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【一文读懂】低成本智能自动化(LCIA)

发布日期:2019-08-10浏览次数: 信息来源: 天睿咨询

在目前,由智能工厂的概念推动下,越来越多的自动化生产设备诞生,但是真正能够在众多的中小型工厂企业落地的自动化生产设备其实并不多。一部分原因是因为设备价格高昂,还有就是缺少信息化系统的辅助,更重要的是缺少了精益化的生产管理指导,让自动化设备无法在中小型工厂企业发挥出应有的能力。


低成本自动化在行业内也有叫简便自动化,简易自动化。它指的是运用自动化技术并结合精益生产的理念,应用机械、气动、电气、电子和光电等技术手段,开发出具有高信赖性、高生产性、高柔软性、低投资成本特点的生产线、设备及工夹具。低成本智能自动化(LCIA)注重人机结合,并充分发挥作业员智慧和创造力,适用于“多品种,小批量”的生产方式,特别适合当前工业企业转型升级的需要。


Part 1
精益生产理念


1
复杂的事情简单化

即利用精益生产的柔性化特点,优化组合,化繁为简,有效地利用人员优势,和场地空间,理顺人流和物流通道,充分优化各种工序,间化各个环节。


2
简单的事情标准化

即通过精益改善,优化组合后,各个工序将衔接惯通,简洁有效,此时应及时将各个工序由点及线,再由线及面予以标准化作业,形成标准化作业程序,定型、推广、普及,建立标准化精益生产模式。


3
标准的事情制度化

即在建立标准化精益生产模式后,将各个标准化的作业工序予以有效的责任化,利用有效的管理,责任到具体的个人及工位,建立一套完善的精益生产管理体系,最终形成制度化的精益生产管理体系,建立行业标杆企业。


Part 2
简便自动化定义



简便自动化(Low cost intelligent automation)又名低成本智能自动化,它是一个有效系统的手工生产模式,在手工阶段,将简单的控制系统和富有智慧的工具都集成到一个灵活、高效、高质量的装配方法中。


Part 3
低成本智能自动化发展战略变化


制造业需要更重要的三个方面:

1
比成本更重要的是时间和速度

随着顾客需求的多样化和个性化,我们的产品功能尚未能满足客户需求,在追求服务与信息的市场环境下不仅需要提高生产效率,还需创造出适合顾客需求新的价值,不仅能适应产品的寿命长短,还需符合快速的新品开发;


2
提高对顾客的个别应对能力

根据订单生产将订单、生产、交货同步化彻底排除停滞,减少因不同的产品使用不同设备而导致的固定资产投入;


3
充分利用人的智慧和能力进行加工制造

人的智慧和能力最大限度灵活使用,将制造产品的智慧和技术融入谁都可以方便使用的自动化中,追求人与设备的最佳组合,营造DIY(Do yourself)的实际感和创意的氛围。



Part 4
低成本智能自动化特点


1
高信赖性

低成本智能自动化(LCIA)注重产品高品质提高,在研发中注入了品质防错(QEP)技术,可以实现不接受、不生产、不流出不良品。生产线、设备及工夹具的设计追求简单方便,质量好,故障率低,易维护。


2
高生产性

低成本智能自动化(LCIA)追求整条生产线的生产效率提升,注重瓶颈消除,简化作业,生产线平衡率高,生产效率高。


3
高柔软性

低成本智能自动化(LCIA)采用精益生产的理念,特别适合“多品种,小批量”生产方式。设备简单小巧,功能专用,更换方便,换型换产时间极短化。低成本智能自动化(LCIA)注重人机结合,充分发会人的智慧和创造力。生产线只需少量的作业人员与设备组合作业。可实现少人化,产量变化或人员变化也可以正常生产。


4
低投资成本

低成本智能自动化(LCIA)追求适速度、一个流,设备简单小巧,功能专用,研发周期短,硬件投资低成本,更新换代成本低。


Part 5
组装作业简便自动化概念



运用人因工程原理将组装手工作业分成9个要素:产品接受、选择部件、夹部件、决定、夹工具、测定作业、工具返回、产品管理。从手工组装作业产品管理取出-工具来返取出-找夹取部件-手动抓夹工具-产品接受抓取逐一实现富有灵活性的自动化。在组装作业中人是主体,通过有效的方法结合自动化不同的治具将人的动作要素进行代替。


Part 6
机械加工简便自动化概念



机器加工与组装作业有一定差异,将机械加工分成6个要素:出库、货物整理、装货物、移动、卸货物、库存。机械加工是以机械来代理人的操作,在这一过程中人只需负责拿出、移动、分类、安排、放下、堆积等工作,运用自动化将整个作业环节进行串联并流动起来,充分利用设备资源实现一人多机。


