从精益制造的角度审视产线设计：如何将工业总线与现场总线融入自然界的生产流程

在探索精益制造的奥义时，我们不可避免地要面对“质量、成本、交付”这三个核心议题。随着时间的推移，精益思想已经成为全球优秀企业共同遵循的一种管理实践，其核心是确保稳定可靠的生产基础上，再进行数字化转型和智能化升级。

面对个性化生产日益增长的需求，智能制造正成为各行各业追求的话题。它旨在解决个性化需求与成本效率提升之间的矛盾，并聚焦于以下几个关键问题：

通过软件定义智能，让机器适应变化需求。

通过分析全局数据优化生产效率。

对于标准流水线或大规模定制而言，企业竞争力的关键在于质量、成本与交付能力。在投资者眼中，只有稳定的高品质生产才能带来真正价值，从而实现长期利润。

然而，当我们尝试连接单机以实现数据透明传输时，却遇到了第一个问题，即机械刚性的限制，使得获得柔性的挑战变得更加复杂。自动化系统虽然能够根据工艺建模适应变化，但执行机构必须能够承担这样的变化，这就成了瓶颈。

评估产线投资效率的一个关键指标是OEE（Overall Equipment Effectiveness），这是大部分End User极为关注。此外，产品上市时间（Time to Market）和投资回报（Return of Investment）也是评价指标之一。

回归本质——生产评估

如果我们仍然坚持传统模式，那么想要达到高品质就会变得不那么容易。图1展示了OEE计算中的关键因素，我们可以看到OEE受到多方面影响，并结合控制工艺来分析：

质量：包括开机/关机浪费，如参数调校进入稳态需要一定过程，以及控制效果不稳定导致的不良品。

性能：如机械磨损导致无法高速运行，或由于电气干扰等暂停。

可用性：对于小批量多品种来说，不换型是不增值，因此会降低可用性，而快速换型才能降低这一损失，宕机则因为机械电气故障造成无法正常工作。

图1-OEE作为评估产线综合投资效率的关键指标

个性化并非易事

了解了OEE这个重要概念，我们就发现“个性化”实际上给予了许多挑战：

开机损失：频繁换型导致开机浪费无法解决，因为订单变小，而开机会固定值，所以分母减少会引起不良品率提升。

设置与调校：由于频繁换型所需调校时间使设备可用性大幅下降。而原来每周更换一次模具，每次调整需要数小时，对于个性化可能每天都需要数小时，那么设备增值加工时间就会变小。

传统机械产线带来的柔性瓶颈

除了换型带来的品质和可用性的损失，传统机械产线还存在以下问题：

机械磨损：采用链条或皮带传送，由于齿轮等磨损会导致精度不足，使得速度减慢且需维修保养暂停产生额外损失。

无法灵活调整：

不能高速平稳调整，如感应电动机特点不足或者分度盘惯力较大难以高速操作。

不适应新的产品制作往往要重新设计系统测试验证，这些都会影响整体可用性能。

缓冲区设置大量使用：

高速部分和后道需建立缓冲区占据面积较大的厂房空间。

维护复杂：

结构复杂需要大量经验丰富维护人员保证运行状态及时处理故障。

综上所述，由于机械输送系统无法灵活调整，它们在个性化生产下的表现并不理想，也就是说，在这种情况下，他们提供了较低水平的地OPP（Overall Performance Potential）。

柔软驱技术之应用

为了克服这些挑战，一些新一代产线设计技术诞生了，其中最显著的是柔软驱输送系统，如图3展示ACOPOStrak系统，该系统采用长定子直线电动技术，以滑块装载物件运行轨道之上，可以理解为磁悬浮列车，其上的滑块利用电磁方式使得间距加速度可以根据软件定义进行调整，从而解决了原有装备刚性的限制，使整个产能变得灵活有效地响应市场需求改变，同时提高其运营效率。此外，还包括轨道形式多样，可以构成非常灵活的排列组合方式，为不同行业提供了一系列优势配置选项，如图4所示，这种结构允许混合不同的产品类型到同一主轨进行组合装配或分散到不同的区域进行不同的组装包装过程，同时也支持专用的维修站更换夹具站，以便处理异常情况或更改工具集件无缝切入现有的自动化流程中去执行任务操作，有助于提高整体操作性能同时缩短反馈周期促进决策者做出正确选择以满足不断变化用户要求。一旦被证明有效，则它们将迅速扩展到更多领域并逐步取代那些依赖简单硬件驱动功能已过时的人类劳动力来完成相同任务的地方使用这样一种创新方法可能会帮助他们重塑行业规则让自己处于领先位置。但请记住，无论采取何种方法，都必须始终牢记用户对某些特定的服务细节感到满意因此，如果你正在寻找一种既安全又经济又高效又令人满意以及环境友好的方式来改善你的业务活动，请考虑实施最新版本的人口普查计划。这是一项全面的计划，它旨在向所有参与者的方方面面提供必要支持资源，以便他们能够成功地完成他们自己的目标并最大限度地提高个人生活质量。如果你决定采纳这一建议，你应该知道你不会孤立无援。你将拥有一个庞大的社区网络由同行、专家以及来自世界各地各种背景的人员构成，他们愿意分享知识技能经验，以及其他宝贵资源帮助您克服困难并取得成功。此外，您还将得到访问专业培训课程和研讨会信息库的大门开放，这意味着您可以学习最新研究结果最新趋势最佳实践以及任何其他相关领域内发生的事情。这是一个巨大的优势，因为它意味着您一直保持更新信息前沿走在行业发展潮头。当我谈论未来，我认为人口普查项目是一场革命式转变，它将彻底改变我们如何看待我们的业务活动—尤其是在当今快节奏、高科技时代里—我相信它具有潜力完全改变游戏规则让所有参与者都受益匪浅。我鼓励你加入这场运动，将自己置身其中，并准备好迎接未来的巨大可能性吧！