Dá sa tento výrobný proces automatizovať pomocou robota?

Výrobný proces je vo všeobecnosti dobrým kandidátom na automatizáciu robotov, keď sa úloha opakuje, súčiastky sú v každom cykle primerane konzistentné a objem výroby je dostatočne vysoký na to, aby sa investícia vrátila v prijateľnom časovom rámci – žiadna z týchto podmienok však nemusí byť dokonalá, pretože upínacie systémy, systémy videnia a kolaboratívne roboty môžu kompenzovať miernu variabilitu alebo nižší objem. Skutočné hodnotenie nie je jednoduchý kontrolný zoznam áno-nie; je to štruktúrované porovnanie medzi tým, čo váš proces skutočne vyžaduje, a tým, čo môže poskytnúť konkrétna konfigurácia robota, a preto dodávatelia pred poskytnutím zmysluplnej odpovede požadujú skôr skutočné výrobné údaje než všeobecný popis.

Kľúčové informácie

• Opakovanie a konzistencia dielov sú pre uskutočniteľnosť automatizácie dôležitejšie ako špecifické odvetvie alebo typ procesu – veľmi opakujúca sa, ale máloobjemová úloha sa stále oplatí automatizovať.

• Objem výroby ovplyvňuje dobu návratnosti, nie samotnú uskutočniteľnosť – kolaboratívne roboty a flexibilné nástroje znížili hranicu objemu, kde automatizácia dáva finančný zmysel.

• Veľkosériová výroba v malom objeme nie je automaticky vylúčená z automatizácie – coboty a nástroje na rýchlu výmenu sú špecificky vhodné pre prostredia, kde je rozmanitosť produktov vysoká a veľkosti šarží sú malé.

• Jediným najväčším faktorom pri získavaní presnej odpovede na realizovateľnosť od dodávateľa je kvalita informácií, ktoré poskytujete vopred – nejasné popisy vytvárajú nejasné, nespoľahlivé odpovede.

• Niektoré procesy sú v súčasnosti stále slabými kandidátmi na automatizáciu robotov – vysoko variabilné úlohy manuálneho úsudku, extrémne nízkoobjemové jednorazové práce a procesy, pri ktorých variácia prichádzajúceho dielu presahuje to, čo dokáže upínač alebo vízia spoľahlivo kompenzovať.

Tri otázky, ktoré skutočne určujú uskutočniteľnosť

Pred hodnotením konkrétneho robota alebo pracovnej stanice tri základné otázky určujú, či je proces vôbec realistickým kandidátom na automatizáciu.

1. Je úloha dostatočne opakovaná na naprogramovanie?

Roboty vynikajú v spoľahlivom vykonávaní rovnakej pohybovej sekvencie, znova a znova. Úloha s jasnou, opakovateľnou sekvenciou pohybov – vybrať, umiestniť, zvariť, naložiť, vyložiť – je vo svojej podstate automatizovateľnejšia ako úloha vyžadujúca neustály situačný ľudský úsudok. To neznamená, že časti musia byť zakaždým rovnaké; to znamená, že postupnosť akcií musí byť definovaná.

2. Sú prichádzajúce diely dostatočne konzistentné, aby ich robot mohol nájsť a spoľahlivo s nimi manipulovať?

Toto je často skutočná prekážka, viac ako samotný proces. Robot potrebuje vedieť, kde sa súčiastka nachádza a ako je orientovaná, aby ju správne uchopil, zvaril alebo umiestnil. Diely, ktoré sa v jednotlivých cykloch výrazne líšia svojou polohou, orientáciou alebo rozmermi, vyžadujú buď pevnejšie uchytenie proti smeru prúdenia, systém videnia na dynamickú lokalizáciu dielov alebo oboje – a každý z nich zvyšuje náklady a zložitosť riešenia automatizácie. Súčiastky, ktoré pochádzajú z dobre kontrolovaného výrobného procesu (konzistentné upevnenie, úzka rozmerová tolerancia), sa dajú výrazne jednoduchšie a lacnejšie automatizovať ako súčiastky s významnými kusmi od jednotlivých kusov.

