Quy trình sản xuất này có thể được tự động hóa bằng robot không?

Nói chung, quy trình sản xuất là ứng cử viên sáng giá cho việc tự động hóa rô-bốt khi nhiệm vụ lặp đi lặp lại, các bộ phận nhất quán hợp lý từ chu kỳ này sang chu kỳ khác và khối lượng sản xuất đủ cao để hoàn vốn đầu tư trong khung thời gian có thể chấp nhận được — nhưng không có điều kiện nào trong số này phải hoàn hảo, vì đồ gá, hệ thống thị giác và rô-bốt cộng tác có thể bù đắp cho sự biến đổi vừa phải hoặc khối lượng thấp hơn. Đánh giá thực sự không phải là một danh sách kiểm tra có hoặc không đơn giản; đó là sự so sánh có cấu trúc giữa những gì quy trình của bạn thực sự yêu cầu và những gì mà cấu hình robot cụ thể có thể mang lại, đó là lý do tại sao các nhà cung cấp yêu cầu dữ liệu sản xuất thực tế thay vì mô tả chung trước khi đưa ra câu trả lời có ý nghĩa.

Bài học chính

• Tính lặp lại và tính nhất quán của từng phần quan trọng hơn đối với tính khả thi của tự động hóa so với ngành hoặc loại quy trình cụ thể — một nhiệm vụ có tính lặp lại cao nhưng khối lượng thấp vẫn có thể đáng được tự động hóa.

• Khối lượng sản xuất ảnh hưởng đến thời gian hoàn vốn chứ không ảnh hưởng đến tính khả thi - robot cộng tác và công cụ linh hoạt đã hạ thấp ngưỡng khối lượng mà tự động hóa có ý nghĩa về mặt tài chính.

• Sản xuất hỗn hợp cao, khối lượng thấp không tự động bị loại trừ khỏi quá trình tự động hóa — cobot và công cụ chuyển đổi nhanh đặc biệt phù hợp với môi trường có sự đa dạng sản phẩm cao và quy mô lô nhỏ.

• Yếu tố lớn nhất để nhận được câu trả lời khả thi chính xác từ nhà cung cấp là chất lượng thông tin bạn cung cấp trước — những mô tả mơ hồ tạo ra những câu trả lời mơ hồ, không đáng tin cậy.

• Một số quy trình vẫn chưa phải là ứng cử viên sáng giá cho việc tự động hóa rô-bốt ngày nay — các nhiệm vụ đánh giá thủ công có tính biến đổi cao, khối lượng công việc thực hiện một lần cực thấp và các quy trình trong đó sự biến đổi của bộ phận đầu vào vượt quá những gì cố định hoặc tầm nhìn có thể bù đắp một cách đáng tin cậy.

Ba câu hỏi thực sự quyết định tính khả thi

Trước khi đánh giá một robot hoặc máy trạm cụ thể, ba câu hỏi cơ bản xác định liệu một quy trình có phải là ứng cử viên tự động hóa thực tế hay không.

1. Công việc có lặp đi lặp lại đủ để lập trình không?

Robot vượt trội trong việc thực hiện cùng một chuỗi chuyển động một cách đáng tin cậy, lặp đi lặp lại. Một nhiệm vụ có trình tự chuyển động rõ ràng, có thể lặp lại - chọn, đặt, hàn, tải, dỡ - vốn có tính tự động hóa cao hơn so với một nhiệm vụ đòi hỏi sự phán xét liên tục, theo tình huống của con người. Điều này không có nghĩa là các bộ phận lúc nào cũng phải giống hệt nhau; nó có nghĩa là chuỗi hành động phải được xác định rõ ràng.

2. Các bộ phận đến có đủ nhất quán để robot định vị và xử lý một cách đáng tin cậy không?

Đây thường là nút thắt cổ chai thực sự, hơn cả bản thân quá trình. Robot cần biết vị trí của một bộ phận và cách nó được định hướng để kẹp, hàn hoặc đặt nó một cách chính xác. Các bộ phận thay đổi đáng kể về vị trí, hướng hoặc kích thước theo từng chu kỳ yêu cầu cố định ngược dòng chặt chẽ hơn, hệ thống thị giác để định vị các bộ phận một cách linh hoạt hoặc cả hai — và mỗi điều này đều làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp cho giải pháp tự động hóa. Các bộ phận đến từ quy trình ngược dòng được kiểm soát tốt (cố định nhất quán, dung sai kích thước chặt chẽ) sẽ dễ dàng tự động hóa hơn và rẻ hơn đáng kể so với các bộ phận có sự thay đổi đáng kể theo từng bộ phận.

