我們可以把自動化設備導入分為兩種情況:
一是現有設備能力不能滿足需求;
二是在人工操作的工站導入自動化設備;
當(dang)現(xian)有(you)設(she)備(bei)能(neng)力(li)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu)時(shi),首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)能(neng)否(fou)通(tong)過(guo)設(she)備(bei)改(gai)造(zao)來(lai)提(ti)升(sheng)設(she)備(bei)效(xiao)率(lv),例(li)如(ru),對(dui)於(yu)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)輔(fu)助(zhu)操(cao)作(zuo)的(de)半(ban)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei),可(ke)通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)IE的分析和改善方法來提高效率; 筆bi者zhe曾zeng通tong過guo增zeng加jia一yi套tao治zhi具ju的de方fang法fa將jiang一yi台tai壓ya合he設she備bei的de能neng力li提ti高gao了le一yi倍bei,改gai善shan前qian後hou的de人ren機ji操cao作zuo圖tu如ru下xia,改gai善shan前qian操cao作zuo者zhe和he設she備bei都dou存cun在zai明ming顯xian的de等deng待dai浪lang費fei,改gai善shan後hou通tong過guo交jiao替ti使shi用yong兩liang套tao治zhi具ju,消xiao除chu了le設she備bei的de等deng待dai浪lang費fei。如ru果guo購gou置zhi一yi台tai原yuan來lai的de設she備bei,購gou置zhi費fei用yong高gao達da10萬人民幣,而且還需額外配備一名作業員,而改造設備的費用不足兩萬人民幣。
對於全自動化設備,可考慮消除設備循環時間中的浪費,如減少設備傳送部件的距離和時間。
danggongxudeyuanyoucaozuoshirengongcaozuoshi,tongyangyexuyaokaolvshifoukeyitongguoyixiegaishanfangfalaitishengrengongcaozuodexiaolvhezhiliang,yijieshengrenlihechengben。yibanzaiyixiaqingkuangxiakaolvdaoruzidonghuadaitirengongcaozuo:
1.作業環境差,如噴塗和焊接作業等;
2.人工操作使產品品質不穩定或達不到客戶要求;
3.產品較大或較重,人工操作困難。
對於僅僅以節省人力為目的的自動化,個人建議需審慎評估。
筆(bi)者(zhe)曾(zeng)支(zhi)持(chi)過(guo)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)部(bu)門(men),由(you)於(yu)高(gao)層(ceng)管(guan)理(li)者(zhe)在(zai)這(zhe)個(ge)部(bu)門(men)成(cheng)立(li)時(shi)定(ding)位(wei)的(de)目(mu)標(biao)就(jiu)是(shi)節(jie)省(sheng)人(ren)力(li),因(yin)此(ci)部(bu)門(men)負(fu)責(ze)人(ren)在(zai)選(xuan)擇(ze)導(dao)入(ru)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)工(gong)序(xu)時(shi),首(shou)先(xian)考(kao)慮(lv)的(de)就(jiu)是(shi)那(na)些(xie)人(ren)力(li)比(bi)較(jiao)集(ji)中(zhong)的(de)工(gong)序(xu),如(ru)組(zu)裝(zhuang),檢(jian)驗(yan)等(deng)。個(ge)人(ren)認(ren)為(wei)這(zhe)是(shi)個(ge)很(hen)大(da)的(de)誤(wu)區(qu),因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)工(gong)序(xu)恰(qia)恰(qia)是(shi)導(dao)入(ru)自(zi)動(dong)化(hua)難(nan)度(du)最(zui)大(da)的(de)工(gong)序(xu)。在(zai)評(ping)估(gu)工(gong)序(xu)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)性(xing)時(shi),至(zhi)少(shao)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)以(yi)下(xia)因(yin)素(su):
