Автоматизированная линия финишной обработки — это система, а не список покупок. Робот здесь и полировщик там не делают линию. Линия работает только тогда, когда каждая станция сбалансирована, поток плавный, а смена быстрое. Всё начинается с проектирования.

Это руководство охватывает решения по проектированию, которые отличают эффективные линии от дорогих. Оно следует порядку мышления, от пропускной способности до сменных операций.

Определите целевую пропускную способность сначала

Все зависит от одного числа. Сколько деталей должно быть завершено за смену? Запишите это прежде всего. Это устанавливает бюджет времени цикла для каждой станции.

Например, если линия должна завершить 1000 деталей за 7,5 часов, цикл составляет 27 секунд на деталь, от начала до конца. Каждая станция должна укладываться в это окно. Цель определяет расположение.

Следовательно, начните с реального числа, а не с рекламного. Используйте свой прогноз, лучший месяц и худший месяц.

Составьте карту этапов процесса

Перечислите каждый шаг, необходимый для детали. Обработка кромок, шлифовка, смешивание, полировка, инспекция. Для каждого шага оцените время цикла и инструменты. Эта карта становится скелетом линии.

Кроме того, отметьте, какие шаги быстрые, а какие медленные. Самый медленный шаг — узкое место. Всё остальное должно соответствовать его темпу.

Следовательно, проектирование балансирует вокруг узкого места. Вы не ускоряете каждую станцию. Вы делаете медленную станцию основной, которая питает остальные.

Выберите компоновку ячейки

Расположение зависит от объема и ассортимента. Одна робот с поворотным столом подходит для среднего объема. Он загружает одну сторону, пока работает на другой. Ячейка с двумя станциями удваивает выход одной фиксации.

Для больших объемов два робота разделяют этапы. Один выполняет тяжелую работу, другой — финальную. Они передают деталь через шутл или общую фиксацию.

Между тем, связанная линия с конвейером подходит для непрерывного производства. Она использует минимальный труд, но требует наибольшего планирования. Начинайте просто и развивайтесь.

Проектируйте поток материалов

Детали должны перемещаться по прямой или по простому кругу, без возвратов. Каждое движение должно быть коротким и автоматическим. Человеческое вмешательство между станциями разрушает смысл.

Например, шутл между станцией шлифовки и станцией полировки удерживает деталь в одной фиксации. Схема позиционирования никогда не меняется. Это единственное решение устраняет большинство вариаций.

Следовательно, проектируйте фиксацию один раз и сохраняйте её. Один эталонный элемент переносит деталь через все этапы.

Определите размеры роботов и инструментов

Размер робота достигает самой большой части плюс смещение инструмента. Добавьте запас для фиксатора и угла подхода. Недостаточный размер робота вынуждает к неудобным маршрутам и пропущенным зонам.

Кроме того, выбирайте инструменты для самой худшей детали, а не для средней. Головка с ремнем, которая справляется с самым тяжелым отливом, легко справится с легкой работой. Контроль силы делает его мягким.

В результате линия никогда не напрягается на тяжелых деталях и никогда не повреждает легкие.

Планируйте стратегию смены

Время смены — это потерянное производство. Планируйте его как этап процесса. Быстрые фиксаторы устанавливаются за минуты. Сохраненные рецепты загружаются одним нажатием кнопки. Переключение должно быть заменой фиксатора и загрузкой рецепта.

Например, производство с высоким ассортиментом и низким объемом зависит от этого. Множество небольших партий с быстрыми сменами превосходят несколько больших партий с длительными перерывами.

Кроме того, стандартизируйте базу фиксаторов для семей деталей. Тогда одна структура программы робота подойдет для каждой детали.

Внедряйте сбор данных

Линия, которая измеряет, улучшает. Отслеживайте время цикла, первичный выход, срок службы носителя и простои на станцию. Данные показывают следующую узкую часть перед тем, как она остановит линию.

Например, последовательная автоматизированная шлифовка поверхности зависит от данных процесса. Когда износится ремень, сила смещается, и данные обнаруживают это рано.

Следовательно, добавляйте датчики и счетчики с первого дня. Модернизация системы сбора данных всегда сложнее, чем проектирование изначально.

Общие ошибки проектирования

• Переоценка первой линии. Двухячейковая линия, которая работает, превосходит четырехячейковую, которая ждет.
• Игнорирование смены оборудования. Быстрая линия, на переключение деталей которой уходит день, не является гибкой.
• Пропуск системы удаления пыли. Мелкие частицы повреждают отделку и вредят людям. Планируйте удаление пыли в первую очередь.
• Нет запасной мощности. Линия должна работать на 80 процентов от пикового значения, а не на 100 процентов.
• Забывать рецепт. Без сохранённых, версионированных рецептов, линия сбрасывается после каждой смены.

Определение размера фиксатора и оснастки

Фиксатор — это половина результата линии. Он должен удерживать деталь с точностью до 0,1 миллиметра, обеспечивать доступ к рабочей зоне и выдерживать абразивную среду. Дешёвые фиксаторы покупают на металлолом, а не для экономии.

