Czy ten proces produkcyjny można zautomatyzować za pomocą robota?

Proces produkcyjny jest na ogół dobrym kandydatem do automatyzacji za pomocą robota, gdy zadanie jest powtarzalne, części są w miarę spójne w poszczególnych cyklach, a wielkość produkcji jest wystarczająco duża, aby spłacić inwestycję w akceptowalnych ramach czasowych — ale żaden z tych warunków nie musi być idealny, ponieważ mocowania, systemy wizyjne i roboty współpracujące mogą kompensować umiarkowaną zmienność lub mniejszą wielkość. Prawdziwa ocena nie jest prostą listą kontrolną „tak” lub „nie”; jest to uporządkowane porównanie pomiędzy tym, czego faktycznie wymaga Twój proces, a tym, co może zapewnić konkretna konfiguracja robota, dlatego też dostawcy przed udzieleniem sensownej odpowiedzi proszą o rzeczywiste dane produkcyjne, a nie o ogólny opis.

Kluczowe dania na wynos

• Powtarzalność i spójność części mają większe znaczenie dla wykonalności automatyzacji niż konkretna branża lub typ procesu — zadanie o dużej powtarzalności, ale o niewielkiej objętości, nadal może być warte automatyzacji.

• Wielkość produkcji wpływa na okres zwrotu, a nie na samą wykonalność — roboty współpracujące i elastyczne narzędzia obniżyły próg wielkości, przy którym automatyzacja ma sens finansowy.

• Produkcja o dużym zróżnicowaniu i małych nakładach nie jest automatycznie wykluczana z automatyzacji — coboty i narzędzia do szybkiej wymiany są szczególnie dostosowane do środowisk, w których różnorodność produktów jest duża, a wielkość partii niewielka.

• Najważniejszym czynnikiem wpływającym na uzyskanie od dostawcy dokładnej odpowiedzi na temat wykonalności jest jakość informacji, które podajesz na początku — niejasne opisy dają niejasne i niewiarygodne odpowiedzi.

• Niektóre procesy nadal nie nadają się do automatyzacji za pomocą robotów — bardzo zmienne zadania wymagające ręcznej oceny, jednorazowe prace o bardzo małej objętości oraz procesy, w których zmienność przychodzących części przekracza to, co może niezawodnie kompensować mocowanie lub wizja.

Trzy pytania, które faktycznie określają wykonalność

Przed oceną konkretnego robota lub stacji roboczej należy odpowiedzieć na trzy podstawowe pytania, czy proces w ogóle nadaje się do automatyzacji.

1. Czy zadanie jest na tyle powtarzalne, że da się je zaprogramować?

Roboty przodują w niezawodnym i ciągłym wykonywaniu tej samej sekwencji ruchów. Zadanie posiadające jasną, powtarzalną sekwencję ruchów – podnoszenie, umieszczanie, spawanie, załadunek, rozładunek – jest z natury bardziej zautomatyzowane niż zadanie wymagające ciągłego, sytuacyjnego osądu człowieka. Nie oznacza to, że części muszą być za każdym razem identyczne; oznacza to, że sekwencja działań musi być możliwa do zdefiniowania.

2. Czy przychodzące części są wystarczająco spójne, aby robot mógł je niezawodnie zlokalizować i obsługiwać?

Często jest to prawdziwe wąskie gardło, a nie sam proces. Robot musi wiedzieć, gdzie znajduje się część i jak jest zorientowana, aby móc ją prawidłowo chwycić, zespawać lub umieścić. Części, które znacznie różnią się położeniem, orientacją lub wymiarami w zależności od cyklu, wymagają albo ściślejszego mocowania na wejściu, systemu wizyjnego do dynamicznego lokalizowania części, albo obu tych elementów – a każdy z tych czynników zwiększa koszty i złożoność rozwiązania automatyzacji. Części pochodzące z dobrze kontrolowanego procesu poprzedzającego (spójne mocowanie, wąska tolerancja wymiarowa) są znacznie łatwiejsze i tańsze w automatyzacji niż części charakteryzujące się znacznymi różnicami między elementami.