1. 部件的穩定性:ruguoshangyoutigongdebujianchayijiaoda,rengongcaozuoshiyouyucaozuozhejuyouzhuguannengdongxing,bujinkeyipandingbujiandepinzhishifoukeyihege,haikeyigenjubujiandechayilinghuodetiaozhengzijidecaozuofangfa。danshebeibujubeirendelinghuoxing,ruguobujianbuwending,shebeijiagongchulaidechanpinpinzhikenenghaibururengong,yekenenghuizaochengshebeidepinfantingji。
2. 部件的可定位性。
3. 操作的複雜度:操作的複雜度越高,實現自動化的技術可行性越低。即使是工業機器人,複雜的組裝作業也難以實現。
4. 部件的包裝方式:ruguoxiangshixianzidongshangliao,xuyaogenggaiyuanyoudebaozhuangfangshiyinengrangshangliaojixiezhuangzhikeyizhuaqudaobujian,youyubiangengbaozhuangfangshisuodailaidechengbenzengjiaxujisuandaozidonghuachengbenzhong。
5. 部件的可分離性:如果想實現人工上料,需要評估部件的可分離性。尤其是對於一些小的零部件,比如螺絲等。
產品設計中有DFM/DFA(Design for Manufacture/Assembly)的(de)理(li)念(nian),意(yi)思(si)是(shi)指(zhi)在(zai)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)考(kao)慮(lv)加(jia)工(gong)和(he)組(zu)裝(zhuang)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)成(cheng)本(ben),比(bi)如(ru)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)鎖(suo)絲(si)的(de)數(shu)量(liang)和(he)種(zhong)類(lei),盡(jin)量(liang)使(shi)用(yong)標(biao)準(zhun)件(jian)等(deng)。如(ru)果(guo)想(xiang)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)加(jia)工(gong)和(he)組(zu)裝(zhuang),我(wo)們(men)也(ye)可(ke)以(yi)從(cong)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)端(duan)來(lai)考(kao)慮(lv)如(ru)何(he)滿(man)足(zu)自(zi)動(dong)化(hua)加(jia)工(gong)或(huo)組(zu)裝(zhuang)的(de)需(xu)求(qiu),但(dan)需(xu)要(yao)評(ping)估(gu)變(bian)更(geng)設(she)計(ji)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)成(cheng)本(ben)變(bian)化(hua)(如在原來不能定位的部件上增加定位柱,縮小部件的公差範圍等)。
在自動化導入的經濟可行性評估中,不能隻計算設備的采購成本。
按照自動化程度的高低,可以把自動化分為以下五個等級:
Level 1自動化不是指全人工操作,而是指在上料完成後的設備加工/操作循環時間內,作業員仍需要作輔助操作,如翻轉工件或功能轉換等操作 ;anzhaofengtianshengchanfangshidelinian,yaojinliangjiangrenlicongshebeishangshifangchulai,rangcaozuozhenengyirencaozuoduotaishebei,erbushibacaozuozhezuoweishebeidefushu。ruguodaoruLevel 1的自動化,一台設備仍至少需要一名操作者來,無法實現一人多機。
Level 2的自動化也被稱為“one-touch 自動化”,shizhidangzuoyeyuanwanchengshebeishangliaoheshebeiqidonghou,buxuyaozaishebeicaozuoxunhuanshijianneikanguanshebei,zhejiuzaihendachengdushangjiefanglecaozuozhe,jianshaoledengdailangfei。
