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他山之石,從大批量生產(chǎn)到大規(guī)模定制!时间:2018-10-16 阅读 “人們可以訂購任何顏色的汽車,只要它是黑色的!逼嚧笸鹾嗬 福特一百多年前說出這句自相矛盾的話時(shí)底氣十足——想要擁有一輛汽車,你別無選擇,而這就是大批量生產(chǎn)時(shí)代的現(xiàn)實(shí)。 大批量生產(chǎn)的貢獻(xiàn) 1913年春,世界上第一條汽車流水裝配線在福特的工廠里出現(xiàn)了,大規(guī)模流水線帶來了生產(chǎn)方式的一次偉大革命。由于高效的批量流水生產(chǎn)作業(yè),汽車生產(chǎn)所需的時(shí)間、成本和資源大幅下降,汽車也從剛發(fā)明時(shí)極為昂貴的奢侈品變成了消費(fèi)者能負(fù)擔(dān)得起的交通工具。 圖1-風(fēng)靡一時(shí)的福特T型車 大批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)非常明顯,也就是經(jīng)常說的“規(guī)模效應(yīng)”。大批量生產(chǎn)會(huì)顯著降低采購成本,通過簡(jiǎn)單的削減供應(yīng)商數(shù)量,贏得更大的采購量,就可以讓一個(gè)企業(yè)降低成本。同時(shí),質(zhì)量迭代也是需要過程的,大批量生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)的問題被統(tǒng)計(jì)出來,明確改善的方向,材料、加工工藝、流程都可以被優(yōu)化。 以批量產(chǎn)品的價(jià)格 擁有個(gè)性化的產(chǎn)品 在物資匱乏的時(shí)代,只要生產(chǎn)出產(chǎn)品就可以賣出去。因此,在20世紀(jì)初是沒有柔性制造這一概念的。二戰(zhàn)后,市場(chǎng)快速蓬勃發(fā)展,同時(shí)全球化競(jìng)爭(zhēng)使市場(chǎng)逐漸由生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變到消費(fèi)市場(chǎng),消費(fèi)者擁有了話語權(quán)。 個(gè)性化挑戰(zhàn)傳統(tǒng)生產(chǎn) 由于汽車工業(yè)具有非常大的產(chǎn)能和激烈的市場(chǎng)變化,因此汽車工業(yè)一直走在大規(guī)模定制的前列。今天管理學(xué)界的運(yùn)營管理、敏捷制造、5S、6 Sigma等管理方法與工具均源自于汽車行業(yè)大量的實(shí)踐。盡管在汽車以外的大量產(chǎn)業(yè),大規(guī)模定制、柔性制造尚未能夠達(dá)到較高水平,但個(gè)性化的挑戰(zhàn)卻同樣變得迫切,越來越多的行業(yè)對(duì)于推進(jìn)柔性制造同樣有著巨大的需求。 柔性生產(chǎn) 通往大規(guī)模定制之路 什么是柔性制造?維基百科對(duì)柔性制造系統(tǒng)的定義是由具有柔性能力的制造系統(tǒng),系統(tǒng)可以響應(yīng)無論預(yù)知或非預(yù)知的變化。這里的柔性生產(chǎn)通常包含兩種類別:第一類是機(jī)器柔性,包含系統(tǒng)生產(chǎn)新的產(chǎn)品類型的切換能力,并能改變部件作業(yè)執(zhí)行次序;第二類是工藝柔性,使用多臺(tái)機(jī)器對(duì)同一部件進(jìn)行作業(yè)的能力。柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于對(duì)制造資源高度靈活的管理,尤其適用于大規(guī)模生產(chǎn)中的小批量產(chǎn)品制造。 1更多的設(shè)備具有智能性,軟件定義成為趨勢(shì): 設(shè)備能夠適應(yīng)更多產(chǎn)品的生產(chǎn),單一設(shè)備面向更廣泛的產(chǎn)品生產(chǎn)而設(shè)計(jì)。隨著伺服系統(tǒng)的大量使用,諸如裁切這類動(dòng)作僅需設(shè)置尺寸規(guī)格、速度即可完成同一裁切刀輥應(yīng)對(duì)不同規(guī)格的生產(chǎn),而灌裝系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)根據(jù)液體的密度、容器的規(guī)格進(jìn)行灌裝曲線的計(jì)算和執(zhí)行。 