3. Czy wielkość produkcji zapewnia rozsądny okres zwrotu?

Automatyzacja nie jest darmowa, więc wielkość i czas pracy muszą uzasadniać inwestycję. Nie oznacza to, że kwalifikuje się tylko masowa produkcja na dużą skalę — oznacza to, że obliczenia muszą działać w konkretnej sytuacji, która zależy od kosztów pracy, schematu zmian, czasu produkcji produktu i rodzaju rozważanej automatyzacji.

Dlaczego wielkość produkcji nie jest prostą wartością odcięcia

Panuje powszechne błędne przekonanie, że automatyzacja robotów ma sens dopiero powyżej pewnego uniwersalnego progu wolumenu — w praktyce wolumen uzasadniający automatyzację w dużym stopniu zależy od kosztów pracy, typu robota i czasu działania aplikacji, a nie od stałej liczby.

Jako konkretny punkt odniesienia: szczególnie w przypadku spawania zrobotyzowanego automatyzacja zwraca się zazwyczaj w ciągu 12–18 miesięcy, gdy tygodniowy czas spawania przekracza około 40 godzin – poniżej tego progu spawacz ręczny jest często bardziej opłacalny. Jest to przydatna wskazówka dla jednego konkretnego procesu, ale nie jest to uniwersalna zasada we wszystkich zastosowaniach robotów — montaż, paletowanie, obsługa maszyn i malowanie charakteryzują się inną ekonomiką w oparciu o czas cyklu, tempo pracy i koszt sprzętu.

W szczególności roboty współpracujące zmieniły te obliczenia. Ponieważ coboty są zazwyczaj tańsze, można je szybciej przenosić między zadaniami i nie zawsze wymagają tego samego ogrodzenia i infrastruktury bezpieczeństwa co tradycyjne roboty przemysłowe, mogą uzasadniać automatyzację w przypadku wielkości produkcji, w których tradycyjna 6-osiowa komórka nie byłaby możliwa. Jest to znaczący powód, dla którego producenci mający duży asortyment i wytwarzający niewielkie ilości produktów – historycznie uważani za kiepskich kandydatów do automatyzacji – coraz częściej znajdują opłacalne zastosowania, szczególnie w przypadku cobotów oferujących punkt wejścia do automatyzacji o niższym ryzyku.

Produkcja wielkoseryjna i niskonakładowa: nie jest automatycznie wykluczana

Jeśli w Twojej produkcji wykorzystuje się wiele różnych numerów części w mniejszych partiach, samo to nie dyskwalifikuje Cię z automatyzacji — zmienia to, jaki rodzaj automatyzacji ma sens i jakie narzędzia pomocnicze będą potrzebne.

Kluczowe wymagania dotyczące automatyzacji środowiska o dużej różnorodności i małej objętości różnią się od dedykowanej linii obejmującej jeden produkt:

• Szybka zmiana typów części — szybka wymiana narzędzi na końcu ramienia lub chwytaki zaprojektowane do obsługi szeregu podobnych części bez fizycznej rekonfiguracji, mają większe znaczenie niż w automatyzacji pojedynczego produktu.

• Elastyczne programowanie — możliwość szybkiego przełączania pomiędzy zapisanymi programami dla różnych części zamiast przeprogramowywania od zera przy każdej zmianie produktu.

• Automatyzacja odpowiedniej wielkości — mniejszy, bardziej elastyczny robot (często cobot) wdrożony w wielu rodzinach produktów może zapewnić lepsze wykorzystanie niż duża, wydzielona komórka zbudowana wokół jednej części.

Jest to naprawdę inna matematyka niż automatyzacja produkcji na dużą skalę przy pojedynczym produkcie, dlatego warto wyraźnie powiedzieć potencjalnemu dostawcy, że Twoje środowisko charakteryzuje się dużą różnorodnością, zamiast zakładać, że standardowa rozmowa na temat „wielkości produkcji” ma zastosowanie w ten sam sposób.

