材料自動化如何提高制造效率？

自動化在某些行業(yè)中的應(yīng)用比其他行業(yè)更廣泛。有時這是因?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)務(wù)必須保持高產(chǎn)量。在其他情況下，決策者希望實(shí)現(xiàn)自動化可以帶來的可靠性，尤其是在他們已經(jīng)在應(yīng)對勞動力短缺的情況下。

將自動化引入流程還可以降低工人受傷率，尤其是當(dāng)任務(wù)需要繁重或緊張時。這就是為什么一些公司在材料自動化制造過程中使用它的原因之一。以下是該方法可以帶來的一些具體好處。

1.減少處理時間

減少處理時間的成功嘗試可以幫助公司改進(jìn)工作流程并消除瓶頸。最近發(fā)布的一種光纖激光切割系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了每分鐘 13,300英寸 (IPM) 的橫向速度。

該公司表示，該機(jī)器擁有最快的線性驅(qū)動器，可以將復(fù)雜套料的加工時間縮短 15%。該機(jī)器具有一些激光切割自動化功能這一事實(shí)也縮短了加工時間。

該機(jī)器可以進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整并監(jiān)控噴嘴狀況和生產(chǎn)表面是否存在碎屑等情況。該設(shè)備可以在不停止生產(chǎn)的情況下解決這些特性。它還只需要最少的操作員輸入，這讓人們可以將更多時間花在其他任務(wù)上。

這只是投資正確設(shè)備如何幫助制造任務(wù)不間斷進(jìn)行的一個例子。此外，它還展示了即使是部分自動化流程也可以幫助公司改進(jìn)其工作流程。

一些自動化選項(xiàng)使用一臺機(jī)器處理多個處理步驟。一家公司可能有一個能夠同時進(jìn)行與圓形鈑金零件相關(guān)的去毛刺和修邊步驟的設(shè)備。然后，員工可能仍需要裝卸材料。然而，由于使用較少的整體機(jī)器來處理所有必要的處理，他們這樣做的頻率較低。

2. 改進(jìn)余料管理

制造行業(yè)中的材料殘余物經(jīng)常被丟棄。但是，在將它們存放在垃圾填埋場之前對其進(jìn)行處理通常很耗時。制造工廠的人員必須找出最合適的存儲方式。有些人還使用殘余物跟蹤和嵌套軟件來幫助他們確定如何使用殘余物。這是一件好事，因?yàn)槿拥羲鼈儾皇呛芸沙掷m(xù)。

在大多數(shù)情況下，使用的方法仍然需要處理產(chǎn)品。然而，一些制造車間開始自動化余料管理。這樣做有助于操作員決定如何使用存儲盒，包括數(shù)量和類型。自動化還可以更輕松地將殘余物用于未來的工作，從而將它們完全從垃圾填埋場中拯救出來。

Bradley McBain 是 MBA Engineering Systems 的常務(wù)董事。他是一家自動化鈑金切割公司的英國代表。McBain 討論了如何自動化處理殘余物的某些方面可以為工人提供更大的靈活性，包括將殘余物發(fā)送到所需的存儲盒，使其以后更容易使用。

“操作員需要選擇是將 [殘余物] 存儲在原材料頂部還是另一個磁帶盒中，”McBain 解釋說?！暗牵绻乱淮尾牧险{(diào)用不需要余料，那么系統(tǒng)會將其移開以獲取完整的板材庫存。每次將余料返回到 [存儲] 時，系統(tǒng)都會更新紙張尺寸和位置，因此程序員可以查看下一個作業(yè)的庫存可用性。”

操作員還可以根據(jù)工作組合選擇他們需要多少緩沖盒。使用自動化來處理殘余物還不是一個廣泛使用的選項(xiàng)。然而，隨著越來越多的決策者選擇使用它并獲得了很好的結(jié)果，其他人也會效仿。

3. 與現(xiàn)有生產(chǎn)流程集成

選擇推進(jìn)材料處理自動化還可以加快整個設(shè)施的工作流程，特別是如果所選技術(shù)與建筑物中發(fā)生的事情保持一致。

噴砂是一種常用于在應(yīng)用耐腐蝕涂層之前清潔和準(zhǔn)備金屬板的技術(shù)。一些公司通過使用自動化選項(xiàng)(例如爆破機(jī)器人)來加速這一過程。在實(shí)施材料自動化時，理想的做法是尋找可行的方法與公司已經(jīng)使用的生產(chǎn)流程集成。

在一個例子中，一家制造廠改變了其材料處理方法，轉(zhuǎn)而使用自動化叉車。該組織以前使用托盤搬運(yùn)車和手動叉車。但是，在某些情況下，這種方法可能會占用操作員整個輪班時間的兩到三個小時。

