机器人即平台——用于高混合制造工厂的新型自动化和机器人技术

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高混合工厂生产许多不同的部件,每个部件都有不同的制造工艺,对工艺过程进行全面检修需要很高的成本。因此,制造商的规划过程就变得非常重要。

市场竞争愈加激烈的大环境下,在价格降低和运行效率提升方面对制造企业带来了持续的压力。如果只生产一种产品,就很容易确定在工艺流程的哪些方面进行改进可以提高效率。但是,如果同时生产几种不同的产品,仅仅改进某个工艺流程,可能无法对投资回报率产生重大影响。

高混合工厂同时生产许多不同部件,每个部件都有不同的制造工艺,如计算机数控加工、冲压成型、目视检查和图片归档等。所有这些,都需要某种程度的人工参与( 装载/ 卸载部件、包装零件、拍照和保存图片等)。彻底改造自动化流程,可能费用高昂,并且对任何一种部件来说,较低或不可预测的数量,都会使单位成本巨大,让管理层难以决策。

为高混合生产流程增加自动化需要面临一定的挑战。任何高混合运营的基础,都是转换时间的概念。任何面向自动化方面的努力,都必须考虑与转换相关的非增值时间,或彻底消除它们。考虑到这一点,下面是在高混合环境中实现自动化的可能途径。

“对于高混合制造环境,

应该能够在尽可能短的转换时间内

快速从一个应用程序切换到另外一个应用程序。”

改进高混合产线的挑战

对传统固定的自动化系统来说,可用的选择几乎无穷无尽,包括工业机器人、龙门笛卡尔机器人、传送带,甚至是由集成商设计的交钥匙机器。这类解决方案,通常会固定应用于一个或混合生产中多个产品的控制。

从积极的方面来看,这类解决方案的“量身定制”性质,意味着它们往往对部署它的过程非常有效。如果周期时间必须远远低于2 秒,那么传统的自动化可能是改进工艺流程的最简单途径。

然而,在高混合环境中,固定自动化通常意味着在较低的资本投资( 只涉及少数产品)或更高的资本投资(能够处理公司所有产品)之间做出决定。传统系统的设计,往往只关注产量,而不关注速度和灵活性,因此工具转换可能需要相当长的时间,尤其是当安全协议要求与人员进行物理分隔时。在考虑传统安全方法所需的安全设备、占地面积和设置时,总体拥有成本往往很高。在任何情况下,这都会延长高混合环境中的投资回报周期,在产量相对较低的情况下更是如此。

机器人即平台

机器人即平台(RaaP) 解决方案,可以能像公司产品阵容一样多种多样,它们都有一个共同点:将机器人作为快速重新部署而设计的系统的一部分。在传统部署方法中,机器人是特定工艺过程的一部分,而机器人即平台(RaaP) 使机器人能够在某天内,可以根据生产需求移动到任何地方。

高混合环境中的理想解决方案,应该具有在尽可能短的转换时间内,快速地从一个应用程序切换到另一个应用程序的能力。这可最大限度地减少转换时间,这些转换时间不会带来任何附加值,反而可能会使传统自动化的成本高得令人望而却步。

对于手动参与程度较多的高混合场景,最好将协作机器人解决方案独立看待或作为某个平台的一部分。这两种平台,都可以精确地布置在扩展现有容量所需的位置,同时允许快速转换,从而提高投资回报率并缩短投资回报期。

高混合生产环境可能难以快速改进。理想的改进将涉及多条生产线,但适应多个工艺所需的投资可能非常大,足以显著降低投资回报率。传统的自动化无疑是大批量或快速循环生产更有效的解决方案。