在豐田生產方式中,Level 3的自動化也稱為“著著化”,是指設備加工完畢後,可自動將工件彈出,隻需將下一個工件放入即可。因工件的自動彈出不需要精確定位,因此Level 3的(de)自(zi)動(dong)化(hua)一(yi)般(ban)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)。可(ke)以(yi)利(li)用(yong)設(she)備(bei)最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)動(dong)作(zuo)的(de)動(dong)力(li)來(lai)彈(dan)出(chu)工(gong)件(jian)。因(yin)為(wei)會(hui)產(chan)生(sheng)噪(zao)音(yin)並(bing)且(qie)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao),不(bu)建(jian)議(yi)使(shi)用(yong)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)吹(chui)出(chu)工(gong)件(jian)。當(dang)取(qu)放(fang)工(gong)件(jian)需(xu)要(yao)雙(shuang)手(shou)操(cao)作(zuo)時(shi),操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)先(xian)將(jiang)加(jia)工(gong)好(hao)的(de)工(gong)件(jian)取(qu)下(xia),然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)新(xin)的(de)工(gong)件(jian)放(fang)上(shang),產(chan)生(sheng)了(le)等(deng)待(dai)浪(lang)費(fei),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)有(you)必(bi)要(yao)導(dao)入(ru)Level 3的自動化。
從Level 3到Level 4或Level 5的(de)自(zi)動(dong)化(hua),技(ji)術(shu)難(nan)度(du)和(he)成(cheng)本(ben)顯(xian)著(zhu)地(di)增(zeng)加(jia)。上(shang)料(liao)對(dui)於(yu)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)來(lai)說(shuo)很(hen)容(rong)易(yi),但(dan)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)上(shang)料(liao),不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)專(zhuan)用(yong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu),而(er)且(qie)對(dui)來(lai)料(liao)的(de)包(bao)裝(zhuang)方(fang)式(shi)及(ji)放(fang)置(zhi)方(fang)式(shi)也(ye)有(you)要(yao)求(qiu)。同(tong)樣(yang)在(zai)不(bu)同(tong)設(she)備(bei)或(huo)工(gong)序(xu)間(jian)傳(chuan)遞(di)工(gong)件(jian),需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)機(ji)械(xie)臂(bi)或(huo)者(zhe)傳(chuan)送(song)線(xian),雖(sui)然(ran)看(kan)起(qi)來(lai)很(hen)有(you)吸(xi)引(yin)力(li),但(dan)這(zhe)會(hui)降(jiang)低(di)流(liu)程(cheng)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)應(ying)對(dui)需(xu)求(qiu)變(bian)化(hua)的(de)柔(rou)性(xing)。
一般來講,Level 3的自動化是最佳選擇,與Level 1和Level2相比可以達成自動化帶來的好處,與Level 4 和Level 5相比,在成本,采購周期,維修保養的難易度,可靠性和柔性方麵更具優勢。在某些情況下,如果想導入Level 4和Level 5的自動化,需要審慎的評估其投入與收益,以及技術的可靠性等。
傳統的自動化設計時一般考慮的因素是:功gong能neng要yao求qiu,良liang率lv或huo精jing度du要yao求qiu,可ke靠kao性xing要yao求qiu,速su度du要yao求qiu以yi及ji易yi於yu維wei護hu性xing,安an全quan性xing等deng。目mu前qian的de生sheng產chan環huan境jing是shi多duo品pin種zhong,小xiao批pi量liang,精jing益yi生sheng產chan就jiu是shi產chan生sheng在zai這zhe種zhong環huan境jing下xia的de生sheng產chan模mo式shi,除chu上shang述shu傳chuan統tong因yin素su外wai,自zi動dong化hua的de設she計ji還hai應ying考kao慮lv以yi下xia精jing益yi理li念nian的de要yao求qiu:
