高混合制造自动化解决方案

竞争格局带来了不断降低价格和提高运营效率的压力。当处理生产中的单一产品时，确定提高效率的工艺改进并不困难。如果正在生产几种不同的产品，那么仅仅对一个生产过程进行改进不太可能对投资回报率(ROI)产生重大影响。

高混合工厂生产许多不同的零件，每个零件都有不同的工艺，如计算机数控(CNC)加工、冲压/成型、视觉检测和图片文档。所有这些都需要一些人的参与(装载/卸载部件，将部件放在包装中，拍摄和保存照片，等等)。自动化流程的全面检修是昂贵的(更不用说令人生畏的)，任何单个部件的低产量或不可预测的产量使得如此大规模的资本投资的单位成本难以证明是合理的。

下面是一些典型的高混合流程的例子，以及在其中添加自动化的挑战:

过程	人类的参与	High-Mix挑战
数控加工不同批次大小的不同零件。	从机器虎钳上固定和拆卸每个零件。	零件几何形状需要广泛的夹持机构和不同的位置放置在虎钳。
零件和总成的目视检查。	产品需要从各个角度拍照并保存为记录。	许多相机位置的配置很难保持一致。如果零件经历设计更改，则为每种零件类型创建夹具可能成本昂贵且效率低下。手动保存和标记图片非常耗时。
将不同尺寸的零件包装成盒子。	拣起零件，按要求放入箱或箱中。	根据零件和包装尺寸的不同，最佳的包装配置可能有很大的不同。

任何高混合操作的基础都是转换时间的概念。任何自动化的努力都必须考虑到与转换相关的非增值时间，或者完全消除它们。考虑到这一点，以下是在高混合环境中实现自动化的三种可能路径。

传统(固定)自动化的好处

传统的固定自动化几乎有无穷无尽的选择，包括工业机器人、龙门式笛卡尔机器人、输送机，甚至是由集成商设计的交钥匙机器。这类解决方案的主要特点是，它们通常会被固定在组合中的一个或几个产品上。

从积极的方面来看，这类解决方案的“量身定制”性质意味着它们对于所部署的流程往往非常有效。如果周期时间必须大大低于2秒，那么传统的自动化可能是改进流程的最简单的途径。然而，在高混合环境中，固定自动化通常意味着在低资本投资(只涉及少数产品)和高得多的投资(可以处理公司所有产品的系统)之间做出决定。

传统系统的设计倾向于考虑吞吐量，而不是快速的灵活性，因此工具的转换可能需要相当长的时间，特别是当安全协议要求与人员流量进行物理隔离时。当考虑到安全设备、占地面积和传统安全方法所需的设置时，总拥有成本(TCO)往往很高。在任何情况下，这都延长了高混合环境中的ROI周期，特别是在产量相对较低的情况下。

Robots-as-a-platform (RaaP)

可用的RaaP解决方案可以像公司的产品阵容一样多样，但它们有一个共同点，那就是将机器人作为系统的一部分，设计用于根据需要快速重新部署。与传统的将机器人耦合到一个特定流程的部署模式不同，RaaP使机器人能够在任何给定的一天去任何生产需要的地方。高混合环境中的理想解决方案应该能够在尽可能短的切换时间内从应用程序快速部署到应用程序。这最大限度地减少了导致传统自动化成本过高的非增值转换时间。

对于大量人工参与的高混合场景，将协作机器人解决方案单独或作为平台的一部分考虑可能更有益。这两个平台都可以精确地放置在需要扩大现有容量的地方，同时允许快速转换，提高投资回报率并缩短投资回收期。

高混合生产环境很难改善。理想的改进将涉及几条生产线，但是适应几个流程所需的投资可能非常昂贵，足以显著降低投资回报率。传统自动化无疑是大批量或快速周期生产的有效解决方案。

Banerjee Manan他是克罗斯公司的机器人技术专家。本文最初发表于克罗斯公司的机器人和机器自动化博客。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

原始内容可以在www.crossco.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。