认证和标准并因此降低测试成本。规划和优化大规模生产,有助于尽可能减少浪费的原材料和资源。“采用NX 之前,我们的开发周期需要12 到14 个月;借助NX,我们将开发周期缩短到6 到8 个月。这是一项显著的成果,我们不仅节省了相应成本,还提升了我们产品开发部门的能力,每年都能多创造一个型号”。“-MET SpA 产品工程师,马泰奥滕尼(Matteo Tenni)Uniwheel-可驾驶的技术借助 S
13、iemens NX 软件,Uniwheel 创造了以消费者为中心的创新型产品产品组装时间降低到 1 小时。产品总重降低了 2 磅,实现了产品轻量化并使其速度达到 12 英里/小时。欲了解更多信息,请点击以下链接分别访问MET、Uniwheel#2 融入数字化技术(融入数字化技术(AI、ML 和和 IoT)CampagnoloCampagnolo 需要数字化解决方案来管理他们庞大的产品组合以及整个产品开发周期。适应不断变化的市场需求并挖掘现有市场的潜力。打造透明的工作流程并使生产摆脱纸质工作。KPI 改进改进减少了 50%的工程错误。加快了产品开发周期。增强了产品质量。因后期修改而造成的工作量减
14、少了 50%。多学科产品开发将所有的数字化和软件技术联为一体,能够以较低的成本创造创新型的高品质产品。AI 由工程团队使用,并可用于分配执行流程。支持 IoT 的传感器可以向生产单元安排设备产能以确定更适合生产的设备。在数字化供应链中,各团队有序处理数据,信息将有效传递到上游以进行下一阶段的生产。IoT 可以创造智能互联产品而且支持实时信息流。预测性维护由实时事件触发。“借助Teamcenter,我们现在可以更加高效地处理我们复杂的产品组合,把控海量数据,因此,我们将因为后期修正而造成的无谓工作降低了一半。”-Campagnolo CAD/CAE/PLM 经理,斯特凡诺加尔宾(Stefano
15、Garbin)“欲了解更多信息,请访问此处KPI 改进改进提高整个产品生命周期中信息的搜索速度。有效管理设计/图纸以及技术产品装配信息。监控和跟踪所有产品开发活动。59%复杂产品至少需要2 次设计迭代80%产品电子组件的设计时间降低5X客户满意度提高。#3 更改管理更改管理多学科开发模型能够改进全球团队的协作并为开发周期的设计、制造和生产阶段带来全面变化。数字化解决方案不需要存储人工产品信息文件。相反,它提供了大型数据存储库来存储产品变型、装配数据、产品功能和原材料详细信息。它还能分析早期的产品重新运行和测试数据,为后续改进和产品行为提供反馈。支持遍布各地的团队访问全球数据通过数据分析实现预防
16、性维护更好的团队沟通和协作高效的流程和事件管理Faber-厨房电器制造商厨房电器制造商Faber 采用 Teamcenter 来摆脱手动数据存储和提高部门间及企业范围内的协作。集中式数据存储和搜索流程。在现场团队与场外团队之间实现简单的信息流以及持续沟通。KPI 改进改进提高整个产品生命周期中信息的搜索速度。有效管理设计/图纸以及技术产品装配信息。监控和跟踪所有产品开发活动。欲了解更多信息,请访问此处#4 预生产仿真预生产仿真在产品开发周期中,如何通过两三次重新运行成功创建准确设计是制造商面临的一大挑战。数字孪生能够创建数字原型并通过多次仿真对其进行测试,可帮助企业克服传统产品开发的种种障碍。
17、数字孪生可以应用“假设”性能模型来确定优化生产所需的各项工厂/运营参数。产品仿真可以支持工程师在所有可能的现实场景中测试产品并分析其性能,从而开发有特色/创新的产品以解决客户的种种新需求。Aequator-咖啡机咖啡机从产品构思到产品零件制造,该公司的整个产品周期均由自己完成。他们需要数字化解决方案以:使用数字孪生开发物料清单(BOM)。创建和应用“假设场景”以找出更好的运营流程。借助仿真减少设计修改量,并将制造周期从 1-2 年缩短为仅 6 个月KPI 改进改进缩短了开发周期并生产高品质产品。消除了手动 BOM 调整,缩短了产品设计时间。简化了产品开发的所有方面。“在采用Teamcenter