小型化:大不是美,小而簡單才重要。
1、使用單任務的小設備,而不是使用多任務的大設備;設備越複雜,成本越高,可靠性越差,而且應對需求變化的柔性也較低;
2、 不bu盲mang目mu追zhui求qiu高gao速su設she備bei,設she備bei的de效xiao率lv應ying以yi滿man足zu需xu求qiu為wei原yuan則ze,並bing盡jin量liang與yu流liu程cheng中zhong其qi他ta工gong序xu的de產chan能neng相xiang匹pi配pei,盲mang目mu的de追zhui求qiu高gao速su設she備bei,或huo者zhe造zao成cheng過guo量liang生sheng產chan,或huo者zhe會hui讓rang設she備bei以yi低di利li用yong率lv運yun行xing。此ci外wai,對dui於yu應ying對dui未wei來lai需xu求qiu的de增zeng加jia,產chan能neng提ti升sheng不bu能neng一yi蹴cu而er就jiu,應ying以yi適shi當dang的de增zeng量liang來lai增zeng加jia,大da型xing高gao速su設she備bei會hui讓rang產chan能neng的de增zeng量liang過guo大da;
3、盡量避免批量加工的設備,批量加工設備雖然在效率上具有一定的優勢,但會阻礙流動,與創建連續流原則相悖,會造成過高WIP,使生產周期過長。
流動化:設(she)備(bei)易(yi)於(yu)移(yi)動(dong)。現(xian)在(zai)市(shi)場(chang)環(huan)境(jing)中(zhong),唯(wei)一(yi)不(bu)變(bian)的(de)就(jiu)是(shi)變(bian)化(hua)。產(chan)品(pin)的(de)變(bian)化(hua)和(he)以(yi)減(jian)少(shao)浪(lang)費(fei)為(wei)目(mu)的(de)的(de)流(liu)程(cheng)改(gai)進(jin)都(dou)會(hui)驅(qu)動(dong)我(wo)們(men)調(tiao)整(zheng)生(sheng)產(chan)的(de)布(bu)局(ju),因(yin)此(ci)精(jing)益(yi)模(mo)式(shi)下(xia)的(de)設(she)備(bei)布(bu)置(zhi)有(you)三(san)不(bu)原(yuan)則(ze):不落地生根,不寄人籬下,不離群索居。“落地生根”是指設備被固定,移動成本很高。設備要像“快餐車”一樣,具有機動性,管線要盡量使用長短易變動的軟性管路。“寄人籬下”是指與其他設備共享附屬設施,如吸塵係統或冷卻係統,這樣設備會像寄生蟲一樣,必須依附在其他的設施下,才能運轉。“離群索居”是指設備按照功能分割開,除非由於生產環境的特殊要求(如塗裝,電鍍設備),設備應按照工藝流程布局,創建連續流。
柔性化:youdanxing,gaibianfushujigoujikezuoqitayongtu。xiandaigongyechanpinshengmingzhouqiduan,jishugengxinsudukuai,ruguoshebeizhuanyonghuachengduguogao,kenenghuizaochengshebeitouzihaiweihuishou,jiuyijingbushiyongle。yincirouxinghuashixianzaishengchanhuanjingxiazidonghuashebeideyigezhongyaokaohezhibiao。rouxinghuadezidonghuaketongguofanyongjidezhuanyonghua(基本功能機械搭配專用生產某種產品所需的治具,模具,刀具)和模塊化設計(更換某一部分機構件即可生產其他產品)laishixian。guotaimingdejiqirencelvebingfeimeiyoudaoli,jiqirendeyoushiyifangmianyouyujuyoujiaoduodeziyoudukeyiwanchengbiyibanshebeifuzadecaozuo,lingyifangmianzaiyuqigaoduderouxing,zhiyaogenghuanshouzhaomozubingbiangengchengxu,jiqirenjiukeyiyonglaizuoqitayongtu。
快速化:1.可快速啟動,啟動後不需要調試就可生產;2.可ke快kuai速su更geng換huan模mo具ju,刀dao具ju。基ji於yu減jian少shao生sheng產chan批pi量liang以yi減jian少shao庫ku存cun,豐feng田tian一yi直zhi致zhi力li於yu追zhui求qiu快kuai速su切qie換huan,在zai自zi動dong化hua設she備bei階jie段duan就jiu考kao慮lv快kuai速su切qie換huan的de要yao求qiu,從cong技ji術shu複fu雜za度du與yu成cheng本ben角jiao度du,比bi在zai設she備bei使shi用yong後hou再zai進jin行xing快kuai速su切qie換huan的de改gai進jin要yao低di得de多duo。
