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自动化专家眼中的工业 4.0,中小企业绝对不能错过!

  2021年11月17日  

  工业4.0人物专访

  在讨论机械工程领域的数字化时,大家都越来越关注工业 4.0 和机器人技术。这时候你可能会想到大型智能工厂中的大规模的机器人应用,但这种开创性的发展趋势,中小企业更不能缺席。原因是什么?听听专家怎么说......

  本期人物专访,我们邀请到了来自德国下萨克森州的 LMZ 公司的董事长,向我们介绍中小企业未来的自动化发展方向。

  LMZ 公司是 item Pluspatner 队伍中的一员,专注于开发定制的自动化系统,在工业 4.0 和机器人应用方面拥有丰富的专业知识。

工业 4.0——中小企业数字化的发展机遇和良好开端

  01、工业 4.0 的概念乍听起来很抽象,中小企业有必要为它伤脑筋吗?

  现在,即使是小公司也有许多自动化过程。因此,我们要尝试利用自动化生成的过程数据,这是很有意义的。每个人在日常生活中都会产生大量数据,其他公司已经开始分析我们的个人信息并得出相应的结论,那机械工程领域为什么不可以呢?

  不过,这并不是我认为中小企业应该仔细研究工业 4.0 的唯一原因。与大企业相比,中小企业的优势显而易见——大企业使用数据的整个流程要比中小企业复杂和迟缓得多。因此,中小企业可以利用自身优势快速实施创新,这是大企业无法企及的。

  02、您认为中小企业在实施工业 4.0 时面临的最大挑战是什么?

  我认为最大的挑战是如何开始。首先,你必须在公司内确保员工对数据收集的接受度。因为人们对数据保护往往持一定的怀疑态度,他们会误以为数据收集的目的是为了追踪哪些员工的产出更高。

  当然,在涉及个人数据时,我们确实要谨慎一些,但只要对数据进行标准化和匿名化处理,就能提高员工对数据收集的接受度。除此之外,还存在很多不确定因素,比如哪些过程可以数字化,应该从哪些环节着手——即我们应该优先收集哪些数据,以及这些数据应该怎么利用。

  03、中小企业应该如何开展自动化生产呢?

  我们建议分步开展。为此,我们 LMZ 公司特地制定了一个四步计划。该计划适用于一般的自动化,尤其是工业 4.0。最好的办法是从一个试点项目开始,然后对自己说:“好的,我现在要开展自动化生产了。我要收集数据,然后分析数据并得出结论。”不久之后你就会发现,这些数据会成为你强大的竞争优势。然后,你再继续进行下一步。

中小企业如何利用工业 4.0 实现工业自动化生产

  04、您会如何描述自动化与工业 4.0 之间的关系?

  我认为比较合理的一种描述是,自动化与工业 4.0 都是数字技术的进一步发展,是一种新型的工业化水平。正如我前面所说,最好的方法是收集自动化过程生成的数据,然后分析数据,并得出相应的结论。

  而目前的情况是,某个地方出现了故障,然后整个系统因为故障而停机了,于是生产目标被搁置了。人们常常会问:“我们已经实施了自动化,为什么还会发生故障?装配工在哪里?”可是装配工要两天后才能到达现场。

  当全新的自动化系统到达公司时,通常在初期阶段会遇到很多问题。但是,一旦自动化系统启动并正常运行,项目经理的工作就结束了,然后他会继续跟进下一个项目。于是,没有人再去关注这台自动化系统,直到它出现问题。

  05、您有什么好的建议吗?

  我的建议是,最好在生产的前四个月输入生产数据,这样可以确定传感器参数范围内的正常情况。

  比如,当我发现传感器参数已经达到 80% 时,就更容易计划系统的停机时间。在大多数自动化系统中,如果需要清洗零件或更换磨损的部件,就会出现这种情况。而当参数达到 100% 时,就意味着机器要停机了。

  这时候,我应该计划下一批次 1000 件产品的生产。毕竟,我下周不能生产,因为我知道机器将在周一和周二停机维修。更重要的是,我可以及时通知和预约装配工,并确保系统在下周三再次全面运行。

  这些都与能否准时交货息息相关。过去,我们依靠库存确保准时交货。而现在,所有的产品都是先生产然后直接交货。如果我不能及时交货,导致汽车制造商的生产线停工,将会产生非常高的成本。

机器人技术给中小企业带来巨大的机遇

  06、机器人是现在的热门话题,您认为它最主要的优势是什么?

