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机器人产线的模式探索与升级策略

2017/11/27    来源:e-works    专家:苏涵诚      
关键字:机器人  
机器人生产的本质目前还有赖于人在背后的设计与制造,而灵活的模式设计与的标准规范形成实施则是人类对智能制造发展最直接手段。
一.发展现状与趋势
 
    自从上世纪工业机器人的出现以来,全世界制造领域持续升级。工业机器人以其高柔性,稳定的工作输出成为新一轮生产方式创新的核心能力。在生产线的搭建模式上,具体出现了由最开始的人和机器分工分区工作到生产线全自动的无人工厂,再到最近几年智能车间内人与机器人协作工作的生产方式上的螺旋式进步,体现了人类对于制造生产认识的逐步科学。实现智能车间的行业从最开始的汽车与3C行业也逐步覆盖到其他各行各业,全行业的制造生产效率和产品线改造周期都大幅度得到提高。
 
二.模式探索
 
    目前机器人生产线的搭建模式有三种:1.零基础直接搭建,这种模式投资大,建设周期长,但生产线结构清晰,利用率高。2.前期仿真后期生产线改造,这种方式由于前期进行了机器人运作的仿真或者电脑调试,改造生产线的周期大大减少。3.重点筛选,分类改造。这种需要前期评估出产线改造后效率提升的幅度,选择出最适宜改造为机器人工作的工序、工艺、工位,并且针对性地进行仿真与设计,从而在保证生产效益不降低的情况下减少改造成本。这三种模式的选择与灵活运用取决于预期规划、成本控制、行业特性等因素,不是自动化程度越高越好,更绝非以牺牲产品质量为代价。
 
三.存在问题
 
    目前制造业的生产方式得到一定的升级,制造水平显著提高。但是,在产量多、速度快、投资大、预期高的特点之下,也存在着以下诸多问题。
 
    1.有的工厂大规模地机器人生产线,没有合理地选择生产线模式与设计机器人工位,机器人工作内容单一,整体产能和速度冗余,没有使得柔性生产的方式特点融入制造体系,虽然提高了生产效率,但是没得到预期高额的利润回报。
 
    2.前期规划或者仿真介入程度整体偏低,许多设计问题遗留到了实际施工中去解决,导致生产线改造周期长,耽误产量,造成直接损失;又或者规划仿真的可靠度不够,设计仿真的输出结果不能用于实际工程,成为纸上谈兵,导致工作资源浪费。
 
    3.机器人生产线改造没有按照统一的机械、电气、安全标准建设。导致目前存在不同行业之间,甚至同行业不同厂商之间的生产线布局杂乱无章,无法提取共性。设备与设备无法互换,功能与功能无法衔接,技术壁垒迭代,技术宣传浮夸,防护措施不科学不到位。调试生产不同阶段安全事故频出,从而急需形成行业规范,形成按照标准对行业进行检测、认证的制度,建立可信的工业体系,并保证实施。
 
四.解决思路
 
    正如人们对智能制造车间的认识是一个螺旋上升的过程一样,对于目前机器人生产线发展模式和升级方面存在问题的解决思路也需要由以解决单个问题慢慢沉淀到解决共性问题的角度上来。在这里,笔者思考了以下几点,希望提供出一些解决以上问题的实际方法。
 
    1.合理规划,细致设计:
 
    根据行业特性和厂商自身实力选择机器人生产线的模式,如果实力强劲,而且行业预期产能足够大,可以选择建造新的机器人生产线,并且可以从源头建立一条符合国家安全标准的生产线,一套适合机器人生产的产品标准体系。而如果产品特性与厂商自身能力并不需要搭建新的生产线来满足产能,那么改造现有生产机构就非常重要。这就需要前期科学地评估出适合改造成自动工位的区域和那些人与机器人配合作业能大大提升工作效率和产品质量的工艺,再使用合适的仿真软件,按照实际和误差考虑允许内的条件,设计仿真出工艺所需台架、夹具、布局甚至机器人程序。在电脑仿真的输出能用于建设需要的情况下,尽量减少生产线停工改造的损失,施工改造现有生产线。
 
    2.满足行业标准,形成制造体系:
 
    首先面临的是安全问题。目前机器人生产线的工程过程中主要包括调试和生产运行两个阶段,对应不同的阶段有不同的安全风险点,例如机器人伤人事件频频出现。调试阶段主要面对的是专业的机器人自动化工程师,这一阶段存在的安全风险在于专业人士频繁大量地手动操作机器情况下发生的疏忽大意、安全防护不到位以及程序设计考虑不周。而在生产运行阶段,主要面对的是一些只会基本操作和人工工位上料等操作的生产人员,所以这阶段存在的风险在于这些生产人员或初级维修人员对程序、操作、以及工艺的不熟悉产生的误操作,错误维修等。目前,对机器人集成生产线,国家已经制定标准GB11291.2进行规范。各行业企业应该充分研读,对建造完成的生产线邀请第三方进行专业的认证。这样做既大大减小了集成系统的安全风险,又逐步建立并完善了中国的工业制造体系。
 
    其次需要加大机器人生产产品的质量把控,从应用导向来提升机器人的设计研发水平。
 
    总之,机器人生产的本质目前还有赖于人在背后的设计与制造,而灵活的模式设计与的标准规范形成实施则是人类对智能制造发展最直接手段。
责任编辑:李璐
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