3. Podporuje objem výroby primeranú dobu návratnosti?

Automatizácia nie je zadarmo, takže objem a trvanie práce musia odôvodniť investíciu. To neznamená, že sa kvalifikuje iba veľkoobjemová masová výroba – znamená to, že matematika musí fungovať pre vašu konkrétnu situáciu, ktorá závisí od nákladov na pracovnú silu, modelov zmien, dĺžky trvania výroby produktu a typu zvažovanej automatizácie.

Prečo objem výroby nie je jednoduchým limitom

Existuje všeobecná mylná predstava, že automatizácia robotov má zmysel len nad nejakým univerzálnym prahom objemu – v praxi objem, ktorý automatizáciu ospravedlňuje, do veľkej miery závisí od nákladov na pracovnú silu, typu robota a od toho, ako dlho bude aplikácia bežať, nie od pevného čísla.

Ako jeden konkrétny referenčný bod: špecificky pre robotické zváranie sa automatizácia zvyčajne vráti do 12 až 18 mesiacov, keď týždenné hodiny zvárania prekročia približne 40 hodín – pod touto hranicou je ručná zváračka často nákladovo efektívnejšia. Toto je užitočná kotva pre jeden špecifický proces, ale nie je to univerzálne pravidlo pre všetky aplikácie robotov – montáž, paletizácia, obsluha strojov a lakovanie majú rôzne ekonomické vlastnosti na základe času cyklu, rýchlosti práce a nákladov na vybavenie.

Tento výpočet posunuli najmä kolaboratívne roboty. Keďže coboty sú zvyčajne lacnejšie, rýchlejšie sa premiestňujú medzi jednotlivými úlohami a nie vždy vyžadujú rovnaké oplotenie a bezpečnostnú infraštruktúru ako tradičné priemyselné roboty, môžu odôvodniť automatizáciu pri objemoch výroby, pri ktorých by sa tradičná 6-osová bunka nevyčerpala. Toto je zmysluplná časť toho, prečo výrobcovia s vysokým mixom a nízkym objemom – historicky považovaní za slabých kandidátov na automatizáciu – stále viac nachádzajú životaschopné aplikácie, najmä s cobotmi, ktoré ponúkajú vstup do automatizácie s nižším rizikom.

High-Mix, nízkoobjemová produkcia: nie je automaticky vylúčená

Ak vaša výroba používa veľa rôznych čísiel dielov v menších dávkach, to samo osebe vás nediskvalifikuje z automatizácie – mení to, ktorý typ automatizácie má zmysel a aké podporné nástroje budete potrebovať.

Kľúčové požiadavky na automatizáciu prostredia s vysokým mixom a nízkym objemom sa líšia od vyhradenej jednoproduktovej rady:

• Rýchla výmena medzi typmi dielov – rýchlo vymeniteľné nástroje na konci ramena alebo chápadlá navrhnuté na manipuláciu s celým radom podobných dielov bez fyzickej rekonfigurácie sú dôležitejšie ako pri automatizácii jedného produktu.

• Flexibilné programovanie – možnosť rýchleho prepínania medzi uloženými programami pre rôzne časti namiesto preprogramovania od začiatku pri každej zmene produktu.

• Automatizácia správnej veľkosti – menší, flexibilnejší robot (často cobot) nasadený vo viacerých produktových radách môže dosiahnuť lepšie využitie ako veľká vyhradená bunka postavená okolo jednej časti.

Toto je skutočne iná matematika ako automatizácia veľkých objemov a jedného produktu a stojí za to povedať potenciálnemu dodávateľovi, že vaše prostredie je zmiešané, a nie predpokladať, že štandardná konverzácia o 'objeme výroby' platí rovnakým spôsobom.