Jakich informacji faktycznie potrzebuje dostawca robotów, aby ocenić Twoją aplikację

Najważniejszym czynnikiem pozwalającym uzyskać użyteczną i dokładną odpowiedź na temat wykonalności jest jakość podanych informacji — niejasny opis „chcemy zautomatyzować nasze spawanie” daje niejasną i niewiarygodną odpowiedź, podczas gdy konkretne dane pozwalają dostawcy dokonać prawdziwej oceny.

Przygotuj się przynajmniej na opisanie:

• Bieżący proces w szczegółach — co dokładnie dzieje się na każdym etapie, w jakiej kolejności i jak długo zajmuje obecnie każdy krok.

• Informacje o częściach — wymiary, waga, materiał i stopień spójności poszczególnych części (wąska tolerancja a znaczne różnice).

• Czas cyklu i objętość — ile jednostek na godzinę/zmianę/dzień należy wyprodukować i jak to się ma do bieżącej produkcji ręcznej.

• Zdjęcia lub wideo bieżącego procesu — zobaczenie rzeczywistej operacji ręcznej, w tym sposobu, w jaki części są aktualnie prezentowane, chwytane lub pozycjonowane, daje dostawcy znacznie bardziej przydatne informacje niż sam opis tekstowy.

• Jeśli to możliwe, przykładowe części — w przypadku złożonych geometrii lub nietypowych materiałów, możliwość przetestowania dopasowania oprzyrządowania lub sprawdzenia założeń dotyczących obsługi w porównaniu z rzeczywistą częścią znacznie poprawia dokładność propozycji.

W procesie zapytania SZGH sam formularz kontaktowy jest celowo prosty — zbiera Twoje dane kontaktowe i pozwala wybrać, czy interesują Cię maszyny CNC, ramiona robotyczne, czy integracja CNC + robot, z otwartym polem tekstowym na opis Twojej aplikacji. W samym formularzu nie ma dedykowanego pola do przesyłania plików, więc jeśli chcesz udostępnić rysunki, filmy lub szczegółowe specyfikacje, wspomnij o tym w opisie aplikacji, a członek zespołu inżynierów sprawdzi, jak je otrzymać — wysyłanie tych informacji proaktywnie, zamiast czekać na pytanie, skraca proces oceny.

Procesy, które nadal nie nadają się do automatyzacji

Automatyzacja robotów rozszerzyła się na zastosowania, które byłyby niepraktyczne dziesięć lat temu, ale niektóre procesy nadal są naprawdę słabo dopasowane:

• Zadania wymagające ciągłej subiektywnej oceny — procesy, w których wykwalifikowany operator podejmuje w czasie rzeczywistym decyzje dotyczące jakości lub procesu w oparciu o doświadczenie, które trudno zdefiniować jako powtarzalną regułę (a nie decyzję, którą można zakodować jako kryterium kontroli opartej na wizji).

• Prawdziwa praca jednorazowa lub o bardzo małej objętości — pojedyncza unikalna część lub produkt produkowany w tak małych ilościach, że nawet elastyczny, szybko przenoszony cobot nie jest w stanie zgromadzić wystarczającej liczby cykli, aby zrównoważyć czas konfiguracji i programowania.

• Ekstremalne różnice w przychodzących częściach, przekraczające to, co może w rozsądny sposób skompensować mocowanie lub wizja — jeśli różnice w częściach są na tyle duże, że operator musi wizualnie sprawdzić i ręcznie dostosować swoje podejście do każdego pojedynczego elementu, zwykle należy rozwiązać ten problem na początku (lepsza kontrola przychodzących części), zanim automatyzacja stanie się praktyczna, a nie rozwiązać go sama komórka robota.

Rozpoznanie tych ograniczeń na początku jest bardziej przydatne niż zakładanie, że automatyzacja może rozwiązać każdy ręczny proces — szczere „jeszcze nie” na podstawie oceny, w połączeniu z konkretnymi ulepszeniami na wczesnym etapie, jest lepszym wynikiem niż słabo dopasowana próba automatyzacji.