3. Khối lượng sản xuất có hỗ trợ thời gian hoàn vốn hợp lý không?

Tự động hóa không phải là miễn phí, vì vậy khối lượng và thời gian thực hiện công việc cần phù hợp với mức đầu tư. Điều này không có nghĩa là chỉ sản xuất hàng loạt số lượng lớn mới đủ điều kiện - nó có nghĩa là phép toán cần phải phù hợp với tình huống cụ thể của bạn, điều này phụ thuộc vào chi phí lao động, mô hình ca làm việc, thời gian sản xuất sản phẩm và loại hình tự động hóa đang được xem xét.

Tại sao khối lượng sản xuất không phải là một giới hạn đơn giản

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng tự động hóa rô-bốt chỉ có ý nghĩa khi vượt quá ngưỡng âm lượng chung nào đó — trên thực tế, khối lượng phù hợp cho tự động hóa phụ thuộc rất nhiều vào chi phí lao động, loại rô-bốt và thời gian chạy ứng dụng chứ không phải một con số cố định.

Là một điểm tham chiếu cụ thể: đối với hàn robot cụ thể, tự động hóa thường mang lại hiệu quả trong vòng 12–18 tháng khi số giờ hàn hàng tuần vượt quá khoảng 40 giờ - dưới ngưỡng đó, thợ hàn thủ công thường tiết kiệm chi phí hơn. Đây là điểm neo hữu ích cho một quy trình cụ thể nhưng không phải là quy tắc chung cho tất cả các ứng dụng rô-bốt — lắp ráp, xếp hàng, chăm sóc máy và sơn, mỗi loại có tính kinh tế khác nhau dựa trên thời gian chu kỳ, tỷ lệ lao động và chi phí thiết bị.

Robot cộng tác nói riêng đã thay đổi tính toán này. Vì cobot thường có chi phí thấp hơn, triển khai lại giữa các nhiệm vụ nhanh hơn và không phải lúc nào cũng yêu cầu cơ sở hạ tầng an toàn và hàng rào giống như robot công nghiệp truyền thống nên chúng có thể biện minh cho việc tự động hóa ở khối lượng sản xuất mà tế bào 6 trục truyền thống sẽ không thể hoạt động được. Đây là một phần có ý nghĩa giải thích tại sao các nhà sản xuất có quy mô lớn, khối lượng thấp — trước đây được coi là ứng cử viên tự động hóa kém — đang ngày càng tìm kiếm các ứng dụng khả thi, đặc biệt là với cobot cung cấp điểm đầu vào tự động hóa với rủi ro thấp hơn.

Sản xuất hỗn hợp cao, khối lượng thấp: Không tự động bị loại trừ

Nếu quá trình sản xuất của bạn chạy nhiều số bộ phận khác nhau trong các lô nhỏ hơn thì điều đó không đủ điều kiện khiến bạn bị loại khỏi quá trình tự động hóa — nó sẽ thay đổi loại tự động hóa nào có ý nghĩa và công cụ hỗ trợ nào bạn sẽ cần.

Các yêu cầu chính để tự động hóa môi trường hỗn hợp cao, khối lượng thấp khác với dòng sản phẩm chuyên dụng, đơn lẻ:

• Chuyển đổi nhanh giữa các loại bộ phận — dụng cụ cuối cánh tay thay đổi nhanh hoặc bộ kẹp được thiết kế để xử lý nhiều bộ phận tương tự nhau mà không cần cấu hình lại vật lý, quan trọng hơn so với tự động hóa một sản phẩm.

• Lập trình linh hoạt - khả năng chuyển đổi nhanh chóng giữa các chương trình được lưu trữ cho các bộ phận khác nhau, thay vì lập trình lại từ đầu cho mỗi thay đổi của sản phẩm.

• Tự động hóa ở quy mô phù hợp — một rô-bốt nhỏ hơn, linh hoạt hơn (thường là cobot) được triển khai trên nhiều dòng sản phẩm có thể đạt được mức sử dụng tốt hơn so với một ô lớn, chuyên dụng được xây dựng xung quanh một bộ phận.

Đây thực sự là một phép toán khác so với tự động hóa khối lượng lớn, một sản phẩm và cần phải nói rõ với nhà cung cấp tiềm năng rằng môi trường của bạn có tính hỗn hợp cao thay vì cho rằng cuộc trò chuyện tiêu chuẩn về 'khối lượng sản xuất' cũng áp dụng theo cách tương tự.

