時間:2018-07-11 15:11:22來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
伴隨社會的不斷進(jìn)步,市場需求不斷轉(zhuǎn)型,從原先具有大眾性、單一性的市場轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣氖袌?。且近年來勞動供給逐年下降,勞動成本不斷上揚(yáng)。這樣的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致企業(yè)的市場競爭越來越激烈,企業(yè)的利潤空間越來越小。因此,眾多制造型企業(yè)選擇以自動化生產(chǎn)代替人工生產(chǎn)的方法來提高產(chǎn)品品質(zhì)以及生產(chǎn)效率,使自家的產(chǎn)品物美價廉,能在市場競爭中占據(jù)一席之地。然而現(xiàn)今眾多企業(yè)在采用自動化生產(chǎn)方式的過程中存在著諸多困擾,如何判斷設(shè)備功能的合理性,如何規(guī)劃設(shè)備布局方案,如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線平衡,如何提高設(shè)備的利用率,都已成為企業(yè)亟待解決的重要問題。
1精益生產(chǎn)與精益自動化
1.1精益生產(chǎn)與自動化
豐田式生產(chǎn)方式被稱之為TPS,1985年麻省理工學(xué)院為TPS冠上了名號LeanProduction,即“精益生產(chǎn)”。精益生產(chǎn)有兩大支柱,一個是準(zhǔn)時化生產(chǎn)(JIT),另一個就是自動化。精益生產(chǎn)的構(gòu)成見圖1。
圖1精益生產(chǎn)的構(gòu)成
自動化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)化,作業(yè)省人化。在自動化生產(chǎn)中以生產(chǎn)100%的合格品為大前提,在生產(chǎn)過程中設(shè)備能夠自動檢測出設(shè)備異常和產(chǎn)品質(zhì)量異常等,并能夠自動停止,堅(jiān)決不把不良品流向下到工序。且又因設(shè)備能夠自動停止,這樣就不需要專人時刻注意設(shè)備運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)省人化。
1.2精益自動化
精益自動化生產(chǎn)是在精益生產(chǎn)的理念上衍生而來,是將JIT,IE,5S,等思想與改善手法融入到自動化生產(chǎn)中,配合生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。通過程序分析,作業(yè)分析,動作分析等IE手法,減少浪費(fèi),提高生產(chǎn)效率。再結(jié)合快速換模,信息目視化,6σ等技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量,適應(yīng)柔性生產(chǎn)。從自動化層面來優(yōu)化連續(xù)流,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的全面精益自動化,再輔以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)工廠便能邁入智能制造的行列。
2精益自動化與智能制造
2.1精益自動化的導(dǎo)入
在確保生產(chǎn)安全的前提下,自動化導(dǎo)入共分為4大模塊,23個子項(xiàng)。4大模塊分別為工具自動化,工序自動化,產(chǎn)線自動化,工廠自動化。
2.1.1工具自動化
工具自動化主要以減輕作業(yè)人員勞動負(fù)擔(dān)為主,在作業(yè)時使用一些簡單的輔助工具完成生產(chǎn)作業(yè),是由“人的工作”向“工具的工作”進(jìn)行轉(zhuǎn)變。主要子項(xiàng)如下:
1.工具道具化:通用工具加工為專用化工具,以方便使用。
2.加工自動化:手工作業(yè)工具動置為電動、氣動等小設(shè)備作業(yè)。
3.位置固定化:固定道具、小設(shè)備的使用位置。
4.自動輸送:道具、小設(shè)備的工作和人的工作分開。
5.原位置復(fù)位:作業(yè)完成后道具及小設(shè)備可恢復(fù)原位置。
2.1.2工序自動化
工序自動化主要是以人機(jī)分離作業(yè)為主,作業(yè)員只需做裝夾,拿取工件即可,為實(shí)現(xiàn)一人多機(jī),少人化創(chuàng)造條件,是由“人的工作”向“機(jī)器的工作”進(jìn)行轉(zhuǎn)變。且因機(jī)器出錯率比人員手工作業(yè)小,產(chǎn)品質(zhì)量得以大幅度提升,主要子項(xiàng)如下,工序自動化級別見圖2:
1.自動夾具:工件的位置通過夾緊裝置固定。
2.自動加工:工件的加工通過電動、油壓、氣壓等自動方式進(jìn)行。
3.自動傳送:工件配件的傳遞通過電動、油壓、氣壓等自動方式進(jìn)行。
4.自動停止:機(jī)器加工部位在工件加工完成后自動停止運(yùn)動。
5.自動原位置復(fù)位:機(jī)器加工部位在停止加工后自動返回原位置。
6.自動彈出:工件加工完成后會自動彈出。
7.自動搬運(yùn):工件被彈出后自動搬運(yùn)到下一作業(yè)工位。
8.自動測定:工件加工完成后全部自動檢測。
9.自動安裝:工件配件的安裝通過電動、油壓、氣壓等自動方式進(jìn)行。
10.自動啟動:工件裝夾完成后機(jī)器自動啟動工序內(nèi)加工程序。
圖2工序自動化級別
2.1.3產(chǎn)線自動化
綜合安全、工具自動化、工序自動化,以降低制造成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo),從生產(chǎn)上的“點(diǎn),線”升至“面”的水準(zhǔn)。而升級至面首做的就是生產(chǎn)線的自動化,主要子項(xiàng)如下,產(chǎn)線自動化示范圖見圖3.
