不知道矩陣式生產(chǎn),就不要談智能制造!

汽車工藝師
庫卡系統(tǒng)
矩陣式生產(chǎn)建立在分門別類的標準化生產(chǎn)單元基礎上,幾乎可以將任意數(shù)量的這類生產(chǎn)單元歸置在一個網(wǎng)格上,在網(wǎng)格中幾乎可以將這些單元格排列成任意數(shù)量。

隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,從過去供不應求發(fā)展到了現(xiàn)在供大于求的情況,如何在滿足客戶基本需求的情況下,還能滿足客戶一些個性化的需求,成為我們努力和思考的新方向,所以定制化將成為未來的趨勢,同樣汽車制造也將從大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展到大規(guī)模定制。

大規(guī)模生產(chǎn)VS大規(guī)模定制

在物資匱乏的年代,產(chǎn)品一般都是標準化、大批量制造的。企業(yè)決定產(chǎn)品的生產(chǎn)輸出,消費者只要按需購買。大批量生產(chǎn)通過簡單削減供應商數(shù)量,贏得更大的采購量,在一定程度上讓企業(yè)降低成本。同時,質量優(yōu)化也需要過程, 大批量生產(chǎn)可以統(tǒng)計產(chǎn)品質量出現(xiàn)的問題,明確改善方向,材料、加工工藝、流程都可以被優(yōu)化。

但隨著市場需求的變化,消費者越來越追求個性化的產(chǎn)品。在工業(yè)4.0時代,不斷發(fā)展的個性化要求將會改變生產(chǎn)過程。具體說來, 嚴峻的挑戰(zhàn)在于產(chǎn)品的品類和型號越來越多,生產(chǎn)的件數(shù)不斷變化。大規(guī)模定制,是指對定制的產(chǎn)品與服務進行個性化的大規(guī)模生產(chǎn)。這一生產(chǎn)方式把大規(guī)模生產(chǎn)與定制生產(chǎn)這兩種生產(chǎn)模式的優(yōu)勢有機結合起來,其目的是在保證企業(yè)經(jīng)濟效益的前提下,滿足客戶的個性需求。它通過“定制”滿足客戶的特定要求;通過“大規(guī)模”降低產(chǎn)品成本。既讓客戶滿意,又使企業(yè)有利可圖,從而實現(xiàn)客戶與企業(yè)的“雙贏”。

大規(guī)模生產(chǎn)與大規(guī)模定制對比

矩陣式生產(chǎn)概念

在大規(guī)模定制的需求下,庫卡通過大量的研發(fā)投入,提出了矩陣式生產(chǎn)(MatrixProduction)這一先進的解決方案。MP可以應對市場的多變性,進行經(jīng)濟上有利的小批量生產(chǎn)。應對產(chǎn)品的品類和型號越來越多及滿足生產(chǎn)件數(shù)不斷變化的要求。它使將來在工業(yè)尺度上極具適應能力的生產(chǎn)過程成為可能,在整個工藝鏈上實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng),設備可以自己“飛速地”自動改裝為適于其他不同的產(chǎn)品類型,無需等待,無需停產(chǎn)。

矩陣式生產(chǎn)建立在分門別類的標準化生產(chǎn)單元基礎上,幾乎可以將任意數(shù)量的這類生產(chǎn)單元歸置在一個網(wǎng)格上,在網(wǎng)格中幾乎可以將這些單元格排列成任意數(shù)量。

矩陣化生產(chǎn)主要由四部分組成:AGV庫、倉庫、 工裝存儲庫和方便轉化的生產(chǎn)單元。

(1)AGV庫。即AGV待命區(qū),所有的AGV都停放在這個地方直至它們接到任務。

(2)倉庫。所有同生產(chǎn)相關的工件/零部件都存儲在倉庫中。

(3)工裝存儲庫。專用的工裝和工藝設備都放置在工裝庫里。

(4)生產(chǎn)單元。四臺機器人在可柔性切換的生產(chǎn)單元里加工零件。

零部件存放在倉庫中,適用于特定型號的工具存 放在工具倉庫中,通過自動引導搬運車(AGV)運輸 零件和工具,AGV借助一個SLAM導航算法將其導航至各個單元,抵達單元內(nèi)部后,機器人拿起零件,通過智能的、基于機器人的應用(如Jigless-Bodyshop技 術)對零件進行加工。在這個過程中,一個機器人持有 一個零件,第二個機器人持有另一個零件,兩個零件鎖定在一起成為一個單元,以便隨后由第三或第四個機器人,即所謂的工藝機器人,對它們進行焊接或其他工藝操作。

智能物流是工業(yè)4.0基石

工業(yè)4.0不僅使生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化,更使生產(chǎn)與物流高度融合,對物流方的高效、柔性提出了更高的要求。智能物流運用信息技術使裝備與控制智能化,從而改變企業(yè)的發(fā)展模式與運作模式,達到提高效率與效益,降低成本的目的。

AGV系統(tǒng)是智能工廠的主要組成部分,不同載重和運載方式的AGV小車組成一個物流網(wǎng)絡,高效智能地完成倉庫和生產(chǎn)車之間的物流活動,從而大大降低運營成本和提高存儲物流效率。AGV小車在智能工廠不僅作為無人自動搬運車輛使用,也可當作是一個個可移動的裝配臺、加工臺使用,它們既能自由獨立地作業(yè), 又能準確有序地組合銜接,形成沒有物理隔斷但能起動態(tài)調(diào)節(jié)作用、高度柔性的生產(chǎn)線。

庫卡采用成熟的自主導航系統(tǒng),通過在AGV上安裝可旋轉的激光掃描器,依靠激光掃描器發(fā)射激光束,接收由四周定位標志反射回的激光束,探測周圍環(huán)境,計算出車輛當前的位置以及運動的方向,選出到達目的地最有效的途徑,而且遇到障礙物,能使用最佳替代路線實行安全繞行,由此也可以確保物料生產(chǎn)的運送進度。

在工業(yè)4.0的浪潮下,矩陣式生產(chǎn)理念打破原有的線性生產(chǎn)體系,并融合AGV智能物流和大數(shù)據(jù)智能系統(tǒng),在幾乎實時的條件下自動監(jiān)視和響應生產(chǎn)過程,從而能夠對內(nèi)部生產(chǎn)過程進行廣泛優(yōu)化,并在考慮成本、 物流、安全、可靠性和可持續(xù)性的情況下,實現(xiàn)智能制造。

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