實現柔性自動化—不僅僅是搬運
實現柔性自動化—不僅僅是搬運
針對數控銑床、車床,其他加工設備和輔助工藝,如去毛刺、表面處理、測量和打標,本頁面探討了實現柔性自動化的最佳方式。真正的問題不是“是否”應該采用自動化,而是實現“什么”自動化和“如何”自動化。欲了解更多內容,請繼續閱讀,或直接通過下面的鏈接跳轉到指南頁面:
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生產規劃和資源管理自動化
生產規劃和資源管理的自動化需要一款軟件,該軟件能夠把生產訂單(例如來自ERP的訂單)轉化成實時更新、顯示應該生產什么和應該何時生產的計劃。通過管理原料、數控(NC)程序和刀具等生產資源,軟件可以提前預測生產瓶頸。軟件也能指導操作人員在正確的時間采取正確的行動。這就賦予了生產經理全部的控制權,更容易滿足生產周期的要求。自動化控制面板實現了態勢感知,FastemsMMS 是此類軟件的典范。
物理搬運和操作自動化
物理搬運和操作自動化需要機器人等自動化硬件,使系統能在實踐中進行有計劃的生產(加工)。此系統通過移動加工托盤或工件來實現。另外,系統也能綜合管理刀具的物理搬運以及去毛刺、清洗、測量、打標等輔助性工序。以上是對數控生產環境中的自動化在傳統意義上、老生常談的理解,但這僅僅是自動化的一方面,我們可以在本頁面的最佳實踐部分了解更多。
請注意,生產規劃和資源管理自動化可以與物理搬運自動化分開單獨實現,但是只有這兩種自動化一同實現時,才能帶來最大收益。
在每個類別中可以實現自動化的內容有什么?

數控自動化系統中的生產調度
生產規劃和資源管理自動化
安排人員、設備和IT系統緊密合作。在生產實踐中,這種緊密合作具有以下特點:
- 在不同數據系統和設備或單元之間,實現自動化信息流動
- 根據生產訂單和訂單的優先級,持續動態地更新生產計劃
- 自動從ERP獲取訂單
- 為操作員提供指導,在正確的時間采取正確的行動
- 工件生產“配方”
- 生產工序內的(復雜)生產階段管理
- 前瞻性資源管理&生產計劃和資源瓶頸報告
- 夾具、托盤和抓手
- 原料
- 數控程序
- 刀具、刀具數據和偏置
- 報告與分析
- 生產和設備KPI,如利用率、設備綜合效率、可用率等
- 訂單進度查看
- 庫存/在制品
- 生產事件記錄和追蹤
- 自動歸檔(無紙化生產)

柔性制造系統,可實現零點定位或無托盤
物理搬運和操作自動化
自動化硬件可以非常高效、極為精準地重復進行可復制的穩定工序。在生產實踐中,可以進行以下生產活動:
- 將(零點定位)加工托盤傳輸至機床工作臺,或將其從機床工作臺搬出
- 使用機器人進行夾具裝載/卸載
- 搬運工件到機床工作臺或卡盤
- 自動卡盤調整或更換
- 機器人更換抓手和刀具
- 將刀具傳輸到刀具庫
- 將工件移動到輔助性加工工序,或將其從加工工序中移出,包括:
- 去毛刺
- 清洗
- 熱處理
- 打標
- 拋光
- 測量
- 管理和傳輸原材料
- 管理和傳輸半成品
人工操作

?在某些時間做(某些)工作
第一種方式是無自動化的傳統車間,一個員工手動操控1-3個數控機床。這當然是一種可長期使用、行之有效的操作方式,但是缺點也很明顯。在采用這種生產方式時,一般的機床每年真正的切削時長只有約1000-2000小時,而每年的可用時長為8760小時。這一問題產生的原因,是手動設置和手動生產規劃、不穩定工序以及偶爾出現資源缺失帶來的繁復問題。
這會導致整體生產周期延長,經常會出現質量問題,而且由于不是按需生產,實際生產的批量遠多于訂單數量,從而產生了非必要的在制品。出現這些問題的原因是生產以設置為導向了。
最終結果:設備利用率低,遠未發揮出生產潛力。
Traditional CNC Automation
在大部分時間做(某些)工作
第二種方式是用機器人取代操作員。因為機器人/堆垛車幾乎可以每周7天、每天24小時服務機床,這種生產方式意味著利用率的巨大提升。雖然貌似非常有成效,但這種自動化生產方式存在許多問題:機床在持續運行,但我們無法高效管理資源和刀具來滿足機床需求,也不能依據加工能力對生產訂單進行智能管理。也就是說,生產規劃和資源管理限制了利用率,成為了新的瓶頸,導致生產依然不能發揮出最大潛力。在實現自動化以前,人工操作機床,生產速度慢,用紙、筆或簡單的Excel表格或許可以應對生產。
最終結果:用機器人取代操作員可以提高機床利用率,但是會引發與生產或資源管理有關的問題,導致無法發揮最大的生產潛力。
智能數控自動化
在正確的時間做正確的工作—始終如此
最后一種方式將部件的高效物理搬運自動化和生產規劃,資源管理自動化的優勢結合在了一起。
生產訂單(例如來自ERP的訂單)設定生產的“節奏”,使全部相關事項與之同步。Fastems MMS等軟件已知生產所需的全部資源和加工能力,提示操作人員在正確的時間采取正確的操作。另外,如果由于機床刀具庫缺少刀具等原因而造成沒有按計劃進行生產活動,軟件會主動發出警告。為了使生產經理的工作變得更加輕松,生產計劃會依據快速交貨(緊急插單)或機床故障(重新將工作分配給可以工作的其他機床)等變化因素,進行自動動態更新。
最終結果:從整體上看,能夠在正確的時間開展正確的生產活動。這意味著實現最大機床利用率、減少在制品、加速生產周期、提高質量……在優勢部分閱讀更多內容。
卓越運營
閑置時間更少、質量更高且更穩定、工序效率更高且協調更密切,生產規劃和資源管理自動化以及無人化生產都可以促成卓越運營。

