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走进百年川崎,领略精益之美

2018/8/16    来源:e-works    作者:e-works  胡中扬  许之颖      
关键字:川崎重工  精益制造  日本考察  
6月18日上午,e-works第三届日本智能工厂考察团来到位于明石的川崎重工总部,开启了本次考察的第一站。考察团参观了明石工厂机器人总装车间,体验装配过程的精益生产、人机协作;走进机器人展厅,感受了工业机器人技术的应用前沿。

川崎重工总部俯瞰图

川崎重工总部俯瞰图

川崎重工,跨行业的制造业巨头

    川崎重工业株式会社成立于1878年,是日本工业界的老字号,最初发源于造船业,1902年建立了第一座干船坞。经过140年的发展,川崎重工的制造业务已遍布铁路车辆、航空航天、船舶海洋、精密机械、工业机器人、成套设备、燃气发动机、燃气轮机、摩托车与发动机、盾构机等众多行业,业务划分为交通运输、能源、工业设备和休闲娱乐设备四大板块。川崎重工拥有成熟的高铁技术,除日本新干线之外,还建设了台湾高铁、九广高铁,提供安全、高速与舒适的乘车体验;在航空航天方面,川崎重工与波音公司长期合作,参与了波音787飞机的设计与生产;川崎重工的精密机械公司为挖掘机、起重机提供液压泵、马达、多路控制阀等核心部件;在成套设备方面,川崎重工为鹿儿岛县种子岛宇宙航空中心建造了超大型火箭组装栋,用于组装和地面维修,其前方的大型拉门高67.5米、宽27米、厚2.5米,被吉尼斯纪录认证为世界最大门;全球一半以上的半导体生产商都应用川崎重工的设备,川崎重工也提供自动化整体解决方案。川崎重工以日本西神户工厂为中心,在中国、英国、美国、韩国和印度建立了生产基地。

川崎展厅里展示的航空发动机和摩托车

川崎展厅里展示的航空发动机和摩托车

    1968年川崎重工与美国第一家机器人公司Unimation合作开始机器人制造业务,成为日本最早的机器人制造工厂,标志着工业机器人商业量产的开始。经过60年的发展,机器人制造业务已发展成为川崎重工的核心动力驱动集团发展。

    川崎机器人在不同行业都有大量的应用,累计出货量达到18万台。在汽车行业,川崎与全球众多知名汽车品牌建立了长期合作关系。其中丰田汽车与川崎合作长达30年,在焊接、涂装等环节大量应用了川崎机器人。在半导体行业,与Applied Materials、TEL、SCREEN等公司建立了长达20年的合作,川崎机器人市场占有率超过50%,可在真空环境下工作的搬运机器人是这个行业的明星产品。川崎机器人在电子、造船、工程机械、食品、医疗等行业也得到大量应用,如洁净度要求较高的车间机器人、食品行业中的并联机器人等。2006年,川崎在天津建立公司,在昆山、广州、重庆建立有分支机构,开展机器人的生产、营销、售后服务业务,还包括线体集成的解决方案业务。川崎机器人已在中国各行业积累了大量的客户,包括中国的长安汽车、格力电器、联想、华为、中粮、娃哈哈等知名企业。

川崎重工机器人历史沿革

川崎重工机器人历史沿革

藤田部长、明丹女士向考察团介绍川崎重工的发展历程

藤田部长、明丹女士向考察团介绍川崎重工的发展历程

    负责此次接待的有亚洲市场负责人藤田部长、海外营业部明丹女士及田中部长。藤田部长致欢迎辞,整体介绍了川崎重工集团和在机器人业务发展情况。接下来,考察团参观了明石工厂机器人总装试车间,了解机器人装配的全过程,并前往位于神户的川崎重工机器人展厅,近距离观看种类繁多的机器人产品。

明石工厂参观,感受精益与IT融合

    明石工厂的机器人工厂主要生产六轴机器人,总装车间面积约一万平米,有两条装配线,一条用于载重量在30KG以上的大型机器人,一条用于20KG以下的小型机器人。总装车间的布局非常紧凑,车间入口一端是物流区,用于存放第二天装配需要的物料,走过物流区,是两条并列的装配线,分别装配大型机器人和小型机器人。每条装配线的布局则按照装配工艺依次是组装区、测试区、选件配件区。

    车间布局十分紧凑,工位的空间利用也发挥到极致。工位周围垂直摆放了规整且标识清晰的工具架、物料架,操作工只需转身就可方便抓取工具或物料。

明石工厂机器人装配线

明石工厂机器人装配线(图片来自网络)