Praktyczna droga naprzód

Zamiast próbować abstrakcyjnie odpowiedzieć na pytanie o wykonalność, bardziej produktywnym podejściem jest przedstawienie dostawcy konkretnego procesu w celu oceny na podstawie informacji opisanych powyżej. Ustrukturyzowana ocena na podstawie rzeczywistych części, czasu cyklu i objętości powie Ci znacznie więcej niż jakiekolwiek ogólne ramy – w tym, czy tradycyjny robot przemysłowy, robot współpracujący, czy też całkowicie inny rodzaj automatyzacji jest lepszym punktem wyjścia w Twojej sytuacji.

Często zadawane pytania

Czy potrzebuję minimalnej liczby jednostek rocznie, aby automatyzacja miała sens?

Nie ma uniwersalnego minimum — zależy ono od kosztów pracy, typu robota i czasu cyklu. Współpracujące roboty i elastyczne narzędzia zmniejszyły objętość potrzebną do uzasadnienia automatyzacji w porównaniu z tradycyjnymi dedykowanymi komórkami, dlatego warto uzyskać konkretną ocenę, zamiast zakładać, że wielkość jest zbyt mała.

Czy robot może obsługiwać części, które różnią się nieznacznie rozmiarem lub położeniem?

W pewnych granicach tak — poprzez kombinację mocniejszego mocowania, zgodnego oprzyrządowania na końcu ramienia lub systemu wizyjnego, który lokalizuje część przed manipulacją. Im więcej różnic, tym bardziej zwiększa to koszt i złożoność systemu, dlatego warto określić ilościowo, ile faktycznie istnieje różnic w procesie.

Czy produkcja o dużej różnorodności i małych nakładach nie jest odpowiednia dla robotów?

Nie automatycznie — zmienia to, które podejście do automatyzacji najlepiej pasuje. Roboty współpracujące z narzędziami do szybkiej wymiany i elastycznym programowaniem szczególnie dobrze nadają się do środowisk, w których występuje wiele wariantów produktów i mniejsze partie, w przeciwieństwie do dużych, dedykowanych komórek zbudowanych wokół jednego produktu.

Jaki jest najszybszy sposób uzyskania dokładnej odpowiedzi na temat mojego konkretnego procesu?

Podaj od razu jak najwięcej szczegółów — aktualne etapy procesu, wymiary i spójność części, wymagany czas i objętość cyklu oraz zdjęcia lub filmy z dzisiejszej operacji ręcznej. Im bardziej konkretne informacje, tym dokładniejsza i użyteczna będzie wynikająca z niej ocena.

Czy zautomatyzować cały proces od razu, czy zacząć od jednego kroku?

Wielu producentów zaczyna od automatyzacji pojedynczego, najbardziej powtarzalnego, wymagającego największej liczby operacji lub najbardziej wymagającego pod względem ergonomicznym etapu większego procesu, zamiast próbować zautomatyzować całą wieloetapową operację na raz. Zmniejsza to ryzyko i pozwala zweryfikować podejście przed rozszerzeniem automatyzacji o dodatkowe kroki.

Wniosek

To, czy proces produkcyjny można zautomatyzować za pomocą robota, sprowadza się do powtarzalności zadań, spójności części i tego, czy wielkość produkcji zapewnia rozsądny zwrot z inwestycji – a nie ustalona reguła branżowa lub prosta lista kontrolna „tak/nie”. Środowiska o dużej różnorodności i małej objętości są coraz bardziej opłacalnymi kandydatami do automatyzacji, szczególnie w przypadku robotów współpracujących i elastycznych narzędzi, a dokładność jakiejkolwiek oceny wykonalności zależy w dużym stopniu od jakości informacji o procesie, częściach i objętości podanych na początku.

Poproś o ocenę automatyzacji procesów — udostępnij szczegóły procesu, specyfikacje części i wielkość produkcji zespołu inżynierów SZGH , aby uzyskać konkretną ocenę, czy automatyzacja robota pasuje do Twojej aplikacji. E-mail: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781