客戶&員工更滿意
通過智能自動化,操作員的工作變得更有意義,也更安全。持續保持的高品質,加上快速可靠的生產周期,可在正確的時間以正確的方式為客戶提供滿意的部件,同時持續保障您的利潤。

良好的財務業績
更高的生產能力、在每個部件上降低的勞動和機床投資成本,加上降低的運營資本,這些都是自動化的優勢。
任何規模的企業
在我們已經安裝的5000多套自動化系統中,有的只有幾名員工、投資自動化的中小企業,投資收益非常好。另外,中型企業和跨國公司也能同樣獲益,其應用場景適合工序復雜,多品種,不同批次,技術要求高的柔性生產。
具體舉例如下: Advanced Machining & Fabricating?(分包商/加工車間), Almatic (中小企業), SKF Aeroengine (跨國企業)
產品所有者和分包商(加工車間)
產品所有者根據自身需求進行生產活動。在過去的幾年中,將生產轉化為競爭優勢的趨勢越來越明顯。制造業的回流和近岸外包也推動了這種趨勢。產品所有者通過控制價值鏈中更大的部分,從生產自動化的發展中獲得巨大收益。
分包商(或加工車間)注重為終端客戶生產某些工件組套,它們的競爭優勢幾乎全部來自于生產效率和靈活性,因此是采用自動化的理想企業。Kempf CNC-Technik就是使用自動化獲得良好效果的典型企業。
用于新機床和現有的機床
在采購新機床時,常常會進行自動化方面的投資。這主要是因為自動化可以滿足這種投資背后的需求和推動力,自動化逐漸成為一種必然,而非一種選擇。實際應用也非常重要。新設備對于和自動化的機械對接和電氣接口易于自動化解決方案的實施。這意味著能夠確堆垛機或機器人和新設備集成,或者控制軟件可以傳輸數控程序或讀取刀具數據等。
自動化解決方案也可以應用于現有的設備。挪威企業Kongsberg Automotive最近采用了我們的自動化解決方案,這家將現有的五臺Makino a55通過Fastems FMS進行了自動化。?對于這種情況,工作重點是先要對自動化的可行性進行充分的前期研究,然后在建立接口和項目管理方面進行專業約定。?Buck CNC Teknik也是我們的客戶,這家企業的一臺現有車床和一臺新車床使用了Fastems RoboCell ONE。
柔性數控自動化可以使哪些行業獲益?
簡單來說,就是幾乎任何類型的企業都可以。Fastems深耕數控自動化行業長達40年之久,發現了數百種可以通過數控自動化獲益的不同工業應用類型。其中大多數(單個部件)年產量從幾件到幾萬件不等,產品種類較多。請注意,以下羅列的并不是通過自動化獲益的全部行業,僅是舉例說明。
機械制造
- 通用和專用工業機械
- 發動機和傳動裝置部件
- 模具和模型設備與機械
- 海洋產業
- 機床、托盤和夾具
分包商/機加車間
- 一般分包
- 特殊分包
流體技術
- 泵
- 壓縮機
- 閥
- 氣動裝置
- 液壓裝置
航空航天與國防
- 引擎部件
- 起落架部件
- 內飾部件
- 結構部件
重型車輛與機械
- 農業機械與設備
- 林業機械與設備
- 建筑與礦業機械
- 列車與機車
醫療
- 特殊醫療設備
- 一般和特殊醫療分包
能源
- 引擎、發電機和渦輪
- 可再生能源(風能)
- 石油、天然氣和離岸產業
機動車
- 跑車&摩托車
- 一般機動車分包
- 個人車輛
- 重型車輛
- 其他特殊車輛
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