Part 7
搬送、搬运简便最短化

1、容器的幅宽要小:和设备及装置一样,与作业者有关的对象物品的宽度要尽可能小。特别是容器要彻底这样实施。这与手周围best point有关,进而使部件一件流成为可能,其结果与生产性也有关。

2、容器的标准化:根据工艺的要求要设定箱子和容器,因此需要箱子和容器的设定说明书。要以说明书为准,不能使容器太宽。在开展LCI时不是各工艺各自根据容纳数量决定容器,而是按15分钟、30分钟、1小时单位统一容纳数量,以正倍数标准化。

3、混载Set运送台车:是用台车装载多种部件运送的方法,按用于产品的比率(set)搬运。完成材料store(储存室)、机械加工 LINE Store和组装LINE间必要的,由最少同一比率的混载SET台车来承担工厂内运送。

4、装与卸要有规定:工厂需要物流技术。工厂有装和卸。模拟列车站台的形象,将台车和Store Line侧台高度统一起来,使按One-touch装卸成为可能。将装的路径和卸的路径区分开来,试图实现标准化。

5、从后工艺开始:原则是后工艺的接收。一切都是后工艺即顾客购买以后,然后是去购买“必要量”的必要东西。即需要的后工艺是起点,去前工艺取是重要的。

6、路径只有一条线:按指定的顺序(路径)巡回多个前工艺,收集自工艺所需种类的指定数量的部件,SET,定量。需要进行适合顺序和接收组合的细分的混载搬运。并且需要在一个LINE上进行。

7、搬运是多回路:为了压缩前工艺的在加工和库存量,需要增加搬运频率 。各LINE是提高生产附加价值的空间,而不是增加量的空间。

8、移动自动化:随着智慧的自动化的追求的深入,根据各产品的使用比例,需要很多的混流搬运。即多次混载SET搬运,只有运送将会增加成本。也就是说要使用点到点自己公司制作的运送车。

9、空箱回收也在流中:将空箱的管理和回收也考虑在内的运送系统是重要的。如果运送了部件,那么就会有使用过的空箱,所以部件投入后的回收也应按1:1比例产生。也就是说需要投入了5个箱子时同时回收5个箱子的体系。

10、不定时定量搬运:当自工艺使用了一定的量,就要到前工艺运送(取)使用的定量。如果自工艺出现问题,接收时间也会相应延迟。该运送Cycle应是下次运送为止的量,回来时提供下回的信息(使用部件和量)。

11、移送台车:在搬运和运送中使用起重机,叉车时改善和LCIA得不到进展。(作业者限定免许制)运送都采用台车方式,集中智慧,如在台车上装升降机或滚子输送器移动,这样LCIA才会有进展。

12、移动的仓库:在工厂内有多种仓库,基本上进工厂内的一切场所都应该是附回价值的场所,物件(品)始终需要动和变化。将购买的资源制作成能够快速销售的装态是重要的。工厂不需要仓库等场所,不停地移动“跑动”、流动的仓库是好的。



Part 8
简便自动化推进原则及阶段



现有的自动化生产系统有三大块:工具自动化、工程自动化、工场自动化,结合IE手法分析将三大块分成若干要素,围绕这些要素进行逐一改善,以工艺流程和生产同步化为前提,遵循完美“作业改善”转向“设备改善”的原则并由使用者自我制作出,完整的将现有的生产系统改进为“聪明(有智慧)的自动化系统”。


这一聪明自动化系统(LCIA)遵循六大基本条件:

①有异常立即检测停止。

②迅速具体化实施。

③简单低成本。

④可自我制作。

⑤符合工艺加工流程。

⑥可快速调试更换。



Part 9
简便自动化常用器具及原理介绍


1、气动元件的种类和应用


  • 气缸



  • 气弹簧

  • 调压阀:调整气动压力,控制器材运动的快慢,双向可调。


  • 空气过滤器:为保证气缸及各元件的良好特性,保证工作顺畅将压缩空气的油水分离,保证良好气体供给。每3天排油一次。


2、电控元件:电磁阀,关电开光,磁性开关,弹簧开关。


  • 电磁阀:是由电磁力来控制阀门的开启、闭合功能,电磁阀设有一个常开和一个常闭阀门,当由电流通过时产生的电磁场,在磁力作用下将阀门吸合,此时电磁阀开放,断电者阀门闭合,此元件常用于自动控制系统,如水、气、工业自动化控制系统。


  • 光电感应开关:利用光能感应,当物体阻断光能感应,开关则常开变常闭,常闭变常开,达到控制设备的运行和停止的目的。


3、其它常用器具:精益管、导轨、弹簧、合叶、滑轨、钢丝、滑板等。


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