Nhà cung cấp robot thực sự cần thông tin gì để đánh giá ứng dụng của bạn

Động lực lớn nhất để có được câu trả lời khả thi chính xác, hữu ích là chất lượng thông tin bạn cung cấp — một mô tả mơ hồ về 'chúng tôi muốn tự động hóa quá trình hàn' tạo ra phản hồi mơ hồ, không đáng tin cậy, trong khi dữ liệu cụ thể cho phép nhà cung cấp đưa ra đánh giá thực tế cho bạn.

Tối thiểu, hãy sẵn sàng mô tả:

• Chi tiết về quy trình hiện tại - chính xác những gì xảy ra ở mỗi bước, theo trình tự nào và mỗi bước hôm nay kéo dài bao lâu.

• Thông tin về bộ phận - kích thước, trọng lượng, vật liệu và mức độ đồng nhất của các bộ phận từ bộ phận này sang bộ phận khác (dung sai chặt chẽ so với sự thay đổi đáng kể).

• Thời gian và khối lượng chu kỳ - bạn cần sản xuất bao nhiêu đơn vị mỗi giờ/ca/ngày và số lượng đó so với sản lượng thủ công hiện tại của bạn như thế nào.

• Ảnh hoặc video về quy trình hiện tại - xem hoạt động thủ công thực tế, bao gồm cách các bộ phận hiện được trình bày, kẹp hoặc định vị, cung cấp cho nhà cung cấp nhiều thông tin hữu ích hơn so với chỉ mô tả bằng văn bản.

• Các bộ phận mẫu, nếu khả thi - đối với các hình dạng phức tạp hoặc các vật liệu bất thường, việc có thể kiểm tra độ vừa vặn của dụng cụ hoặc xác minh các giả định xử lý đối với một bộ phận thực sẽ cải thiện đáng kể độ chính xác của đề xuất.

Trong quy trình yêu cầu riêng của SZGH, bản thân biểu mẫu liên hệ rất đơn giản — nó thu thập chi tiết liên hệ của bạn và cho phép bạn chọn xem bạn quan tâm đến máy CNC, cánh tay robot hay tích hợp robot CNC +, với trường văn bản mở để mô tả ứng dụng của bạn. Không có trường tải tệp lên chuyên dụng trên biểu mẫu, vì vậy nếu bạn có bản vẽ, video hoặc thông số kỹ thuật chi tiết để chia sẻ, hãy đề cập đến điều này trong mô tả ứng dụng và một thành viên của nhóm kỹ thuật sẽ theo dõi cách nhận chúng — việc gửi thông tin này một cách chủ động, thay vì chờ được hỏi, là điều giúp rút ngắn quá trình đánh giá.

Các quy trình vẫn là ứng cử viên tự động hóa kém

Tự động hóa robot đã mở rộng sang các ứng dụng mà cách đây một thập kỷ có thể không thực tế, nhưng ngày nay một số quy trình vẫn thực sự kém phù hợp:

• Các nhiệm vụ đòi hỏi sự đánh giá chủ quan liên tục - các quy trình trong đó người vận hành có kỹ năng đưa ra các quyết định về chất lượng hoặc quy trình theo thời gian thực dựa trên kinh nghiệm khó xác định là quy tắc có thể lặp lại (chứ không phải là quyết định có thể được mã hóa dưới dạng tiêu chí kiểm tra dựa trên tầm nhìn).

• Công việc thực sự chỉ thực hiện một lần hoặc khối lượng cực thấp — một bộ phận duy nhất hoặc sản phẩm chạy quá nhỏ đến mức ngay cả một cobot linh hoạt, được triển khai lại nhanh chóng cũng không thể tích lũy đủ chu kỳ để bù đắp thời gian thiết lập và lập trình.

• Biến thể cực lớn của bộ phận đầu vào vượt quá mức mà thiết bị cố định hoặc tầm nhìn có thể bù đắp một cách hợp lý — nếu biến thể bộ phận đủ nghiêm trọng để người vận hành con người phải kiểm tra trực quan và điều chỉnh cách tiếp cận của họ theo cách thủ công đối với từng bộ phận, thì vấn đề này thường cần được giải quyết ngược dòng (kiểm soát bộ phận đầu vào tốt hơn) trước khi quá trình tự động hóa trở nên thực tế, thay vì được giải quyết bởi chính tế bào robot.

Việc nhận biết trước những giới hạn này sẽ hữu ích hơn việc cho rằng tự động hóa có thể giải quyết mọi quy trình thủ công — một thông tin 'chưa' trung thực từ một đánh giá, kết hợp với các cải tiến cụ thể ở cấp trên, là kết quả tốt hơn so với nỗ lực tự động hóa không phù hợp.

