从精益制造角度看产线设计中的5种工业通讯协议在自然界的应用
从精益制造的角度看，产线设计中5种工业通讯协议在自然界中的应用
无论我们探讨的是什么样的生产过程，精益思想对于工厂而言都是基础。精益制造关乎“质量”、“成本”和“交付”的三个核心问题，一切都围绕着这三个关键点展开。经过几十年的发展，精益制造已经成为全球优秀制造商共同执行的运营管理体系，因为必须确保稳定可靠的生产，然后才能谈论数字化转型、智能化升级。因此，我们必须让技术回归到其本质上，在这个基础上探讨产线设计。
面对个性化生产的挑战
智能制造正在成为行业聚焦的话题，就目标而言，智能制造要解决“个性化需求”与“成本效率”的不断提升的问题，可以归结为几个关键问题：
（1）通过软件定义的智能，使机器适应变化的需求；
（2）通过对生产全局数据分析来优化生产效率。
无论是对于标准流水线还是大规模定制企业，其竞争力来自于质量、成本与交付能力，因此，对于投资者来说，只有稳定的高品质生产才能真正获得增值，从而长期获利。
评估产线投资效率
评估产线投资效率的关键指标是OEE，这对于大部分End User来说非常重要。除了OEE之外，还有产品上市时间（Time to Market）和投资回报（Return of Investment）也是重要的评价标准。
回到本质 - 生产评估
如果我们仍然延续传统的生产模式，那么想要达到高品质就变得困难重重。图1展示了关于OEE计算的一个关键因素，我们可以看到OEE受到多种因素影响，并结合控制工艺来分析这些方面：
（1）质量：包括开机/关机浪费，以及参数调校进入稳态所需时间。
（2）性能：包括机械磨损带来的速度下降，以及暂停可能由电气不稳定或干扰引起。
（3）可用性：对于小批量、高变动性的产品，换型并非增值活动，因此会降低可用性，而快速换型才能减少这一损失。
个性化并非易事
了解了OEE这个关键指标后，我们就会发现个性化实际上在生产中带来了许多挑战：
（1）开机损失：频繁更换模具导致开机浪费无法解决。
（2）设置与调校：由于订单变小，每次更换模具所需时间增加，不仅使设备不可用，也影响加工时间。
传统机械系统瓶颈
除了更换模具造成的问题外，传统机械系统还存在以下不足：
图2-传统机械系统由链条或皮带传输
（1】机械磨损：齿轮等部件磨损导致精度不足，加速器维修暂停造成经济损失。
【(2)不能灵活调整】采用分度盘等方式组装加工过程，不利于高速平稳运行，而且分度盘惯量大，不易高速操作。
【(3)不能实现个性化调整】分度盘间距移动速度固定，与变化要求不匹配，要重新设计验证耗时且资源消耗巨大。
【(4)大量缓冲区设置】因为输送系统无法最佳匹配，加速部分缓冲区需要占据面积较大的空间。
【(5)复杂维护需要经验丰富的人员确保运行顺畅
为了应对更为个性化需求下的挑战，便出现了一代新技术——柔性电驱输送系统，如ACOPOStrak，如图3，它采用长定子直线电机技术，将滑块装载进行轨道上的运动，这些滑块使用电磁方式，使得动子的间距、速度加速度可以根据软件定义调整，以克服柔性的制造中刚性的问题，使整个产线更加灵活。
其他优势如轨道多样设计形式，如图4，可以构成非常灵活的组织形式，可用于多种场景，如电子产业混合包装食品饮料业；或者单一主线分给多道后处理单元进行分流；甚至专用的维修站/夹具站处理不良品或更换夹具。
柔性的提升效果
柔系列驱输送系统如SuperTrak/ACOPOStrak，如图5，有以下几个方面提升了原有的能力：
热插拔功能，让工装夹具快速更换，无需停止当前工作区域；
数字孪生测试验证，让新的组合在虚拟环境内进行仿真试验，即在软件中模拟现实条件以保证快速入流量程；
变轨技术，使得各项参数随意调整，无需复杂操作；
协同工作能力，让轨道与设备同步工作提高整体效能；
灵活调整使得每一步都能轻松改变配置，无需重新布置整个设施。
总结来说，由于以上提到的特点和优势，柔系列驱输送系统能够显著提高原有的输出有效执行指数(OEE)，即使面临更多变化也能保持高品质、高效低成本，同时缩短市场发布时间以及提高返利周期，为企业提供了更多可能性。在这样的背景下，这些先进技术将继续推动现代工业向前发展，为未来创造新的可能性。