自働化(Jidoka):賦(fu)予(yu)設(she)備(bei)人(ren)的(de)智(zhi)慧(hui),在(zai)設(she)備(bei)作(zuo)業(ye)時(shi)將(jiang)人(ren)力(li)解(jie)放(fang)出(chu)來(lai)。使(shi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)以(yi)探(tan)測(ce)異(yi)常(chang)並(bing)發(fa)出(chu)異(yi)常(chang)信(xin)號(hao),並(bing)在(zai)必(bi)要(yao)時(shi)自(zi)動(dong)停(ting)機(ji)。自(zi)働(働)化(hua)是(shi)豐(feng)田(tian)生(sheng)產(chan)方(fang)式(shi)的(de)兩(liang)大(da)支(zhi)柱(zhu)之(zhi)一(yi),二(er)戰(zhan)後(hou),日(ri)本(ben)從(cong)美(mei)國(guo)購(gou)買(mai)了(le)大(da)批(pi)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei),盡(jin)管(guan)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei),但(dan)每(mei)台(tai)設(she)備(bei)前(qian)仍(reng)需(xu)配(pei)備(bei)一(yi)名(ming)操(cao)作(zuo)者(zhe)看(kan)管(guan),在(zai)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)關(guan)閉(bi)設(she)備(bei)並(bing)找(zhao)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)來(lai)修(xiu)理(li),在(zai)大(da)野(ye)耐(nai)一(yi)看(kan)來(lai),這(zhe)是(shi)愚(yu)蠢(chun)的(de),於(yu)是(shi)他(ta)開(kai)始(shi)考(kao)慮(lv)如(ru)何(he)做(zuo)到(dao)不(bu)需(xu)要(yao)人(ren)監(jian)護(hu),他(ta)想(xiang)到(dao)了(le)豐(feng)田(tian)創(chuang)始(shi)人(ren)豐(feng)田(tian)佐(zuo)吉(ji)的(de)發(fa)明(ming),以(yi)前(qian)的(de)織(zhi)布(bu)機(ji)在(zai)織(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),如(ru)果(guo)一(yi)根(gen)經(jing)線(xian)斷(duan)了(le),或(huo)者(zhe)是(shi)緯(wei)線(xian)用(yong)完(wan)了(le),必(bi)須(xu)靠(kao)人(ren)巡(xun)回(hui)檢(jian)查(zha)發(fa)現(xian)停(ting)車(che)處(chu)理(li),不(bu)然(ran)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)大(da)量(liang)的(de)不(bu)合(he)格(ge)品(pin)。
能不能給設備賦予類似人的“智能”,給它裝上判斷設備運行狀態是否正常的裝置,使之在出現上述情況時自動停車,從而提高勞動效率又減少不合格品?1901年(nian),豐(feng)田(tian)佐(zuo)吉(ji)開(kai)始(shi)研(yan)製(zhi)這(zhe)種(zhong)自(zi)動(dong)跳(tiao)閘(zha)的(de)織(zhi)布(bu)機(ji)。受(shou)這(zhe)一(yi)啟(qi)發(fa),大(da)野(ye)耐(nai)一(yi)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)用(yong)到(dao)設(she)備(bei)上(shang),當(dang)設(she)備(bei)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi),設(she)備(bei)可(ke)自(zi)動(dong)停(ting)機(ji)並(bing)發(fa)出(chu)信(xin)號(hao),這(zhe)就(jiu)是(shi)豐(feng)田(tian)生(sheng)產(chan)方(fang)式(shi)中(zhong)自(zi)動(dong)化(hua)(Jidoka)的來源。
結語
自動化不應該趕時髦,不應盲目的追求高科技也不能圖便宜,需要具有長遠的眼光。自動化導入之前合理化與標準化先行;自動化評估與設計階段,IE/生產/維保部門與設計人員的良好溝通也很重要。總之,自動化之路任重道遠。