如何避免工業(yè)機(jī)器人交付使用中的缺陷?

高工機(jī)器人網(wǎng)
當(dāng)前,工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)品穩(wěn)定性和功能性都在不斷迭代,新行業(yè)應(yīng)用也在不斷挖掘,所以產(chǎn)品在使用時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤很難避免。但是缺陷必須高度重視,因?yàn)槭窃诳蛻羰褂脮r(shí)而非在產(chǎn)品或項(xiàng)目研發(fā)周期中發(fā)現(xiàn),這會(huì)給客戶帶來不友好的體驗(yàn),從而影響尾款甚至后續(xù)訂單。

“每周,在綜合服務(wù)部門的客戶產(chǎn)品使用問題匯報(bào)會(huì)議上,軟件、電氣、機(jī)械、測試、項(xiàng)目等部門的人員齊聚,看著投影幕布上客戶使用問題列表,產(chǎn)品經(jīng)理總有一種‘專家會(huì)診’的感覺。有時(shí)去到生產(chǎn)車間,看到被拆解的客戶返修的產(chǎn)品,如同‘動(dòng)了手術(shù)’一般。”一位工業(yè)機(jī)器人業(yè)內(nèi)人士如此感慨。

這些客戶反饋回來的產(chǎn)品問題,可認(rèn)為是被交付出去的錯(cuò)誤,即缺陷,而在交付之前被修正的錯(cuò)誤,不能算是缺陷。盡管存在客戶誤操作導(dǎo)致的錯(cuò)誤,但是大部分可以算是缺陷。

當(dāng)前,工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)品穩(wěn)定性和功能性都在不斷迭代,新行業(yè)應(yīng)用也在不斷挖掘,所以產(chǎn)品在使用時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤很難避免。但是缺陷必須高度重視,因?yàn)槭窃诳蛻羰褂脮r(shí)而非在產(chǎn)品或項(xiàng)目研發(fā)周期中發(fā)現(xiàn),這會(huì)給客戶帶來不友好的體驗(yàn),從而影響尾款甚至后續(xù)訂單。盡管這并非絕對(duì)的“壞事”,對(duì)于工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)而言,客戶間接的完善了產(chǎn)品測試,以便產(chǎn)品升級(jí)迭代。不過,很少有客戶愿意做新產(chǎn)品或新應(yīng)用的“小白鼠”。

按豐田生產(chǎn)體系創(chuàng)建人新鄉(xiāng)重夫的說法:“我們絕對(duì)不可能避免錯(cuò)誤,但是我們可以避免錯(cuò)誤成為缺陷。”無論是工業(yè)機(jī)器人本體制造商,還是系統(tǒng)集成商,都可以避免缺陷。

主要有哪些缺陷?

工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)產(chǎn)品,客戶在使用時(shí)主要涉及三大類缺陷:軟件、硬件和服務(wù)。

工業(yè)有形產(chǎn)品質(zhì)量模型

資料來源:公開資料

軟件易用性:機(jī)器人在編程示教時(shí),設(shè)計(jì)方便非專業(yè)人士高效編程的使用方式(如ABB推出的Wizard簡易編程)。

軟件維護(hù)性:機(jī)器人控制器可以通過更新升級(jí)的方式解決BUG。

硬件安全性:協(xié)作機(jī)器人碰到人或者外部設(shè)備停止的能力。

硬件維修性:工業(yè)機(jī)器人因零點(diǎn)丟失重新標(biāo)定后,原示教點(diǎn)可用及準(zhǔn)確度的能力。

服務(wù)中響應(yīng)性:客戶提出售后服務(wù)后,響應(yīng)客戶的時(shí)效性(如8小時(shí)內(nèi)遠(yuǎn)程處理,24小時(shí)內(nèi)上門服務(wù))。

服務(wù)中有形設(shè)施:專職專業(yè)的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)及其區(qū)域分配情況。

如何避免缺陷?

1.參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在人類歷史上,對(duì)于有60余年發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人而言,其可供參考的標(biāo)準(zhǔn)已較為完善。

就中國而言,1991年我國就發(fā)布了機(jī)器人相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),1993年我國發(fā)布了工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

1991年6月11日,中國機(jī)械電子工業(yè)部同時(shí)發(fā)布了三個(gè)機(jī)械行業(yè)相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它們分別是:JB 5063-1991《搬運(yùn)機(jī)器人通用技術(shù)條件》、JB/T 5065-1991《弧焊機(jī)器人通用技術(shù)條件》和JB/T 5064-1991《裝配機(jī)器人通用技術(shù)條件》。

1993年4月3日,全國自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)同時(shí)發(fā)布了二個(gè)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),它們分別是:GB/T 14284-1993《工業(yè)機(jī)器人通用技術(shù)條件》和GB/T 14283-1993《點(diǎn)焊機(jī)器人通用技術(shù)條件》。

隨后的近30年間,我國不斷完善了工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的安全、設(shè)計(jì)、性能、應(yīng)用等方面的國家標(biāo)準(zhǔn),為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品及其應(yīng)用行業(yè)提供質(zhì)量保障,同時(shí)也是國家技術(shù)和經(jīng)濟(jì)能力的綜合反映。

