从精益制造角度看产线设计探索总线协议在自然界中的应用
从精益制造的角度看产线设计：探索总线协议在自然界中的应用
无论我们讨论何种生产，精益思想对于工厂而言是基准，精益就关乎“质量”、“成本”、“交付”三个核心话题，一切都围绕这三个生产的核心话题而展开。经过数十年的发展，精益制造已经成为全球优秀制造商所共同执行的运行管理体系，因为必须确保稳定可靠的生产，然后才能谈到数字化转型、智能化升级，因此，我们必须让技术回归制造的本质，在这个基础上探讨产线设计。
应对个性化生产的难题
智能制造正在成为产业聚焦的热点话题，就目标而言，智能制造要解决“个性化需求”和“成本效率”不断提升的问题，归结起来，主要聚焦了几个问题：
（1）通过软件定义智能来让机器与产线适应变化的需求；
（2）通过对生产全局数据分析来优化生产效率；
无论对于“标准流水线”还是“大规模定制”，企业竞争力来自于质量、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。
第二个问题易于理解，但第一个问题却会遇到瓶颈，因为机械刚性的限制，使得获得柔性的挑战更为严峻。传统机械系统虽然能够实现根据工艺建模以适应变化，但需要执行机构能够胜任这样的变化，那么传统产线就成为了瓶颈。
评估投资效率关键指标是OEE，这对于大部分End User极为关注。产品上市时间（Time to Market）和投资回报（Return of Investment）都是关键评估指标。
回归本质—生产评估
如果我们仍然延续传统模式，那么达到高品质就不那么容易。图1展示了关于OEE计算关键因素，以及结合控制工艺分析如下几个方面：
（1）质量：包括开机/关机浪费，由于参数调校进入稳态有过程，而产生非良品。
（2）性能：影响因素包括机械磨损带来的无法高速运行，以及暂停因电气不稳定或干扰等。
（3）可用性：快速换型降低损失，而宕机则由机械故障或电气干扰导致。
图1-OEE评价综合投资效率
个性化并非易事
了解了OEE后，我们发现个性化实际上在面临许多挑战：
（1）开机损失：频繁换型引发固定值浪费，与分母变小导致不良品率提升。
（2）设置与调校：频繁换型需大量调校时间，大幅降低设备可用性。
除了这些，更深层次地传统机械产线存在以下问题：
图2-传统机械链条或皮带传输方式
① 机械磨损及维护暂停
② 无法灵活调整，如齿轮磨损影响速度；分度盘惯量大，不易高速运转。
③ 无法实现调整，如分度盘间距不能轻易改变；新产品需重新测试验证系统。
④ 大量缓冲区占用面积
⑤ 维护复杂，以经验丰富人员保证稳定操作
综上原因显示，为应对更为个性化需求，即使是最先进技术，也难以完全克服这一困境。但随着柔性电驱技术出现，它开始逐渐改变这一局面，如ACOPOStrak柔性输送系统，其特点是滑块装载被加工对象运行轨道之上，可以根据软件定义动子间距、速度加速度进行调整，使整个产线变得更加灵活和适应多样需求。
另外，在ACOPOStrak中轨道设计形式多样，可构成非常灵活组织，如图4，它可以组合装配电子或食品饮料工业混合包装场景，或将单一高速流水线分给多个后道单元进行不同处理场景，或专用的维修站/更换夹具站处理视觉检测出的不良品或者更换工作夹具时使用。
柔性电驱技术提高OEE
柔软导向输送系统如SuperTrak/ACOPOStrak带来了几项颠覆式创新：
① 热插拔，更换工装夹具时能在当前行程保持固定区域进行；
② 数字孪生，让新的组合在虚拟环境中测试验证，即模拟滑块数量、位置加速度特征，以确保快速进入稳态过程；
③ 变轨技术，使得调整更加灵活，无需复杂手段即可完成；
④ 协同工作，将轨道与各种设备同步协作，无需总体布置重做调整即可实现极高同步水平；
⑤ 灵活调整，不仅虚拟环境也可以实时随意修改，这使得换型变得更加简单迅速。
提升个 性 化 生 产 中 的 产 线 O E E
综述所述，柔软导向输送系统能提供多方面提升包括减少每批次替换时间增加生产品质降低风险同时缩短Time to Market和ROI，并且它代表了未来较好的选择因为它允许继续推进个人定制，同时保持有效利用资源从而持续竞争优势。这意味着尽管面临更多挑战，但是采用这种方法能够帮助公司再次满足市场要求并保持其领导地位。
