精益模式下的自动化导入
近年来,由于国内人力成本与员工离职率逐渐增加,很多企业通过导入自动化来代替人工。富士康总裁郭台铭更是抛出豪言壮语:三年内自动化投资至少1000个亿,引入至少100万只机械手。我们暂且不去评论这个梦想是否能照进现实,我们从精益的角度去思考几个问题:为什么要导入自动化?如何才能让导入的自动化设备更有效?如何才能让导入的自动化设备符合目前的生产环境?
Q1:工序是否有必要导入自动化?
我们可以把自动化设备导入分为两种情况:
1.现有设备能力不能满足需求;
2.人工操作的工站;
当现有设备能力不能满足需求时,首先要考虑能否通过设备改造来提升设备效率;
对于全自动化设备,可考虑消除设备循环时间的浪费。
当工序的原有操作是人工操作时,同样也需要考虑是否可以通过一些改善方法来提升人工操作的效率和质量,以节省人力和成本。一般在以下情况下考虑导入自动化代替人工操作:
1.作业环境差;
2.人工操作使产品品质不稳定或达不到客户要求;
3.产品较大或较重,人工操作困难。
Q2:工序是否适合导入自动化?
大多数人做自动化首先考虑的是那些人力比较集中的工序,如组装,检验等,其实这是个很大的误区,因为这些工序恰恰是导入自动化难度最大的工序。在评估工序自动化的技术可行性时,至少需要考虑以下因素:
1. 部件的稳定性:如果上游提供的部件差异较大,人工操作时由于操作者具有主观能动性,不仅可以判定部件的品质是否合格,还可以根据部件的差异灵活地调整自己的操作方法。但设备不具备人的灵活性,如果部件不稳定,设备加工出来的产品品质可能还不如人工,也可能会造成设备的频繁停机。
2. 部件的可定位性
3. 操作的复杂度:操作的复杂度越高,实现自动化的技术可行性越低,即使是工业机器人,也难以实现复杂的组装作业。
4. 部件的包装方式:如果想实现自动上料,需要更改原有的包装方式以能让上料机械装置可以抓取到部件。其中由于变更包装方式所带来的成本增加也需要计算到自动化成本中。
5. 部件的可分离性:如果想实现人工上料,需要评估部件的可分离性。尤其是一些小的零部件,比如螺丝等。
Q3:自动化设计如何才能满足精益模式的要求?
传统的自动化设计一般考虑的因素是:功能要求,不良率,精度要求,可靠性要求,速度要求,是否易于维护性,安全等。除上述传统因素外,从精益角度出发,自动化的设计还应考虑以下要求:
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,盲目地追求高速设备,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,应以适当的增量来变化,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。
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
柔性化:有弹性,改变附属机构即可用作其他用途。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。
快速化:可快速启动,启动后不需要调试就可生产;可快速更换模具、刀具。
自働化(Jidoka):赋予设备以人的智慧,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。
结语
自动化不应该赶时髦,不应盲目的追求高科技但也不能图便宜,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。