在自然界中探索ff现场总线的应用精益制造视角下的产线设计
在自然的流程中探索ff现场总线的应用:精益制造视角下的产线设计与个性化生产挑战
精益思想是工厂生产不可或缺的一部分,它围绕质量、成本和交付这三个核心要素展开。随着时间的推移,精益制造已经成为全球优秀制造商共同遵循的运营管理体系。为了确保稳定可靠的生产,我们必须让技术回归到制造业本质上来。在这个基础上,我们可以探讨如何优化产线设计,以应对个性化生产带来的挑战。
智能制造正在成为产业发展的一个热点话题,其目标是解决个性化需求和成本效率提升的问题。关键问题包括:
通过软件定义智能,让机器适应变化需求。
通过分析全局数据来优化生产效率。
无论是标准流水线还是大规模定制,企业竞争力来自于质量、成本和交付能力。因此,对于投资者来说,只有稳定的高品质生产才能真正为企业带来“增值”,从而实现长期盈利。
工业互联技术使得单机之间可以连接,从而实现数据透明传输。但是,由于机械“刚性”,获得柔性的难点仍然存在。自动化系统能够根据工艺建模适应变化,但执行机构需要胜任这样的变化,这就成为了瓶颈。
评估产线投资效率的关键指标是OEE(Overall Equipment Effectiveness),这是大多数End User关注的话题。此外,产品上市时间(Time to Market)和投资回报(Return of Investment)也是重要评价指标。
如果我们还延续传统的生产模式,那么达到高品质就会变得困难。一图表展示了OEE计算中的关键因素,并结合控制工艺进行分析:
质量:包括开机/关机浪费,以及参数调校进入稳态所需过程。
性能:影响机器性能因素,如机械磨损等。
可用性:对于小批量、多品种,换型不增值,因此会降低可用性,而快速换型才能减少损失。
了解了OEE这个关键指标,我们发现个性化实际上对生产造成了许多挑战:
开机损失:频繁换型导致开机浪费无法解决,因为订单变小,而开机浪费固定。
设置与调校:频繁换型导致设备可用性的下降,因为分度盘等调整需要数小时处理时长,使得“增值”加工时间缩短。
除了这些问题之外,传统机械产线还有以下问题:
机械磨损:链条或皮带传送可能由于齿轮磨损导致精度不足。
不灵活调整:采用感应电动机会无法高速平稳运行,或分度盘惯量大,不易高速操作。
无法实现个性化调整:分度盘间距移动速度不能轻易更改,不适合新产品设计测试验证。
4-5: 缓冲区设置复杂维护工作量较大
为了应对更为个性化需求,一代新的产线设计技术出现,如柔性电驱输送系统ACOPOStrak。这项技术采用长定子直线电磁滑块装载,可以根据软件定义动子的间距、运行速度、加速度进行调整,从而克服了传统机械“刚性的”限制,使整个产线变得更加柔韧灵活。此外,该系统轨道设计形式多样,可构成非常灵活的组织,可以用于混合包装食品饮料行业,或电子制造业等场景,还可以建立专用的维修站/更换夹具站以便处理不良品或更换夹具。
柔性电驱技术对于提高OEE也产生了一些颠覆式效果,包括热插拔数字孪生测试验证及变轨协同工作能力,这些都极大地提升了产线能力,使其能够在面临更多个体差异的情况下保持高品质、高效率和快速交付能力,同时缩短Time to Market并提高ROI,为企业提供了竞争优势。