這種變化意味著材料在正確的時間出現(xiàn)在正確的位置，這有助于客戶的訂單按時完成。然而，這并不是制造設(shè)施如何使用自動化的唯一例子。還有將金屬板裝載到托盤上的傳送帶和塑造金屬形狀的機(jī)械臂。

決策者不應(yīng)僅僅因?yàn)榧夹g(shù)存在就使用材料自動化。但是，如果他們花時間考慮可以改進(jìn)流程的最合適的方法，那么回報(bào)通常是可觀的。

4. 減少切割材料時的浪費(fèi)和錯誤

切割巨大的金屬片并不容易。許多人缺乏可見性，不知道有多少給定材料需要使用，或者他們設(shè)想的設(shè)計(jì)是否會根據(jù)可用資源發(fā)揮作用。

麻省理工學(xué)院的研究人員使用激光切割自動化工具解決了這些問題，該工具使用算法來幫助用戶切割材料。它建議材料放置和使用多少材料，同時向人們提供有關(guān)他們可用材料的實(shí)時反饋。

該工具名為 Fabricaide，它還具有定制的 2D 打包算法，可以在有人處理項(xiàng)目時推薦紙張上零件的最佳布局?；蛘撸绻粋€人已經(jīng)知道他們想要如何安排它們，他們可以禁用該功能。

參與該工具開發(fā)的 Ticha Sethapakdi解釋了這種自動化如何減少浪費(fèi)并讓人們在規(guī)劃項(xiàng)目時更有信心?！昂芏噙@些材料都是非常稀缺的資源，因此經(jīng)常出現(xiàn)的一個問題是，設(shè)計(jì)師直到他們已經(jīng)完成設(shè)計(jì)后才意識到他們已經(jīng)用完了材料。

Sethapakdi 繼續(xù)說道，“有了 Fabricaide，他們可以更早地知道，以便他們能夠主動確定如何最好地分配材料?！? 如果材料不足，該工具可以警告用戶。此外，它建議材料替代。該團(tuán)隊(duì)希望在未來的版本中使其工具更加復(fù)雜。例如，它可能會分析材料必須具有多強(qiáng)或多柔韌性才能使制造的產(chǎn)品具有所需的特性。

5.加速裝卸

制造商知道追求持續(xù)改進(jìn)的重要性。在制造設(shè)施中做到這一點(diǎn)的方法之一可能是改變材料裝載到各種機(jī)器上或從各種機(jī)器上取下的方式。

材料自動化可以減少與將原材料裝載到激光切割機(jī)和處理成品相關(guān)的空閑時間。確定使用這種自動化的最佳方法可以消除瓶頸，同時縮短交貨時間。

這些解決方案不會將運(yùn)營商排除在外。但是，它們降低了與手動處理相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，并有助于創(chuàng)建一個沒有差距的更好的整體工作流程。

在一個案例中，一家德國公司使用材料自動化來裝載 CNC 機(jī)床。該設(shè)備包括 3D 視覺功能，可自動檢測原始零件并將其送入 CNC 的夾具。在制造過程完成時，機(jī)器人通過將成品從機(jī)器中取出來處理它們。此用例最適合中小型工件，但大型工件也存在自動化機(jī)會。

6. 提高生產(chǎn)能力

專注于制造設(shè)施中的材料自動化還可以使公司顯著減少整體生產(chǎn)時間。這也是其他行業(yè)的決策者追求自動化技術(shù)的主要原因之一。當(dāng)一家食品制造商投資協(xié)作機(jī)器人時，它在制造不同種類的產(chǎn)品時通過更快的轉(zhuǎn)換時間變得更具競爭力。

為鍋爐制造組件的愛爾蘭公司 Warmflow 購買了一對全自動機(jī)器，使其能夠在有限的人工干預(yù)下實(shí)現(xiàn)熄燈操作并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。該設(shè)置可以在同一臺機(jī)器上完成激光切割、沖壓和成型任務(wù)。還有一個機(jī)器人元件可以從機(jī)器中挑選碎片并將它們堆疊起來。

Warmflow 的制造工程師 Stewart McLaughlin 說：“新系統(tǒng)由于其 24/7 全天候運(yùn)行能力而顯著提高了生產(chǎn)能力。機(jī)器上的新技術(shù)和新功能還提高了處理各種組件設(shè)計(jì)的效率和靈活性?！?

7. 材料自動化如何幫助您的制造設(shè)施?

上面的例子展示了人們利用激光切割自動化和類似策略時可能發(fā)生的一些事情。然而，當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者仔細(xì)考慮當(dāng)前的挑戰(zhàn)以及材料自動化如何幫助克服這些挑戰(zhàn)時，公司最有可能獲得最佳結(jié)果。人們還應(yīng)該記住，總體成功率通常取決于人們是否有明確的目標(biāo)，并設(shè)置指標(biāo)來衡量進(jìn)展是否正在發(fā)生。