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精益自动化:智能制造的基石

导读: 丰田式生产方式被称之为TPS,1985年麻省理工学院为TPS冠上了名号Lean Production,即“精益生产”。精益生产有两大支柱,一个是准时化生产(JIT),另一个就是自动化。

伴随社会的不断进步,市场需求不断转型,从原先具有大众性、单一性的市场转变为多元化的市场。且近年来劳动供给逐年下降,劳动成本不断上扬。这样的转变导致企业的市场竞争越来越激烈,企业的利润空间越来越小。因此,众多制造型企业选择以自动化生产代替人工生产的方法来提高产品品质以及生产效率,使自家的产品物美价廉,能在市场竞争中占据一席之地。然而现今众多企业在采用自动化生产方式的过程中存在着诸多困扰,如何判断设备功能的合理性,如何规划设备布局方案,如何实现生产线平衡,如何提高设备的利用率,都已成为企业亟待解决的重要问题。

1 精益生产与精益自动化

1.1 精益生产与自动化

丰田式生产方式被称之为TPS,1985年麻省理工学院为TPS冠上了名号Lean Production,即“精益生产”。精益生产有两大支柱,一个是准时化生产(JIT),另一个就是自动化。精益生产的构成见图1。

精益自动化:智能制造的基石

图1 精益生产的构成

自动化生产可以实现产品品质化,作业省人化。在自动化生产中以生产100%的合格品为大前提,在生产过程中设备能够自动检测出设备异常和产品质量异常等,并能够自动停止,坚决不把不良品流向下到工序。且又因设备能够自动停止,这样就不需要专人时刻注意设备运行,从而实现作业省人化。

1.2 精益自动化

精益自动化生产是在精益生产的理念上衍生而来,是将JIT,IE,5S,等思想与改善手法融入到自动化生产中,配合生产节拍进行生产作业。通过程序分析,作业分析,动作分析等IE手法,减少浪费,提高生产效率。再结合快速换模,信息目视化,6σ等技术,提高产品质量,适应柔性生产。从自动化层面来优化连续流,实现生产的全面精益自动化,再辅以大数据、物联网等信息化技术工厂便能迈入智能制造的行列。

2 精益自动化与智能制造

2.1 精益自动化的导入

在确保生产安全的前提下,自动化导入共分为4大模块,23个子项。4大模块分别为工具自动化,工序自动化,产线自动化,工厂自动化。

2.1.1 工具自动化

工具自动化主要以减轻作业人员劳动负担为主,在作业时使用一些简单的辅助工具完成生产作业,是由“人的工作”向“工具的工作”进行转变。主要子项如下:

1.工具道具化:通用工具加工为专用化工具,以方便使用。

2.加工自动化:手工作业工具动置为电动、气动等小设备作业。

3.位置固定化:固定道具、小设备的使用位置。

4.自动输送:道具、小设备的工作和人的工作分开。

5.原位置复位:作业完成后道具及小设备可恢复原位置。

2.1.2 工序自动化

工序自动化主要是以人机分离作业为主,作业员只需做装夹,拿取工件即可,为实现一人多机,少人化创造条件,是由“人的工作”向“机器的工作”进行转变。且因机器出错率比人员手工作业小,产品质量得以大幅度提升,主要子项如下,工序自动化级别见图2:

1.自动夹具:工件的位置通过夹紧装置固定。

2.自动加工:工件的加工通过电动、油压、气压等自动方式进行。

3.自动传送:工件配件的传递通过电动、油压、气压等自动方式进行。

4.自动停止:机器加工部位在工件加工完成后自动停止运动。

5.自动原位置复位:机器加工部位在停止加工后自动返回原位置。

6.自动弹出:工件加工完成后会自动弹出。

7.自动搬运:工件被弹出后自动搬运到下一作业工位。

8.自动测定:工件加工完成后全部自动检测。

9.自动安装:工件配件的安装通过电动、油压、气压等自动方式进行。

10.自动启动:工件装夹完成后机器自动启动工序内加工程序。

精益自动化:智能制造的基石

图2 工序自动化级别

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