Aké informácie skutočne potrebuje dodávateľ robotov na vyhodnotenie vašej aplikácie

Jediným najväčším hnacím motorom získania užitočnej a presnej odpovede na realizovateľnosť je kvalita informácií, ktoré poskytnete – vágny popis „chceme automatizovať naše zváranie“ vytvára vágnu, nespoľahlivú odpoveď, zatiaľ čo konkrétne údaje umožňujú dodávateľovi poskytnúť vám skutočné hodnotenie.

Pripravte sa aspoň na opis:

• Aktuálny proces podrobne – čo presne sa deje v každom kroku, v akom poradí a ako dlho dnes každý krok trvá.

• Informácie o diele – rozmery, hmotnosť, materiál a ako konzistentné sú diely od jedného k druhému (tesná tolerancia vs. významná odchýlka).

• Čas cyklu a objem – koľko jednotiek za hodinu/zmenu/deň potrebujete vyrobiť a ako je to v porovnaní s vaším aktuálnym manuálnym výstupom.

• Fotografie alebo video aktuálneho procesu – zobrazenie skutočnej ručnej prevádzky vrátane toho, ako sú diely aktuálne prezentované, uchopené alebo umiestnené, poskytuje dodávateľovi oveľa užitočnejšie informácie ako samotný textový popis.

• Vzorové diely, ak je to možné – pre zložité geometrie alebo neobvyklé materiály, schopnosť otestovať prispôsobenie nástrojov alebo overiť predpoklady manipulácie so skutočným materiálom dielu zlepšuje presnosť návrhu.

Pri vlastnom dopytovom procese SZGH je samotný kontaktný formulár zámerne jednoduchý – zhromažďuje vaše kontaktné údaje a umožňuje vám vybrať si, či máte záujem o CNC stroje, robotické ramená alebo integráciu CNC + robot, s otvoreným textovým poľom na popis vašej aplikácie. V samotnom formulári nie je žiadne vyhradené pole na nahrávanie súborov, takže ak máte nákresy, videá alebo podrobné špecifikácie, ktoré chcete zdieľať, uveďte to v popise aplikácie a člen tímu inžinierov bude sledovať, ako ich získať – proaktívne odosielanie týchto informácií namiesto čakania na vyžiadanie skracuje proces hodnotenia.

Procesy, ktoré sú stále slabými kandidátmi na automatizáciu

Automatizácia robotov sa rozšírila do aplikácií, ktoré by boli pred desiatimi rokmi nepraktické, ale niektoré procesy sú dnes stále skutočne nevhodné:

• Úlohy vyžadujúce neustály subjektívny úsudok – procesy, pri ktorých kvalifikovaný operátor robí rozhodnutia o kvalite v reálnom čase alebo procesné rozhodnutia na základe skúseností, ktoré je ťažké definovať ako opakovateľné pravidlo (a nie ako rozhodnutie, ktoré by sa dalo zakódovať ako kritérium inšpekcie založené na vízii).

• Skutočná jednorazová práca alebo práca s extrémne malým objemom – jediný jedinečný diel alebo produkt beží tak malý, že ani flexibilný, rýchlo presunutý cobot nedokáže nazhromaždiť dostatok cyklov na kompenzáciu času nastavenia a programovania.

• Extrémna variácia vstupného dielu, ktorá presahuje to, čo môže upínadlo alebo videnie primerane kompenzovať – ak je variácia dielu natoľko závažná, že ľudský operátor musí vizuálne skontrolovať a manuálne upraviť svoj prístup pre každý jednotlivý diel, zvyčajne to treba vyriešiť skôr (lepšia kontrola vstupného dielu), skôr než sa automatizácia stane praktickou, a nie riešiť samotnou robotickou bunkou.

Rozpoznať tieto limity vopred je užitočnejšie ako predpokladať, že automatizácia dokáže vyriešiť každý manuálny proces – poctivé hodnotenie „zatiaľ nie“ spojené s konkrétnymi vylepšeniami je lepším výsledkom ako nedostatočne zladený pokus o automatizáciu.