  毫无疑问,机器人最大的优势是具有极高的灵活性。当我购买了机器人之后,我不一定用它来生产同一种产品,它可以生产各种产品,比如,模块化机器人单元就是一个很好的例子。它可以连续八小时生产一种产品,然后你将机器人模型移动到另一台机器上,它又可以连续八小时生产另一种产品。

  即使是小批量生产,机器人也能灵活应对。虽然你需要采购机器人系统,但一个项目不必承担所有的采购成本。由于机器人可以用来生产各种产品,其采购成本可以分摊到不同的项目中。这样不但提高了机器人的产能利用率,系统也能更快地收回成本。

  此外,机器人还大大减轻了员工的工作压力,尤其是那些不符合人体工学的单调枯燥的生产活动以及涉及到重物的生产任务,机器人的“代劳”更是让员工获益匪浅。在这些情况下使用机器人是理想的选择,它可以将员工从这些任务中解放出来,从而腾出时间处理公司的其他过程。

  07、机器人听起来很复杂,肯定很昂贵吧?

  机器人各有不同,彼此的差异也很大。这主要取决于使用什么样的机器人解决方案,怎么使用以及在哪里使用。什么样的自动化过程就决定了需要什么样的机器人。

  你必须考虑机器人是否需要提升重物。这些问题也很重要:需要多大的工作范围?是在较小的区域内工作,还是要从 A 点到 B 点(要穿过一个更大的区域)完成包装工作。你还要考虑这些工作所需的时间——即周期时间。

  如果时间充裕,没有太多重物,也不想使用传统的安全技术,那么协作型机器人就是一个不错的选择。由于要满足特殊的安全要求,协作型机器人一般都很慢。如果协作型机器人需要接触员工,那它的速度会非常慢,这样可以避免员工受伤。

  但是,如果时间紧张或需要提升重物,那我们就要使用普通的工业机器人。虽然它需要一定的安全设备,但我们可以采用移动式设计来提升它的灵活性。

  这一切都取决于自动化过程。此外,机器人的采购成本也取决于自动化过程。如果机器人承担的工作不多,时间也充裕,并且不需要提升重物,那么成本会相对较低。但如果对机器人的要求较高,采购成本自然也会更高。

item 型材技术——工业 4.0 和机器人的理想选择

  08、凭借您对 item 产品的了解,它们能给机器人和工业 4.0 带来哪些优势?

  模块化设计是它们最大的亮点。对于机器人来说,其主要的优势就是强大的功能性。我们之所以选择 item 的型材来搭建自动化系统,是因为这些型材具有众多优势,甚至可以确保框架也具有多功能性。客户原本打算用机器人生产三种产品,却发现它扩展后可以生产四种或五种产品,因为机器人具有极强的灵活性,我们也必须确保护罩具有同等的灵活性。

  因此,我们必须对护罩进行扩展,并确保它的灵活性,即使它已经使用了六个月。这意味着,护罩经过扩展后可以适应新的工作环境。我们经常听到客户这样反馈:“我们觉得在框架上增加某些部件非常方便。”但如果是焊接框架,那就不可能了。

  item 的型材由铝制成,因此重量很轻,这是它的另一个优点。如果脚轮需要从系统 A 移动至系统 B 并且采用模块化设计,那对工人来说就会轻松很多,毕竟这个工作需要手动完成。尺寸相同的情况下,钢结构的重量大约是铝结构的三倍。而且,生产工厂没有太多空间,也就无法使用托盘搬运车或叉车。但是,如果模块化单元采用移动式轻型设计,这一切就能迎刃而解,而铝型材无疑功不可没。

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