2通信互聯(lián): 過去豐富的總線變?yōu)榱苏系K,實(shí)時(shí)性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等都對(duì)柔性制造系統(tǒng)的推進(jìn)造成了困難。現(xiàn)在的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)、OPC UA技術(shù)以及未來的TSN技術(shù)都使得這些變得更為簡(jiǎn)單高效,為柔性制造提供了發(fā)展的基礎(chǔ)。 3邊緣計(jì)算: 集中式控制是過去單機(jī)與產(chǎn)線的顯著特點(diǎn),邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人的協(xié)同需要集中的控制單元進(jìn)行協(xié)同。隨著邊緣計(jì)算應(yīng)用于對(duì)多個(gè)產(chǎn)線的全局優(yōu)化,基于信息的“策略與路徑”成為柔性制造更高層次的需求。同時(shí),邊緣計(jì)算還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的透明化,如同精益的看板一樣,清晰地反應(yīng)設(shè)備與產(chǎn)線的性能、狀態(tài),從而可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。 圖2 邊緣計(jì)算為全局協(xié)同優(yōu)化帶來提升 4柔性輸送系統(tǒng): 傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)有很多障礙,包括機(jī)械磨損、生產(chǎn)重組不靈活、不易變化以及需要緩沖等。而新一代的輸送系統(tǒng)則完全突破這些瓶頸,具有非常大的靈活性,并且易于重組、可復(fù)用、無磨損、低維護(hù)并且占地小。它徹底改變了生產(chǎn)的組織形式,使得同一產(chǎn)線可以生產(chǎn)不同的產(chǎn)品;根據(jù)負(fù)載變化同步減速提速,實(shí)現(xiàn)與其它設(shè)備的協(xié)同;降低機(jī)械系統(tǒng)復(fù)雜性,并簡(jiǎn)化生產(chǎn)中繁冗的流程。 5工業(yè)機(jī)器人: 在柔性生產(chǎn)中,工業(yè)機(jī)器人扮演著極其重要的角色。讓我們先回到汽車行業(yè),以為長安福特提供的超柔性化白車身解決方案為例,該方案包含車身總拼定位系統(tǒng)、柔性車身定位系統(tǒng)、柔性車身輸送系統(tǒng)、激光焊接系統(tǒng)以及機(jī)器人滾邊系統(tǒng)。比如其中的Gate Framer車身總拼定位系統(tǒng),多達(dá)6種車型的車身可以共用同一條生產(chǎn)線完成制造,多種車型生產(chǎn)的快速切換只需18秒,幫助客戶根據(jù)市場(chǎng)需求靈活調(diào)節(jié)生產(chǎn),有效降低投資成本、提高生產(chǎn)效率和市場(chǎng)反應(yīng)速度。 市場(chǎng)需要高度柔性的解決方案,能靈活應(yīng)對(duì)快速多變、生命周期僅為數(shù)月的產(chǎn)品。真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的雙臂機(jī)器人可以滿足電子消費(fèi)品等行業(yè)對(duì)柔性和靈活制造的需求。大型機(jī)器人也可以通過安全認(rèn)證監(jiān)控軟件和安全光柵達(dá)到人機(jī)協(xié)作。未來的協(xié)作型工廠還將有示教編程、傳感技術(shù)、VR/AR混合現(xiàn)實(shí)的技術(shù)支持,全面提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。 文章來源:網(wǎng)絡(luò) 力維智能裝備 歡迎關(guān)注家居薈 長按二維碼即可關(guān)注家居薈公眾號(hào),了解更多更有用和有趣的家居知識(shí)! |