柔性生產——復雜問題簡單化
1 柔性輸送是關鍵
柔性輸送技術,它之所以能夠對化妝品這樣的產線效率 有較大的提升,主要在于以下幾個方面:
(1)大幅簡化機械復雜性
柔性輸送技術,對于產線首要的貢獻就是降低了機械的 復雜性,傳統的機械要對產品進行CNC加工,就需要復雜的 機械系統來執行,被加工產品是被這個機械系統通過幾個伺 服軸的運動形成的 CNC 軌跡來實現加工的。但如果改為采用 ACOPOS 6D(圖1),將加工產品加載到動子上后,它可以 “自主”地按照CNC 軌跡運動,而無需借助這些復雜的機械 系統。
(2)可以實現混線生產
ACOPOStrak通過分流/匯流(圖2),可以在生產上形 成不同的物流輸送,而ACOPOS 6D則可以通過規劃“物流通 道”,來實現產品在平面上的流動。而生產本身是由“共性” 和“特殊”工站構成,這樣,不同的產品就可以被“按需”輸 送到不同的工序進行加工。這特別適合于化妝品這類多品種 的混線生產。
(3)降低不必要的生產時間消耗
按照精益視角,在生產線上,凡是未能讓產品增值的加 工,都屬于“浪費”。物料在線等待、由于工站節拍差異造 成的“堆積”、跨線所需的“中斷”等等,都屬于浪費。而柔 性輸送技術,就是通過節拍均衡降低等待和堆積,通過分流 /匯流避免中斷,以提升整體的設備使用效率,壓縮那些不 增值的生產時間消耗。
(4)數字化潛能巨大
貝加萊的輸送技術可以攜帶制品相關參數、工作流程參 數、工藝參數、運營管理、工程相關的參數——這些可以讓產 線實現“數字透明”,讓產線在水平和垂直方向的數據交互 變得高效(實時通信技術支撐)、并能夠更好地對產線以及 與生產系統、管理、客戶管理系統實現快速的交互。
通過簡化機械復雜性、數字透明、軟件靈活性,讓復雜 的生產線變得簡單,這些也是通過柔性輸送技術解決問題的 新思路。
2 化妝品領域應用場景分析
貝加萊在化妝品領域已有較多的案例,其中包括美妝、 液體、護理類用品等——其實,所有的生產都可以被重組。
(1)場景分析1:美妝生產過程的混線
在傳統的產線上實現混線生產是非常困難的——因為, 一旦固定的產線要去實現多種生產,總會花費較大的時間去調校加工站的參數。在該場景中,某美妝生產線上采 用ACOPOS 6D實現了產品的個性化生產。在該應用中, ACOPOS 6D解決問題的思路在于:
①利用ACOPOS 6D的功能簡化機械
· 動子的旋轉功能
它可以用于旋蓋這樣的工站,無需旋蓋單元復雜的機械 系統,而是自己旋轉來達到旋蓋的功能,旋轉功能同樣也可 以應用于“換面”的變化中;
· 自動稱重能力
這可以去掉原有的稱重系統,可以達到+/-5mg的稱重 精度;
· 配合加工問題
ACOPOS 6D可以達到很多CNC曲線能力,使得原有的 機械機構更簡化。由于ACOPOS 6D除了X,Y,Z軸運動,還包 括沿著這三個軸的旋轉,這使得一些需要精確“變位”的機 械機構可以被省略。而這些傳統機械機構往往針對特殊場 景設計,而采用ACOPOS 6D,一方面是簡化機械,另一方 面,反倒提供了更為靈活的變化能力——這一切由動子自己 “主動”來完成。
?、趧幼又悄堋疤€”形成“按需制造”
利用“最小公倍數”的設計思想,可以預先規劃潛在的 多種產品的可能性。對于混線生產而言,主要是規劃好所 需的工站排列次序,并對一些諸如“掃碼”、“檢測”、“打 碼”、“稱重”等工序共用,而液體灌注、粉體填充類則可以 根據變化預設工站。
當形成了這個布局后,系統借助于ACOPOS 6D這樣的 動子輸送,以一種非常靈活的方式在各站之間形成加工流。 每個產品可以根據需要生產,無需經過的站點則“跳轉”到 所需的工站。這樣,即使有不同產品,也可以根據生產需求 形成各自的“流”。
③快速的產線重組
即或有完全新的生產規劃需求,例如將原有的多個混線 在某個產品“爆單”時重組為一個專為此大量生產的設置, 或者增加新的工站,借助于系統的“軟件配置”能力,也可 以快速實現規劃和測試,以應對變化的交付需求。
(2)場景分析2:液體灌注過程
像香水、乳液、保濕水等液體類瓶裝類產品,通常會像 其他飲料一樣采用液體灌注方式來生產。在該場景中,也采用了貝加萊的ACOPOStrak作為輸送系統。
?、倨啃颓袚Q時所需的螺桿調整
傳統液體灌注時,送瓶通常通過螺桿,螺桿的齒距配合 瓶子的規格,但這就意味著需要在更換產品時,進行機械調 整。機械調整本身會消耗時間,且需要重新調校——在頻繁換 型時,就會產生很多等待時間。
而采用 ACOPOStrak,則可以通過兩個動子夾裝的方式 來攜帶瓶子進行加工——這就無需額外的機械調整時間,因為 動子間距是一個可變參數,它僅需設置即可。
②節拍均衡
ACOPOStrak還可以隨著容積的變化,包括檢測、旋蓋、 貼標站間的節拍變化,進行平衡,確保產線上的負載處于均 衡狀態——因為動子本身的速度和加速度也是可以被設置的。
這種負載平衡能力,會使得產線并不需要大的緩沖區, 這也降低了產線的占地面積。
③機械重定位
在傳統機械輸送方式下,當需要產品經過一個視覺檢測 站,那么,這里就有一個“檢測中心點”的定位問題——采用 動子單獨攜帶的瓶子,就可以不考慮機械齒輪或機械鏈塊本 身的機械位置限制——它可以任意設置中心點。
因此,它會帶來很多好處,這都有助于生產效率的提升。
3 高效、敏捷、“聰明”的產線
總的來說,通過數字化的設計、運營、維護,使得企業 可以達到“高效”、“敏捷”、“聰明”的生產能力。數字化 能力是柔性線的顯著優勢所在。
· 更高效的生產
借助于高速通信、柔性輸送、智能調度,使得產線本身 較之傳統的機械輸送具有更為高效的生產能力。這里的“高 效”不僅針對個性化需求,對于標準的大批量生產同樣效率 更高;
· 可敏捷的產線
通過數字化設計、運營、維護,使得產線配置更加靈 活,快速響應生產的變化——它帶來的是化妝品企業更為“敏 捷”的響應市場的能力;
· 更“聰明”的產線
疊加機器視覺深度學習、內嵌的智能調度算法,可以讓 產線可以“聰明”的運行。