解放生產力,柔性磁懸浮 輸送技術應用價值突顯
文:編輯部2023年第二期
導語:最近一段時期,磁懸浮輸送線的應用價值在產業界受到了越來越多的關注,這與當前中國智能制造發展的加速推進緊密相 關。貝加萊是這一技術領域中的佼佼者之一,從2017年推出SuperTrak環行線、2018年推出ACOPOStrak柔性輸送系統,到 2021年推出ACOPOS 6D平面磁懸浮系統,貝加萊始終代表著柔性輸送線技術開發的一股先進力量,走在行業發展的最前沿。
最近一段時期,磁懸浮輸送線的應用價值在產業界受到了越來越多的關注,這與當前中國智能制造發展的加速推進緊密相 關。貝加萊是這一技術領域中的佼佼者之一,從2017年推出SuperTrak環行線、2018年推出ACOPOStrak柔性輸送系統,到 2021年推出ACOPOS 6D平面磁懸浮系統,貝加萊始終代表著柔性輸送線技術開發的一股先進力量,走在行業發展的最前沿。
為了進一步探討柔性磁懸浮輸送線最新的發展狀況,近期,本刊采訪到貝加萊工業自動化(中國)有限公司技術傳播經理宋 華振先生,請他詳細介紹了磁懸浮輸送線的技術特點、實際應用效果,以及它在先進制造生產中所發揮的重要作用。
貝加萊工業自動化(中國)有限公司技術傳播經理 宋華振
Q:磁懸浮輸送技術與傳統的機械輸送系統相比 較,能夠為用戶帶來哪些顯著的生產效率改善?
宋: 要想了解磁懸浮輸送究竟對于用戶的價值在哪里, 那就必須回到制造業生產運營部門在推行的精益生產(Lean Production)這個問題上。
按照精益的思想,它的核心在于消除一切“浪費”,這里 的“浪費”包括被加工對象非必要的等待、輸送消耗的時間、 工藝換裝……,這些之所以被稱為“浪費”,是因為這些時間 并不能產生有價值的生產加工。
精益生產需要實現“即時生產”(Just In Time),要實現 JIT,就需要生產達到“連續流”、“均衡負載”、“消除瓶 頸”。而傳統的輸送系統,由于被加工產品都被鎖定在了固定 的輸送設備上(如機械鏈道、分度盤、螺桿等),這使得系統 無法達到均衡生產,因為加工工站的加工能力被輸送系統給局限了——真正有效的加工時間往往很短,但大部分時間都被消 耗在等待、緩沖區等非有效工作上了。
而貝加萊ACOPOStrak/ACOPOS 6D這樣的磁懸浮輸送技 術,首先就是讓這些被加工對象可以按照不同的軌道去分流或 匯流,而不是被綁定在輸送系統上,只能按照各個工站中最慢 的節拍來生產,也就是我們常說的“解放生產力”。其次,傳 統輸送系統沒有數據傳輸能力,而ACOPOStrak/ACOPOS 6D 的這些動子本身可以攜帶各種參數,如自己的編號、工序、經 由的工站、工藝參數、實時狀態反饋等等——這使得產線真 正實現了“數字化”,進而達到大家說的“軟件定義制造”, 即,使得生產可以被軟件化控制。由于通信的時間響應更快, 數據量更大,因此對于生產的效率以及生產的優化(用于優化 或數字孿生)變得更為簡單。
除此之外,針對個性化生產需求,磁懸浮輸送技術通過動 子間距的調節可以改變產品規格、通過緩沖區的消除降低占地 面積——不僅如此,由于使得組裝過程數字化,因而還能進行 早期驗證、虛擬調試等功能,獲得數字化所帶來的諸多好處。
總之,磁懸浮輸送技術給生產的靈活性、效率都帶來了大 幅提升,并且降低了人工消耗——從我們用戶的實際應用來 看,有的系統甚至可以節省80%左右的人工成本。
Q:磁懸浮輸送技術是面向于定制化的生產,那 么它對于大規模生產是否有更好的幫助呢?
宋: 這是一個非常好的問題,當2017年貝加萊推出 SuperTrak(環形線)被推出的時候,我們自己的團隊以及用 戶都認為它更適合于“個性化”生產。但是,在過去幾年實際 的客戶項目中,我們發現并不僅如此,它具有非常廣泛的可用 性。如前面所回答的“精益生產”問題,簡而言之,如果我們 能夠實現“連續流”、“均衡生產”,對于大規模的生產而言,同樣具有效率大幅提高的能力—— 因為如前所說,機械輸 送系統本身就把系統能力給“窩”住了——而磁懸浮輸送系統 解放的這個生產力就已經帶來了很大的效率提升,而且,這個 效率提升往往并不限于10%,有時候甚至是“倍增”的效果。
舉個簡單例子,假設我在上海,出差到廣州參加會議做一 個30分鐘的演講,那么,我消耗在路上的時間就遠大于30分 鐘;而如果我們改為采用數字化形式——如在線會議,那么, 我就不用出差,浪費遠遠大于30分鐘以上的時間,時間的利用 率自然就大幅提高了。
Q:目前,貝加萊的磁懸浮輸送主要的應用場景 有哪些?它在用戶價值上有哪些直接的案例可以 分享嗎?