18、 的第一年里,我们只用几个定制设计就制造了15,000 多台机器。我相信,如果没有实行数字化转型,我们无法做到这点。”-Aequator 共有人兼首席执行官,马塞尔伦登曼(Marcel Lendenmann)“欲了解更多信息,请访问此处#5 产品组装:简化运营产品组装:简化运营在大多数 CG 企业中,装配零件外包给供应商完成,而产品组装由生产团队在内部完成。通常情况下,由于沟通效率低下,采购流程需要很长时间而且错误率相当高。数字化解决方案可以帮助供应商和现场执行团队以数字化方式共享数据,从而减少安装、涂色、尺寸调整、涂层以及其他问题方面的困惑。数字化 BOM 具有良好的可用性,能够支持供应商更
19、好地管理期限并按时交付产品零件。改善供应商关系减少错误和降低供应商成本避免无谓的生产延误AirmateAirmate 希望找到一套数字化解决方案来管理企业内部以及企业之间的协同。降低周转时间以赢取市场竞争优势。提高技术产品零件以及员工间技术知识传授的质量。KPI 改进改进工程更改的发布周期从 5 天缩短为 1.5 天。BOM 的发布周期从 4 天缩短为 2.4 天。总成本降低了约 2500 万人民币(370 万美元)设计更改错误率降低了 30%。“使用Teamcenter 后,我们能够高效地共享和重用信息,提高了各种设备的可重用性,并直接降低了我们的总成本。”-Airmate Electric
20、a 首席信息官,罗伯特陈(Robert Chen)“欲了解更多信息,请访问此处多学科开发的优势BeMindBeMind保证产品的可用性、性能和可保证产品的可用性、性能和可持续性是持续性是 CG 企业的首要任务企业的首要任务对整个产品开发流程实行数字化可以帮助减少产生的浪费、使用的资源以及总体碳足迹。改进交付时间将帮助品牌商在较短时间内生产更多产品。数字化产品开发周期的优势数字化产品开发周期的优势增量数据交换增量数据交换数字化技术有助于存储产品历史记录、仿真成果、设计修改以及工厂设备和原材料数据。该数据池有助于创建统计模型来帮助品牌商生产高性能的新产品,同时减少重新运行和使用的资源。49%的购物
21、者为可持续的品牌产品至少多支付59%98%的购物者在要购买的产品缺货时将采购其他竞品50%的购物者会在遇到产品性能问题时考虑购买其他品牌多学科产品开发提供了 360 度的制造流程全景视图,可以帮助企业前瞻性地找出流程中的痛点,拨正流程方向并加以优化,从而提高效率并尽量减少浪费。缩短交付时间缩短交付时间测试产品并完善物理原型需要数百小时。借助 3D 设计,工程师仅需几天时间就能使用 CAD 设计出完善而又精确的数字化草图,从而减少总体开发时间。加快风险管理加快风险管理使用数字孪生测试产品复制品时,使用真实世界的数据作为输入。它们综合使用概念和运营数据来预测未来产品在执行甚至组装期间将出现的故障。
22、它们可以用作制造流程的预测性及预防性维护工具。垂直整合团队协同垂直整合团队协同高效的数字化解决方案将帮助企业掌控开发周期的每个阶段。在企业的所有垂直层级推行更新通知、中心数据库和查看访问能够实现无缝团队合作。降低运营成本降低运营成本帮助企业消除物理原型,了解工厂产能,分析原材料需求以及预防故障,从而尽可能减少浪费,降低能源/水消耗并节省因设备过载而产生的维护成本。12345Incisiv 通过提供数字化转型方面的独到洞察,助力消费品行业高管把握数字化颠覆新动向。合作方:Copyright 2021|Incisiv Inc西门子股份公司是跨国技术企业,致力于促进数字化世界和物理世界的融合,让广大客户乃至全社会受益。西门子业务遍及全球,专注于服务楼宇和分布式能源系统的智能基础设施,针对过程工业和制造业的自动化和数字化等领域,以及轨道和道路交通领域领先的智能交通解决方案。欲了解更多信息,请访问 https:/