QING 案例分析：在新冠疫情期间借助 3D 仿真技术建设口罩工厂

QING 是一家总部位于荷兰的工程咨询公司，致力于帮助企业实现产量与质量双提升的增长目标，同时兼顾降本、增效、可持续性与生产灵活性。 为实现这一目标，QING 协助企业推进数字化转型，紧跟工业 4.0 步伐，并构建智能制造环境。

在本案例分析中，我们将带您深入了解 QING 如何借助 3D 制造仿真技术，在短短几周内于荷兰快速搭建起一家功能完备的口罩工厂，以应对新冠疫情（COVID-19）期间激增的口罩需求。

严峻的口罩短缺危机

2020 年 3 月，新冠疫情在欧洲迅速蔓延。在此期间，全球对个人防护装备的需求激增，口罩更是极度匮乏。

受全球生产和物流受阻的影响，荷兰与其他国家一样，面临着获取 PPE 的巨大挑战。然而，由于荷兰国内根本没有本土的口罩生产线，这使得短缺危机雪上加霜。

在此背景下，四位企业家决定创立荷兰首家口罩生产厂—— MondMaskerFabriek，以满足此类防护装备的巨大需求。他们的愿景是建立一支主要由拥有难民身份的人员组成的劳动力队伍，以帮助这些群体更好地融入荷兰社会并建立职业人脉。

然而，这一创举面临着一个棘手的难题：为了保护工人免受新冠病毒感染，工厂必须时刻严格执行社交距离措施——即保持工人之间始终相隔 6 英尺（约 1.5 米）的安全距离。

利用仿真技术打造高效且安全的工厂布局

4 月 20 日前后，MondMaskerFabriek 委托 QING 协助他们引进并调试两台来自中国的生产设备，同时快速设计并落地一家新工厂。该工厂不仅要让公司的投资效益最大化，还必须为工人们提供一个安全、健康的工作环境。

QING 运用 Visual Components 的 3D 制造仿真软件设计了工厂布局（其中包含了用于缝纫和包装的人工装配工作站），并进行了产能与吞吐量分析。

“在开发新的自动化系统或工艺流程时，Visual Components 为我们带来了巨大的优势。我们几乎在所有项目中都会使用它来获取深度洞察、制定关键决策，并为我们的客户提供极具价值的数据支撑。”
—— Bram de Vrught，QING 业务经理

4 月 27 日，正值荷兰国庆日“国王节”，工厂生产出了第一只口罩。有趣的是，QING 恰好是在七年前（2013 年）的国王节这一天成立的。

在接下来的几周里，QING 与 MondMaskerFabriek 基于仿真模型紧密协作，探讨设备摆放位置并最终敲定了工厂布局。布局方案达成共识后，团队对设计进行了验证，检查资源利用率的统计数据，并研究如何优化特定流程以实现产能最大化。他们将布局图作为物流规划和操作员培训的蓝图，并通过统计数据核算每位工人每天的走动距离及其产能产量。他们精准计算了每一个缝纫工序的耗时，并进行持续监控，以确保每位工人的工时都能得到最充分的利用。

在工厂建设的第一阶段，共设有两个生产线，每条线配备一台自动化生产设备，用于生产口罩半成品。随后，半成品被送到人工工作站，通过焊接或缝制的方式装上弹性耳带。接着，口罩被传送到人工包装台进行打捆并叠放装盒。最后，将这些纸盒封装并准备发货。

在这个阶段，QING 团队利用仿真技术来检验车间的人机动线。此外，为了维持一个安全、健康的工作环境，QING 还在 Visual Components 中专门开发了一项定制功能，用于计算工人之间的距离；任何时候只要工人间的距离小于 6 英尺（或 1.5 米）的安全红线，系统就会触发警报。

图 1 —— 口罩工厂第一阶段

到了 7 月，随着口罩需求的进一步激增，团队启动了工厂建设的第二阶段。为了满足持续高涨的需求，工厂进行了扩建，增设了两台生产设备。由于新增设备使得车间可用面积几乎被完全占满，生产线的布局随之进行了调整：每条生产线配备一台口罩生产设备，并紧跟一个用于耳带焊接的人工工作台。

此外，包装工作站的数量也有所增加，因为包装工艺进行了升级：现在每只口罩都需要先装入塑料袋密封，然后再以 10 只为一扎叠放装入小内盒，最后将多个内盒集中装入外装大纸箱中以便发货。

在这一阶段，由于工厂招募了更多工人，团队利用在 Visual Components 中最新开发的“安全距离检测工具”来规划并确保安全的动线。此外，他们还通过仿真技术来验证并确保所有资源都能得到最优化利用。

图 2 —— 口罩工厂第二阶段扩建

下一步将涉及进一步实现流程自动化，以精简人工操作环节。此外，团队也正在评估几种不同的未来发展方案。

“目前，我们的重点是提高产能。”de Vrught 表示，“这主要是基于 PDCA（计划-执行-检查-行动）循环法来推进的。鉴于 MondMaskerFabriek 有着宏大的愿景，未来很可能会在更多地点开设新厂以扩大生产规模。在建设更多工厂时，仿真技术将再次成为辅助决策的无价之宝。”

使用工厂仿真的优势

通过在布局设计阶段运用仿真技术，QING 成功优化了 MondMaskerFabriek 在布局规划和设备安装方面的高昂前期投资。这在排查问题、重新设计方案以及最大程度减少停机时间方面发挥了巨大的作用。

仿真技术带来的另一个重要优势是，通过在仿真模型中严格贯彻社交距离要求，切实保障了 MondMaskerFabriek 员工的安全。当全球其他地区的许多工厂因为无法保证社交距离而被迫停工时，仿真技术不仅帮助这家工厂在短短几周内拔地而起，还同步确保了安全的工作环境。

得益于 QING 采用仿真技术的前瞻性目光，团队得以在极短的时间内让工厂投入运营，并且在短短两个月后就实现了产能近乎翻倍。因此，这一创举堪称利用仿真技术实现生产规模快速扩张的杰出典范。

关于 QING Groep

QING Groep 总部位于荷兰 Arnhem，是一家成立于 2013 年的工程开发咨询公司。该公司专门从事工厂自动化与数字化业务。此外，它还帮助客户采用最新的生产管理技术，以在扩大业务规模的同时保持最优的生产力水平。了解更多信息，请访问：https://www.QING.nl

关于 MondMaskerFabriek

MondMaskerFabriek 位于荷兰 Arnhem，是荷兰首家医用外科口罩工厂。该公司由四位企业家于 2020 年 3 月创立，旨在应对新冠疫情（COVID-19）期间对口罩的激增需求。访问 MondMaskerFabriek 官网可获取更多信息。

项目概览

类别	详情
项目时间线	2020 年 3 月 > 工厂成立 2020 年 4 月 > 完成基础建厂并开始生产口罩 2020 年 5 月 > 第一阶段：布局仿真与优化 2020 年 7 月 > 第二阶段：资源优化与生产力提升 2020 年 8 月及以后 > 开展进一步的仿真研究以持续提升产能
所属行业	医疗健康制造业
项目名称	新冠疫情期间新建口罩工厂
客户	MondMaskerFabriek
地点	荷兰， Arnhem
工程技术公司	QING Groep
项目联系人	Bram de Vrught，QING 业务经理