中國工業(yè)機(jī)器人及其相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)

(統(tǒng)計(jì)截至2020年7月10日)

資料來源:公開資料

按照國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將提高工業(yè)機(jī)器人集成的普適性和易用性,如采用規(guī)定的機(jī)器人末端法蘭標(biāo)準(zhǔn),將眾多品牌工業(yè)機(jī)器人(以小型多關(guān)節(jié)和協(xié)作為例)與末端執(zhí)行器法蘭統(tǒng)一,在安裝不同應(yīng)用需求的末端執(zhí)行器(電爪、氣爪、軟爪、力傳感器、打磨工具、焊槍、噴槍等)的情況下,可以自由切換,從而省去設(shè)計(jì)和加工多種末端連接件的麻煩。

2.以客戶為中心

對(duì)于工業(yè)機(jī)器人定制化項(xiàng)目而言,某些應(yīng)用功能的開發(fā)和集成設(shè)備的設(shè)計(jì),都需要以客戶為中心。因?yàn)榇蟛糠直倔w制造商,對(duì)于多種行業(yè)所需要的工藝經(jīng)驗(yàn)不足,且客戶積累多年的產(chǎn)線加工操作技巧也需要在軟件使用上體現(xiàn)。

沒有或較少焊接經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)工程師要開發(fā)弧焊軟件,除了網(wǎng)絡(luò)上所能查詢到的資源外,最好能通過客戶調(diào)研、訪談、分析來定義需求,同時(shí)深入客戶現(xiàn)場了解焊接工藝和與人工焊接的區(qū)別,以便開發(fā)出完善、易用、高效的弧焊軟件。

此外,對(duì)于制造業(yè)的企業(yè)而言,要實(shí)現(xiàn)“智能制造轉(zhuǎn)型”,需要“以客戶為中心”的理念。因?yàn)槲磥淼?ldquo;智能制造”將以C2M(用戶直連制造)平臺(tái)模式為發(fā)展趨勢(shì),即基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù),以及通過生產(chǎn)線的自動(dòng)化、定制化、節(jié)能化、柔性化,運(yùn)用龐大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)字化,按照客戶的訂單要求,設(shè)定供應(yīng)商和生產(chǎn)工序,智能化的生產(chǎn)出個(gè)性化產(chǎn)品的工業(yè)化定制模式。因此,“以客戶為中心”的管理和服務(wù),不僅表現(xiàn)在企業(yè)運(yùn)營中,而且將深入企業(yè)發(fā)展的各個(gè)部門和階段。

3.嚴(yán)把測試質(zhì)量

產(chǎn)品測試貫穿在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、出貨的每個(gè)階段,是產(chǎn)品質(zhì)量保證和風(fēng)險(xiǎn)把控的重要關(guān)卡,因此在產(chǎn)品測試階段,建立完善的測試方法,嚴(yán)格把控測試流程,執(zhí)行權(quán)威的測試標(biāo)準(zhǔn)非常重要。

以客戶需求和應(yīng)用為主的測試,將針對(duì)性的決定產(chǎn)品的質(zhì)量。

首先,需要進(jìn)行產(chǎn)品全功能的測試,保證產(chǎn)品整體性能。

其次,可以結(jié)合第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)測試和性能測試,以工業(yè)機(jī)器人為例,進(jìn)行電磁兼容性測試、噪聲測試、振動(dòng)測試、工業(yè)環(huán)境測試、位姿準(zhǔn)確度和位姿重復(fù)性測試、距離準(zhǔn)確度和距離重復(fù)性測試、軌跡準(zhǔn)確度和軌跡重復(fù)性測試等。

再次,由于工業(yè)機(jī)器人適應(yīng)多種行業(yè)和領(lǐng)域,因此需要建立多維應(yīng)用測試實(shí)驗(yàn)平臺(tái),即搭建實(shí)際的應(yīng)用場景(如碼垛、噴涂、拋光、焊接、裝配等)配合客戶的應(yīng)用需求測試。

最后,由于大部分工業(yè)機(jī)器人都是以集成設(shè)備的形式出售給各行業(yè)終端客戶,因此,結(jié)合對(duì)應(yīng)行業(yè)生產(chǎn)工藝,模擬產(chǎn)線人員操作測試,將提升設(shè)備驗(yàn)收效率。

在工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用中,機(jī)器人畫圓弧的性能是非常重要的,不僅僅要測試該功能(以三點(diǎn)或者四點(diǎn)畫了圓弧為例)能否實(shí)現(xiàn),還要測試圓弧軌跡的準(zhǔn)確度和重復(fù)性,圓弧軌跡速度特性等,以保證適應(yīng)不同工件的焊接需求。

4.執(zhí)行項(xiàng)目仿真

在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,仿真不僅幫助評(píng)估機(jī)器人結(jié)構(gòu),同時(shí)表征機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性,還能構(gòu)建機(jī)器人工作環(huán)境和工作流程。此外,作為智能制造的源動(dòng)力,數(shù)字孿生發(fā)揮連接物理世界和信息世界的橋梁和紐帶,仿真為其提供了局部單元建模基礎(chǔ)。

