機(jī)器人即平臺(tái)用于高混合制造的自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的大環(huán)境下，在價(jià)格降低和運(yùn)行效率提升方面對(duì)制造企業(yè)帶來了持續(xù)的壓力。如果只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，就很容易確定在工藝流程的哪些方面進(jìn)行改進(jìn)可以提高效率。但是，如果同時(shí)生產(chǎn)幾種不同的產(chǎn)品，僅僅改進(jìn)某個(gè)工藝流程，可能無法對(duì)投資回報(bào)率產(chǎn)生重大影響。

高混合工廠同時(shí)生產(chǎn)許多不同部件，每個(gè)部件都有不同的制造工藝，如計(jì)算機(jī)數(shù)控加工、沖壓成型、目視檢查和圖片歸檔等。所有這些，都需要某種程度的人工參與(裝載/卸載部件、包裝零件、拍照和保存圖片等)。徹底改造自動(dòng)化流程，可能費(fèi)用高昂，并且對(duì)任何一種部件來說，較低或不可預(yù)測(cè)的數(shù)量，都會(huì)使單位成本巨大，讓管理層難以決策。

為高混合生產(chǎn)流程增加自動(dòng)化需要面臨一定的挑戰(zhàn)。任何高混合運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，都是轉(zhuǎn)換時(shí)間的概念。任何面向自動(dòng)化方面的努力，都必須考慮與轉(zhuǎn)換相關(guān)的非增值時(shí)間，或徹底消除它們。考慮到這一點(diǎn)，下面是在高混合環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的可能途徑。

典型的高混合工藝過程

改進(jìn)高混合產(chǎn)線的挑戰(zhàn)

對(duì)傳統(tǒng)固定的自動(dòng)化系統(tǒng)來說，可用的選擇幾乎無窮無盡，包括工業(yè)機(jī)器人、龍門笛卡爾機(jī)器人、傳送帶，甚至是由集成商設(shè)計(jì)的交鑰匙機(jī)器。這類解決方案，通常會(huì)固定應(yīng)用于一個(gè)或混合生產(chǎn)中多個(gè)產(chǎn)品的控制。

從積極的方面來看，這類解決方案的“量身定制”性質(zhì)，意味著它們往往對(duì)部署它的過程非常有效。如果周期時(shí)間必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2秒，那么傳統(tǒng)的自動(dòng)化可能是改進(jìn)工藝流程的最簡(jiǎn)單途徑。

然而，在高混合環(huán)境中，固定自動(dòng)化通常意味著在較低的資本投資(只涉及少數(shù)產(chǎn)品)或更高的資本投資(能夠處理公司所有產(chǎn)品)之間做出決定。傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，往往只關(guān)注產(chǎn)量，而不關(guān)注速度和靈活性，因此工具轉(zhuǎn)換可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，尤其是當(dāng)安全協(xié)議要求與人員進(jìn)行物理分隔時(shí)。在考慮傳統(tǒng)安全方法所需的安全設(shè)備、占地面積和設(shè)置時(shí)，總體擁有成本往往很高。在任何情況下，這都會(huì)延長(zhǎng)高混合環(huán)境中的投資回報(bào)周期，在產(chǎn)量相對(duì)較低的情況下更是如此。

機(jī)器人即平臺(tái)

機(jī)器人即平臺(tái)(RaaP)解決方案，可以能像公司產(chǎn)品陣容一樣多種多樣，它們都有一個(gè)共同點(diǎn)：將機(jī)器人作為快速重新部署而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的一部分。在傳統(tǒng)部署方法中，機(jī)器人是特定工藝過程的一部分，而機(jī)器人即平臺(tái)(RaaP)使機(jī)器人能夠在某天內(nèi)，可以根據(jù)生產(chǎn)需求移動(dòng)到任何地方。

高混合環(huán)境中的理想解決方案，應(yīng)該具有在盡可能短的轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，快速地從一個(gè)應(yīng)用程序切換到另一個(gè)應(yīng)用程序的能力。這可最大限度地減少轉(zhuǎn)換時(shí)間，這些轉(zhuǎn)換時(shí)間不會(huì)帶來任何附加值，反而可能會(huì)使傳統(tǒng)自動(dòng)化的成本高得令人望而卻步。

對(duì)于手動(dòng)參與程度較多的高混合場(chǎng)景，最好將協(xié)作機(jī)器人解決方案獨(dú)立看待或作為某個(gè)平臺(tái)的一部分。這兩種平臺(tái)，都可以精確地布置在擴(kuò)展現(xiàn)有容量所需的位置，同時(shí)允許快速轉(zhuǎn)換，從而提高投資回報(bào)率并縮短投資回報(bào)期。

高混合生產(chǎn)環(huán)境可能難以快速改進(jìn)。理想的改進(jìn)將涉及多條生產(chǎn)線，但適應(yīng)多個(gè)工藝所需的投資可能非常大，足以顯著降低投資回報(bào)率。傳統(tǒng)的自動(dòng)化無疑是大批量或快速循環(huán)生產(chǎn)更有效的解決方案。