1.節(jié)拍時間:不論何種工件,皆在其必須在規(guī)定時間內(nèi)制造完成。
2.前后控制:前工序有工件,后工序無工件才設(shè)備才進(jìn)行運(yùn)作。
3.單件流:各工序內(nèi)只有一個工件在流動。
4.先導(dǎo)系統(tǒng):某些設(shè)備有安裝控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
5.U型生產(chǎn)線:設(shè)備布局依工序按U型排列。
圖3產(chǎn)線自動化示范圖
2.1.4工廠自動化
經(jīng)過“點(diǎn)”、“線”、“面”的整和生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了精益自動化,接下來要實(shí)現(xiàn)的就是工廠的精益自動化,主要子項(xiàng)如下:
1.交貨備齊:出貨有異狀探測系統(tǒng)。
2.目視管理:工廠生產(chǎn)狀態(tài)均可通過目視化了解。
3.大部屋化:結(jié)合相關(guān)部門快速解決問題。
2.2精益自動化設(shè)備開發(fā)
精益自動化設(shè)備進(jìn)行開發(fā)時必須滿足如下6項(xiàng)基本原則。
1.設(shè)備機(jī)動性強(qiáng),管線分配整齊且有彈性,接頭可隨插隨用,方便與上下工站的連結(jié)。
2.設(shè)備穩(wěn)定性強(qiáng),加工工件質(zhì)量高,且穩(wěn)定,設(shè)備本身故障少。
3.設(shè)備利用率高,專機(jī)專用,空運(yùn)行時間短,動作同步性高,且無多余附加功能,滿足既定產(chǎn)能需求,無過多產(chǎn)能浪費(fèi)。
4.設(shè)備操作、調(diào)試方便,放料與取料為同一位置,工作臺高度便于員工操作,使人的工作范圍最小化,且高度一致性強(qiáng),前制程出后為后制程入口,窄縱深入便于連接,有專用維護(hù)調(diào)試“窗口”。
5.輸送帶為成長式,員工作業(yè)動作與輸送同步,作業(yè)時間在輸送線節(jié)距與線速比范圍內(nèi),線速可依產(chǎn)距設(shè)定,節(jié)距線兩側(cè)有“接棒區(qū)”,員工作業(yè)區(qū)內(nèi)有線體運(yùn)轉(zhuǎn)啟動、停止開關(guān),且線體動作變化時伴有聲音與視覺警報。
6.設(shè)備柔性化強(qiáng),通用設(shè)備通過搭載專用零部件既能成為專用設(shè)備,專用設(shè)備通過更換不同零部件既能生產(chǎn)不同型號的產(chǎn)品,或可增加產(chǎn)能,設(shè)備通過部分零部件改造可變換其自身功能。
2.3精益自動化與智能制造的對接
智能制造是借助新技術(shù)(大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等)在多個維度對企業(yè)及價值鏈的革命性整合、重塑與創(chuàng)新,使整個產(chǎn)業(yè)鏈的參與者(研發(fā)、生產(chǎn)、供貨、銷售、使用)在一個靈活、自主、開放的合作體系中參與完成產(chǎn)品的開發(fā)到銷售乃至產(chǎn)品生命結(jié)束。制造型企業(yè)通過實(shí)施精益自動化生產(chǎn)方式,加之工業(yè)3.0時代的MES、ERP、CRM、PLM等信息化技術(shù),輔以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù),便能邁入智能制造的行列。
3總結(jié)
隨著機(jī)械與信息技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)工程與精益生產(chǎn)知識的普及,智能制造的提出,精益自動化生產(chǎn)方式開始逐步在制造業(yè)滲透,并對產(chǎn)品的生產(chǎn)制造起到了明顯的推動作用。制造型企業(yè)正可借此“東風(fēng)”逐步導(dǎo)入精益自動化生產(chǎn)方式,增強(qiáng)生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量,以應(yīng)對復(fù)雜多變的市場,更可以此為階梯借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)工廠的智能制造。使企業(yè)自身產(chǎn)品的知名度與企業(yè)形象得以提升,讓企業(yè)在時代的洪流中屹立不倒。
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