宋: 過去幾年,我們在幾個主要的應用方向有了穩定 的業務拓展。首先是在食品飲料包裝領域,大家平時進超市 購物時會發現,現在的產品規格越來越多,而這些可以通過 ACOPOStrak的柔性輸送來解決個性化生產問題。比如,在產 品換型時,傳統上是通過螺桿輸送就得換螺桿,但是,采用 ACOPOStrak柔性輸送系統僅需動子加持的夾具通過參數調 節它們的間距即可實現;另外,ACOPOStrak的分流/匯流功 能使得產品組合變得更為方便(如6種不同飲料的裝盒)。其 次,在鋰電行業的后道組裝過程中,包括消費電子鋰電池以及動力電池的組裝線,SuperTrak和ACOPOStrak都得到了廣泛 的應用。第三,就是在制藥及醫療器械組裝方面,比如預灌針 注射器這類產品以及一些高值耗材生產線上,我們的柔性輸送 系統也被大量采用。第四,是在日用化工領域,當然,這類應 用與食品飲料行業有些相似,比如灌裝、稱重后進行裝盒等 等。
ACOPOStrak 的變軌技術讓動子可以在多個軌道間靈活變化
Q:與其它磁懸浮輸送技術相較,貝加萊的系統 有哪些獨到之處?
宋: 從目前市場上所看到的磁懸浮輸送技術來看,貝加萊 ACOPOStrak所能實現的“分流和匯流”非常具有特色,即通 過軌道的開環,比如45度、90度、120度、180度多種軌道形 式組合出一個具有環形閉環和開環的軌道,以形成物料的多種 流向——這帶來的好處在于相對其他輸送技術,它可更為靈活 地實現大規模、多個裝配線間的流動,就是說,它可以跨越不 同產線實現集成效率提升。
其次當然是“智能”性,因為,不同于其他的輸送技術, 貝加萊的ACOPOStrak/ACOPOS 6D都是僅需一個控制器就可 以控制數百個軌道和動子,而其它廠商通常需要很多個PC來實 現集成,這與其網絡容量和系統調度策略的設計是有關的。
此外,我們在過去數年里,客戶特別滿意的就是貝加萊的 服務能力,即,通過數字孿生技術來對產線進行早期驗證。貝加萊有完整的軟硬件,以及機器人系統(貝加萊本身隸屬ABB 機器人與離散自動化業務領域),這些專業能力特別受到客戶 的青睞。
ACOPOS 6D 將成為小批次生產的理想選擇,它可以在不同設計和尺寸的產品之間實現頻繁轉換
Q:磁懸浮輸送技術在實際應用中,應該如何規 劃以達到設計目標?在過去,你們在推進這樣的 產線設計中,有哪些經驗分享?
宋: 凡事預則立,不預則廢,在推進柔性輸送技術的應用 中,一定要做好前期的設計規劃工作,使用方與技術提供方要 有清晰的需求定義、功能、性能定義,以及未來潛在產品變化 的各種可能組合,不僅考慮當前,也要考慮未來的生產。
貝加萊可以通過像Industrial Physics這樣的先進工具來進 行建模仿真測試,以及自己的優化軟件,讓用戶可以快速地以 “所見即所得”的方式測試各種可能性的場景,并計算其所能 達到的UPH指標(Units Per Hour,單位小時產量),并盡量 降低輸送系統的軌道、動子數量,從而降低整體成本。
Q:您是否能夠對未來磁懸浮輸送技術的市場和 技術發展做一個預測?
宋: 磁懸浮輸送技術在生產組裝領域的潛力應用極大,因 為它不是簡單地提升效率,而是一個“倍增器”。目前,人們 往往只是直觀地看到它的成本似乎仍然比較高,但相對于它所 能帶來的應用價值而言,相信將有更多的用戶會逐漸接受這類 技術,并且隨著這一市場使用規模的擴大以及本地化制造比例 的提升,未來磁懸浮輸送系統的應用成本將會逐漸下降。
柔性磁懸浮輸送技術的適用領域非常廣泛,包括食品飲 料、電子電氣、半導體、醫療器械、日用化工、汽車電子等在 內的眾多細分市場都有著大量的組裝生產以及效率提升的需 求,順應先進制造的迅猛發展,磁懸浮輸送技術將為中國制造 的轉型升級增添更大的助力。
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