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精益模式下的自动化设计

作者:天行健咨询分类:精益生产管理类时间:2018-02-26 15:27:04

传统的自动化设计时一般考虑的因素是:功能要求,良率或精度要求,可靠性要求,速度要求以及易于维护性,安全性等。目前的生产环境是多品种,小批量,精益生产就是产生在这种环境下的生产模式,除上述传统因素外,自动化的设计还应考虑以下精益理念的要求。


一、小型化:大不是美,小而简单才重要

1、使用单任务的小设备,而不是使用多任务的大设备;设备越复杂,成本越高,可靠性越差,而且应对需求变化的柔性也较低。


2、不盲目追求高速设备,设备的效率应以满足需求为原则,并尽量与流程中其他工序的产能相匹配,盲目的追求高速设备,或者造成过量生产,或者会让设备以低利用率运行。此外,对于应对未来需求的增加,产能提升不能一蹴而就,应以适当的增量来增加,大型高速设备会让产能的增量过大。


3、尽量避免批量加工的设备,批量加工设备虽然在效率上具有一定的优势,但会阻碍流动,与创建连续流原则相悖,会造成过高WIP,使生产周期过长。



二、流动化:设备易于移动

现在市场环境中,唯一不变的就是变化。产品的变化和以减少浪费为目的的流程改进都会驱动我们调整生产的布局,因此精益模式下的设备布置有三“不”原则:不落地生根,不寄人篱下,不离群索居。“落地生根”是指设备被固定,移动成本很高。设备要像“快餐车”一样,具有机动性,管线要尽量使用长短易变动的软性管路;“寄人篱下”是指与其他设备共享附属设施,如吸尘系统或冷却系统,这样设备会像寄生虫一样,必须依附在其他的设施下,才能运转;“离群索居”是指设备按照功能分割开,除非由于生产环境的特殊要求(如涂装,电镀设备),设备应按照工艺流程布局,创建连续流。


三、柔性化:有弹性,改变附属机构即可作其他用途

现代工业产品生命周期短,技术更新速度快,如果设备专用化程度过高,可能会造成设备投资还未回收,就已经不适用了。因此柔性化是现在生产环境下自动化设备的一个重要考核指标。柔性化的自动化可通过泛用机的专用化(基本功能机械搭配专用生产某种产品所需的治具,模具,刀具)和模块化设计(更换某一部分机构件即可生产其他产品)来实现。郭台铭的机器人策略并非没有道理,机器人的优势一方面由于具有较多的自由度可以完成比一般设备复杂的操作,另一方面在于其高度的柔性,只要更换手爪模组并变更程序,机器人就可以用来做其他用途。


四、快速化:可快速启动、可快速更换模具

基于减少生产批量以减少库存,丰田一直致力于追求快速切换,在自动化设备阶段就考虑快速切换的要求,从技术复杂度与成本角度,比在设备使用后再进行快速切换的改进要低得多。


五、自働化:在设备作业时将人力解放出来

使用传感器以探测异常并发出异常信号,并在必要时自动停机。自働化是丰田生产方式的两大支柱之一,二战后,日本从美国购买了大批自动化设备,尽管是自动化设备,但每台设备前仍需配备一名操作者看管,在发生故障时关闭设备并找维修人员来修理,在大野耐一看来,这是愚蠢的,于是他开始考虑如何做到不需要人监护,他想到了丰田创始人丰田佐吉的发明,以前的织布机在织造过程中,如果一根经线断了,或者是纬线用完了,必须靠人巡回检查发现停车处理,不然就会出现大量的不合格品。能不能给设备赋予类似人的“智能”,给它装上判断设备运行状态是否正常的装置,使之在出现上述情况时自动停车,从而提高劳动效率又减少不合格品。1901年,丰田佐吉开始研制这种自动跳闸的织布机。受这一启发,大野耐一将传感器应用到设备上,当设备发生故障时,设备可自动停机并发出信号,这就是丰田生产方式中自动化的来源。


自动化不应该赶时髦,不应盲目的追求高科技也不能图便宜,需要具有长远的眼光。自动化导入之前合理化与标准化先行;自动化评估与设计阶段,IE/生产/维保部门与设计人员的良好沟通也很重要。总之,自动化之路任重道远。

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