Một con đường thực tế phía trước

Thay vì cố gắng trả lời câu hỏi khả thi một cách trừu tượng, cách tiếp cận hiệu quả hơn là đưa ra một quy trình cụ thể cho nhà cung cấp để đánh giá với thông tin được mô tả ở trên. Đánh giá có cấu trúc dựa trên các bộ phận, thời gian chu kỳ và khối lượng thực tế của bạn sẽ cho bạn biết nhiều hơn bất kỳ khuôn khổ chung nào - bao gồm cả việc rô-bốt công nghiệp truyền thống, rô-bốt cộng tác hay một loại tự động hóa hoàn toàn khác là điểm khởi đầu tốt hơn cho tình huống của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Tôi có cần số lượng đơn vị tối thiểu mỗi năm trước khi tự động hóa có ý nghĩa không?

Không có mức tối thiểu chung - nó phụ thuộc vào chi phí lao động, loại robot và thời gian chu kỳ. Rô-bốt cộng tác và công cụ linh hoạt đã giảm khối lượng cần thiết để đảm bảo tự động hóa so với các ô chuyên dụng truyền thống, do đó, bạn nên nhận được đánh giá cụ thể thay vì cho rằng khối lượng của mình quá thấp.

Robot có thể xử lý các bộ phận có kích thước hoặc vị trí hơi khác nhau không?

Trong giới hạn, có - thông qua một số sự kết hợp giữa cố định chặt chẽ hơn, dụng cụ cuối cánh tay tuân thủ hoặc hệ thống thị giác giúp định vị bộ phận trước khi xử lý. Càng có nhiều biến thể thì điều này càng làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp của hệ thống, do đó, cần định lượng mức độ biến đổi thực sự tồn tại trong quy trình của bạn.

Sản xuất hỗn hợp cao, khối lượng thấp có phù hợp với robot không?

Không tự động - nó thay đổi phương pháp tự động hóa nào phù hợp nhất. Robot cộng tác với công cụ thay đổi nhanh và lập trình linh hoạt đặc biệt phù hợp với môi trường có nhiều biến thể sản phẩm và quy mô lô nhỏ hơn, không giống như các ô chuyên dụng lớn được xây dựng xung quanh một sản phẩm.

Cách nhanh nhất để có được câu trả lời chính xác về quy trình cụ thể của tôi là gì?

Cung cấp trước càng nhiều chi tiết thực tế càng tốt — các bước quy trình hiện tại, kích thước bộ phận và tính nhất quán, thời gian và khối lượng chu kỳ cần thiết cũng như ảnh hoặc video về thao tác thủ công ngày hôm nay. Thông tin càng cụ thể thì kết quả đánh giá càng chính xác và hữu ích.

Tôi nên tự động hóa toàn bộ quá trình cùng một lúc hay bắt đầu từ một bước?

Nhiều nhà sản xuất bắt đầu bằng cách tự động hóa một bước lặp đi lặp lại nhiều nhất, khối lượng lớn nhất hoặc đòi hỏi công thái học nhất trong một quy trình lớn hơn thay vì cố gắng tự động hóa toàn bộ hoạt động gồm nhiều bước cùng một lúc. Điều này giúp giảm rủi ro và cho phép bạn xác thực phương pháp này trước khi mở rộng tự động hóa sang các bước bổ sung.

Phần kết luận

Liệu quy trình sản xuất có thể được tự động hóa bằng robot hay không phụ thuộc vào tính lặp lại của nhiệm vụ, tính nhất quán của bộ phận và liệu khối lượng sản xuất của bạn có hỗ trợ hoàn vốn hợp lý hay không — không phải là quy tắc ngành cố định hay danh sách kiểm tra có/không đơn giản. Môi trường hỗn hợp cao, khối lượng thấp là những ứng cử viên tự động hóa ngày càng khả thi, đặc biệt là với robot cộng tác và công cụ linh hoạt, đồng thời độ chính xác của bất kỳ đánh giá khả thi nào đều phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của thông tin quy trình, bộ phận và khối lượng mà bạn cung cấp trước.

Yêu cầu Đánh giá Tự động hóa Quy trình — Chia sẻ chi tiết quy trình, thông số kỹ thuật bộ phận và khối lượng sản xuất của bạn với Nhóm kỹ thuật của SZGH để có được đánh giá cụ thể xem liệu tự động hóa robot có phù hợp với ứng dụng của bạn hay không. E-mail: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781