Praktická cesta vpred

Skôr než sa snažiť odpovedať na otázku realizovateľnosti abstraktne, produktívnejším prístupom je priniesť konkrétny proces dodávateľovi na vyhodnotenie s vyššie popísanými informáciami. Štruktúrované hodnotenie v porovnaní s vašimi skutočnými dielmi, časom cyklu a objemom vám prezradí oveľa viac ako akýkoľvek všeobecný rámec – vrátane toho, či je pre vašu situáciu lepším východiskovým bodom tradičný priemyselný robot, kolaboratívny robot alebo úplne iný typ automatizácie.

Často kladené otázky

Potrebujem minimálny počet jednotiek za rok, aby automatizácia mala zmysel?

Neexistuje žiadne univerzálne minimum – závisí od ceny práce, typu robota a času cyklu. Kolaboratívne roboty a flexibilné nástroje znížili objem potrebný na zdôvodnenie automatizácie v porovnaní s tradičnými vyhradenými bunkami, takže stojí za to získať konkrétne hodnotenie a nie predpokladať, že váš objem je príliš nízky.

Dokáže robot zvládnuť časti, ktoré sa mierne líšia veľkosťou alebo polohou?

V rámci limitov áno – prostredníctvom určitej kombinácie pevnejšieho upevnenia, vyhovujúcich nástrojov na konci ramena alebo systému videnia, ktorý lokalizuje súčiastku pred manipuláciou. Čím viac variácií existuje, tým viac to zvyšuje náklady a zložitosť systému, takže stojí za to kvantifikovať, koľko variácií skutočne existuje vo vašom procese.

Je výroba vo veľkom množstve a v malom množstve pre roboty nevhodná?

Nie automaticky – mení to, ktorý prístup k automatizácii najlepšie vyhovuje. Kolaboratívne roboty s rýchlovýmennými nástrojmi a flexibilným programovaním sú špecificky vhodné pre prostredia s mnohými variantmi produktov a menšími veľkosťami sérií, na rozdiel od veľkých vyhradených buniek postavených okolo jedného produktu.

Aký je najrýchlejší spôsob, ako získať presnú odpoveď o mojom konkrétnom procese?

Vopred poskytnite čo najviac skutočných detailov – aktuálne kroky procesu, rozmery a konzistenciu dielov, požadovaný čas cyklu a objem a fotografie alebo video z dnešnej ručnej prevádzky. Čím konkrétnejšie budú informácie, tým presnejšie a užitočnejšie bude výsledné hodnotenie.

Mám celý proces zautomatizovať naraz, alebo začať jedným krokom?

Mnoho výrobcov začína automatizáciou jedného najviac sa opakujúceho, najobjemnejšieho alebo ergonomicky najnáročnejšieho kroku vo väčšom procese, namiesto toho, aby sa pokúšali automatizovať celú operáciu s viacerými krokmi naraz. To znižuje riziko a umožňuje vám overiť prístup pred rozšírením automatizácie na ďalšie kroky.

Záver

To, či je možné výrobný proces automatizovať pomocou robota, závisí od opakovateľnosti úloh, konzistencie dielov a od toho, či váš objem výroby podporuje primeranú návratnosť – nie pevné odvetvové pravidlo alebo jednoduchý kontrolný zoznam áno/nie. Prostredia s vysokým mixom a nízkym objemom sú čoraz životaschopnejšími kandidátmi na automatizáciu, najmä s kolaboratívnymi robotmi a flexibilnými nástrojmi, a presnosť akéhokoľvek hodnotenia uskutočniteľnosti do značnej miery závisí od kvality informácií o procese, časti a objeme, ktoré poskytnete vopred.

Vyžiadajte si hodnotenie automatizácie procesov – zdieľajte s nimi podrobnosti o svojom procese, špecifikácie dielov a objem výroby Tím inžinierov SZGH získa konkrétne posúdenie, či automatizácia robotov vyhovuje vašej aplikácii. Email: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781