Например, фиксаторы, расположенные по опорным точкам, а не по косметической поверхности, удерживают деталь точно даже при изменении отделки. Один и тот же фиксатор переносит деталь через все станции.

Кроме того, стандартизируйте базу фиксатора для семейства деталей. Тогда одни и те же программы робота и захваты будут работать для всех деталей. Новые детали требуют новых захватов, а не новой системы.

Балансировка станций

Производительность линии зависит от самой медленной станции. Балансируйте цикловое время так, чтобы ни одна станция не ждала и не испытывала недостатка ресурсов. Проект должен ориентироваться на 80 процентов от пикового значения, оставляя запас для износа и смены инструмента.

Например, если шлифовка занимает 30 секунд, а полировка — 20, то скорость определяется станцией шлифовки. Станция полировки может работать чуть вхолостую, или линия может добавить второй фиксатора для шлифовки.

Поэтому измеряйте реальное цикловое время каждого этапа во время запуска, а не по расчетам. Регулируйте баланс с помощью буферов и времени перемещения, пока поток не станет плавным.

Интерфейс оператора

Экран оператора — это входная дверь линии. Он должен показывать текущую деталь, количество циклов, следующую смену и любые аварийные сигналы. Четкий экран сокращает время обучения и количество ошибок.

Например, экран, который сообщает оператору, что на конвейере осталось 200 деталей, предотвращает неожиданную износ ленты. Оператор меняет ленту во время перерыва, а не после плохой партии.

Кроме того, поддерживайте единый интерфейс во всех ячейках. Оператор, знающий одну ячейку, сможет управлять всеми. Такая гибкость важна в случае болезни или праздников.

Пуско-наладка и наращивание мощности

Линия считается не завершенной, пока робот не начнет работу. Пуско-наладка включает тесты безопасности, определение циклового времени и запуск первого образца. Наращивание мощности — это постепенное увеличение объема производства от образцов до полного объема.

Например, первую неделю работайте на 50 процентов от целевого показателя. Измеряйте выход и циклы на каждом этапе. Исправляйте проблемы, затем увеличивайте до 80 процентов, затем до 100. Каждый шаг подтверждает предыдущий.

Кроме того, используйте разгонный этап для обучения операторов. Они осваивают линию на реальных деталях в спокойном режиме. Обучение и разгон заканчиваются одновременно.

Долгосрочные привычки эффективности

Эффективность — это привычка, а не настройка. Еженедельно проверяйте данные линии. Меняйте носители по графику. Калибруйте датчики силы раз в месяц. Держите фиксаторы в чистоте и защитные ограждения в порядке.

Например, линия, которая обеспечивает 95-процентную работу без простоев, достигается не случайно. Это происходит благодаря еженедельному обзору, который выявляет отклонения до того, как они приведут к простоям.

Поэтому назначьте одного владельца линии. Один человек отвечает за данные, рецепты и список улучшений. Линия улучшается, потому что за нее кто-то отвечает.

Часто задаваемые вопросы

Сколько времени занимает проектирование и строительство линии? От восьми до шестнадцати недель для типичной линии с двумя станциями, в зависимости от фиксаторов и интеграции. Планируйте первую сборку как кривую обучения.

Могу ли я начать с одной станции и расширяться? Да. Спроектируйте площадь и стандарт фиксаторов для двух станций, установите одну, а вторую добавьте, когда объем будет подтвержден.

Нужен ли инженер в штате? Достаточно обученного оператора и одного техника для большинства линий. Настройка рецептов требует некоторой поддержки на начальном этапе.

Что, если мои детали изменятся? Автоматизация полировки и шлифовки остается гибким благодаря быстросменным инструментам и рецептам. Новые детали требуют новых фиксаторов, а не новой линии.

Сколько места занимает линия? Двухстанционная линия занимает примерно 40-80 квадратных метров, включая защитные ограждения, вытяжку и буферные стеллажи. Планируйте площадь перед заказом роботов.

Какой самый большой неожиданный расход? Интеграция. Электропроводка, защитные ограждения, вытяжка и пуско-наладочные работы часто стоят столько же, сколько и роботы. Планируйте их бюджет с самого начала.

Как понять, что линия эффективна? Отслеживайте общую эффективность оборудования еженедельно. Время работы, цикл и первичный выход вместе дают полную картину.

Стоит ли автоматизировать также загрузку? Только когда объем это оправдывает. Ручная загрузка с хорошо спроектированным приспособлением подходит для нескольких сотен деталей за смену. Автоматизация загрузки увеличивает стоимость и сложность.

Что если линия должна обрабатывать два очень разных типа деталей? Разработайте отдельные приспособления и рецепты, и планируйте их по партиям. Гибкая линия переключается за несколько минут, поэтому смесь остается прибыльной.

Как измерить истинную стоимость линии за одну деталь? Добавьте трудовые затраты, расходные материалы, энергию и распределённое обслуживание, затем разделите на отгруженные хорошие детали. Просматривайте это ежемесячно, и тенденция показывает каждое улучшение.