    机器人的组装过程由下至上,从底座开始装配,最后安装电线电缆。整个组装线是由一条主线加两条辅线组成。装配主线采用高出地面的传送带,按照节拍运送机器人完成整个装配过程。组装完成的机器人进入到测试区,在这个区域一方面要测定零点原坐标,另一方面要根据设计动作对机器人的各项性能进行测试,包括最高速度、偏差、电流、负载、声音超标,如配以最大搬运质量的铁块,进行全方位的连续动作,测试是否达到标准。测试完成后,最后一项工作是根据客户定制为机器人安装选装件,主要是电线电缆、管件和其他个性化的零部件的安装。此外,每台机器人在生产完成后,相应的控制柜也正好生产完成,一致的节拍保证了装箱时不必等待,节约了仓储和物流成本。

    川崎重工的机器人属于小批量多品种的生产模式,明石工厂的这条装配线可以生产30多种机器人,每种机器人又可衍生出30多种变形产品,所以这条产线一共可以制造上千个机器人型号,柔性化程度非常高,每天可以生产出40多台机器人。装配过程由信息系统驱动,每个工位上都安装有平板电脑,制造工艺可直接调出,完工报工直接在系统中反馈,精益管理模式与IT系统融合促进制造过程的效率提升。

    在参观过程中,我们还注意到一些细节:

    ●装配工艺不可避免有很多拧螺丝的操作,为了保证拧紧质量,拧螺丝的设备上都装置了传感器,记录了实际扭矩、运动次数等,保证了每个螺丝都会被拧到最佳圈数,达到拧紧要求。

    ●零部件的表面洁净会影响到装配质量,为了防止灰尘带来的质量问题,明石工厂在零部件存放处装置了一个吹风口,持续吹风,防止灰尘或其他物体落在零部件上,保证了装配的洁净度。

    从这些细节可以看出川崎重工独具匠心。正因为在每一个细微处都做到极致,才能保证向客户提供质量可靠、值得依赖的产品。

机器人展厅参观,感受前沿技术的力量

    川崎重工自创建机器人制造业务以来,一直在不断研发高质量、低成本、引入先进技术的工业机器人。产品从用于只重几克的微型组件装配机器人到1500KG铸件材料处理的大型机器人,覆盖不同制造行业。在位于神户的机器人成品展厅,考察团看到了用于不同行业、不同载重量、不同用途的工业机器人前沿应用的展示。

    一进入展厅,就被由十几台点焊机器人协作完成汽车焊装工序的场面所震撼,这些机器人分工协作,十几只机器手臂有条不紊地工作,迅速完成整车底部、车身、顶部的点焊作业,整个过程清爽、利落,效率之高、协作之顺畅,充分展示了川崎重工机器人大规模集成协同的能力。

点焊机器人

点焊机器人

    此外,在汽车行业机器人展区还展示了摩擦焊和弧焊等机器人。随着汽车的制造水平提升和车身的重量降低,越来越多的汽车行业推出了铝制车身,铝的熔点比钢铁低,因此不能用高温点焊工艺,川崎因此推出了摩擦焊机器人,这种机器人通过高速摩擦产生热量,再通过压力把两块金属材料迅速压装融合在一起。

摩擦焊机器人

摩擦焊机器人

    除此之外,展示厅里还展示了喷涂机器人、全不锈钢的医疗机器人、并联机器人、SCARA机器人的应用,真是琳琅满目。

    在协作机器人展区展示了很多特别的应用场景。一款名为duAro的双腕机器人引进考察团成员的兴趣,其两条手臂可以像人的手臂一样在一人空间内协同完成工作,也可与人协作完成作业,这种机器人可在生产线上简单设置在工人旁边,与工人一起协同工作,适用于类似电子行业生产周期短、以数月为单位更新换代的领域。参观中duAro制作披萨引起了考察团成员的围观,它还为考察团员利用人脸扫描技术画漫画像,一旁的贴膜机器人帮手机贴上新膜,这些先进的机器人技术被用到生活场景中,真是妙趣横生。

duAro帮考察团成员画漫画像

duAro帮考察团成员画漫画像

川崎重工的医疗机器人

川崎重工的医疗机器人

考察启示

    川崎重工明石工厂从布局、生产组织模式却处处体现出精益思想和数字化技术的应用,有效保障了生产效率、产品品质的提升。明石工厂和神户展厅的参观让考察团成员获得很多启示:

    ●一个流+单元生产模式+混流生产,柔性应对上千种机器人生产,是支持多品种小批量的有效手段;

    ●自动化建设应基于成本和质量优先的原则;

    ●数字化应用于生产现场的多个方面——作业计划下达、工艺指导、工艺防错、看板管理,加速效率的提升;

    ●注重制造过程工艺数据的采集,保证质量追溯能力;

    ●不同部件按照相同的节拍在不同车间组装,保证了准时生产,减少了仓储浪费。

    川崎重工从明治维新时代走来,跨越100多年,专注于制造,关注细节、持续改进,在每一个领域精耕细作,不断创新技术,加以实实在在的锤炼,以高品质的获取客户的依赖,成为装备制造领域一棵茁壮的长青树,值得我国制造企业学习和借鉴。

考察团成员在川崎重工机器人展厅的合影

考察团成员在川崎重工机器人展厅的合影

责任编辑:程玥
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