工業(yè)機(jī)器人仿真軟件在客戶項(xiàng)目驗(yàn)收前的重要表現(xiàn):

1)以最快方式初步評(píng)估項(xiàng)目可行性,以便深入溝通需求;

2)直觀構(gòu)建工作環(huán)境和工作流程,便于項(xiàng)目方案的評(píng)估;

3)隨時(shí)接受和更改客戶需求變更;

4)減少項(xiàng)目部署調(diào)試時(shí)間;

5)讓項(xiàng)目參與人員遠(yuǎn)離特定應(yīng)用下危險(xiǎn)環(huán)境。

目前,常用的工業(yè)機(jī)器人專用仿真軟件有RobotStudio、RoboGuide、MotoSim、SIMPro、RobotMaster、RoboDK等。部分機(jī)器人系統(tǒng)集成商會(huì)采用通用建模設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目仿真,如Solidworks、PRO/E、SolidEdge、UG、CATIA等。

常用的工業(yè)機(jī)器人專用仿真軟件

資料來源:公開資料

大部分專用機(jī)器人仿真軟件是與離線編程功能整合的,仿真的同時(shí)采用離線編程,將大大節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)周期,同時(shí)節(jié)省調(diào)試時(shí)間。以六軸工業(yè)機(jī)器人為例,其集成項(xiàng)目開發(fā)中,運(yùn)用仿真可以直觀測試出機(jī)器人運(yùn)行時(shí)奇異點(diǎn)位姿及數(shù)量,從而優(yōu)化機(jī)器人執(zhí)行工藝所需的運(yùn)行路徑,同時(shí)提升機(jī)器人運(yùn)行程序時(shí)的節(jié)拍效率,還可以減少真實(shí)機(jī)器人停機(jī)時(shí)間,對(duì)復(fù)雜工藝任務(wù)編程縝密思考,便于修改和測試機(jī)器人程序等。

5.優(yōu)化服務(wù)體系

就有形產(chǎn)品而言,產(chǎn)品服務(wù)是實(shí)施“以客戶為中心”理念的必要條件。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品而言,其產(chǎn)品服務(wù)包含:售前服務(wù)、售中服務(wù)和售后服務(wù)。

其中,售前服務(wù)是企業(yè)與客戶建立聯(lián)系之前,企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的宣傳推廣服務(wù),如客戶服務(wù)熱線,線上宣傳,線下宣傳等;售中服務(wù)是企業(yè)與客戶建立聯(lián)系的過程中,企業(yè)所實(shí)施的服務(wù),如業(yè)務(wù)咨詢,演示參觀,需求對(duì)接,意向交流等;售后服務(wù)是企業(yè)與客戶達(dá)成合作開始到產(chǎn)品生命周期結(jié)束,企業(yè)所提供的服務(wù),如項(xiàng)目合作,戰(zhàn)略合作,安裝調(diào)試,培訓(xùn)指導(dǎo),維修退貨等。

售前和售中服務(wù)可以看作交付產(chǎn)品之前的服務(wù),因此,產(chǎn)品的缺陷轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)的缺陷,于是健全的產(chǎn)品服務(wù)將決定產(chǎn)品的最終交易情況。

目前大部分企業(yè)采用CRM(客戶關(guān)系管理)系統(tǒng),比較良好的建立和保證了企業(yè)與客戶的關(guān)系。CRM理念概括包含一個(gè)中心、兩個(gè)核心點(diǎn)、三個(gè)支柱,即一個(gè)中心是以客戶為中心;兩個(gè)核心點(diǎn)分別是客戶細(xì)分和客戶生命周期管理;三個(gè)支柱是市場營銷、銷售和客戶服務(wù)。

作為衡量制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之一,工業(yè)機(jī)器人也隨著智能制造的發(fā)展而顯得不可替代。于是在智能制造的推動(dòng)下,企業(yè)不僅要完善CRM系統(tǒng),還需要由生產(chǎn)性服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃旆?wù)化,再上升到服務(wù)型制造,即按照《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)服務(wù)型制造發(fā)展的指導(dǎo)意見》,積極利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)賦能新制造、催生新服務(wù),加快培育發(fā)展服務(wù)型制造新業(yè)態(tài)新模式,促進(jìn)制造業(yè)提質(zhì)增效和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

企業(yè)可以通過Web3D技術(shù),實(shí)現(xiàn)線上產(chǎn)品或項(xiàng)目3D展示和演示的功能,幫助客戶更加直觀的了解產(chǎn)品和項(xiàng)目,同時(shí)減少需求對(duì)接時(shí)間。還可以通過VR技術(shù),更方便和直觀的提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)展示,以便完善每個(gè)細(xì)節(jié)。此外,設(shè)備的管理對(duì)于終端企業(yè)和集成商來說都很重要,可以采用設(shè)備全生命周期管理(DLM),隨時(shí)隨地查看設(shè)備狀態(tài),同時(shí)在遇到報(bào)警故障發(fā)生時(shí),自動(dòng)提供故障處理建議,提高故障排除效率。

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