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工业4.0下如何建设精益生产线

来源:    发布时间:2018-10-23     浏览次数:

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精益生产管理咨询公司概述:实施工业4.0的核心问题之一是构建智慧工厂的生产线(精益生产线),即将大量先进技术组织起来,并融合为有机整体,固化为生产线及管理模式,从而大幅提升生产效率。也就是说,精益生产线是工业4.0中将各项先进技术整合为一体的最佳工具。精益生产线具体的建设内容如下:

 

精益生产线

 

精益生产线

 

一、加工设备的设计

 

加工设备是生产线的主体硬件,加工设备的设计决定了生产线的基本形态,因此非常关键。在设计中需要注意以下两方面:对于产量足够大的产品,可以单独建线;对于多品种、小批量的产品,可以将具有相似生产工艺的产品集中于一条生产线上,从而构成柔性生产线。可以不夸张地说,在精益思想的指导下,无论批量大小,任何产品都是可以建线的,因为精益生产线设计的本质特点就是用小批量生产模拟大批量生产。

 

在进行加工设备设计中,有一些问题需要引起注意:首先,不能简单地按照初始工艺路线配置生产线上的设备,而应该适当调整工艺路线以节省设备投资成本和优化生产价值流。 将一道工序拆分为多道工序,前面的几道简单工序配置低端设备,后面的复杂工序配置高端设备,这样在确保生产价值流不退化的情况下可以降低设备投资成本;也可以将多道复杂工序合并,减少高端设备的换装时间,从而优化了生产价值流。

 

对于打算单独建线的产品,可以严格按照生产节拍配置设备;对于支持多产品的柔性生产线,则不能死板地按照生产节拍来配置设备。为了满足精益生产线的柔性,需要在关键设备前增加缓冲时间,其结果就是让排在前面的非关键设备适当地加快生产节拍。

 

生产节拍在时间上需要细化,比如分为准备时间、加工时间、检验时间、交接时间,这种时间细化将增强加工设备与外围设备的配合度。

 

二、柔性工装和激光定位的应用

 

在生产过程中,辅助制造资源的准备属于不增值的环节,如果能增强这个环节的自働化,对于改善生产线的价值流将大有裨益,而柔性工装和激光定位这两项技术的应用就能够简化辅助制造资源的管理,是实现无人值守加工的重要基础。柔性工装的目的是在设计和制造过程中,免除装配各种零部件时所使用的专用定型架、夹具,从而降低工装制造成本、缩短工装准备周期、减少生产用地,同时大幅度提高生产率。激光定位技术能够结合三维制造模型和室内GPS(Global Positioning System,全球定位系统)定位数据,准确定位到加工或装配的位置,从而引导机器人完成自动加工或装配。

 

三、自动化物流的应用

 

除了辅助制造资源的准备环节,生产过程中的不增值环节还有物流,目前的制造业已经拥有了自动化的物流系统,它通过传送带或自动引导车(Automated Guided Vehicle,AGV),实现物流运输的自动化。但是,若想获得更大程度的精益效果,仅仅配置自动化物流设备是远远不够的,还需要在工艺设计和管理方式上做出调整。

 

以物料配送为例。传统的配送方式是按照工序计划准备配送清单,如果物料品种较多,相应的准备工作量也就较大且很复杂。在建立精益生产线后,相似的生产工序集中于某个柔性设备,由此可以计算出物料消耗,从而建立起日程表式的配送计划,即固定多长时间配送某种物料,这也被称为配餐式的配送。如果物料品种相对固定,配送计划中还能明确规定物料在配送车上的位置信息,从而免去了在生产现场刷条码确认的必要性。如果是相对廉价的物料,可以在生产设备附近建立一定的库存,监控库存消耗并进行定时补货,标准件开架管理就是这方面的应用实例。

 

四、仿真技术的应用

 

精益生产线的设计方案可以通过仿真技术来进行验证,当生产线运行过程中存在一些不确定因素时,使用仿真技术能够帮助发现设计方案中的问题。例如“未来畅想”章节中李先生家的那台冰箱,底部四只可伸缩滑轮的设计方案,或许就通过仿真技术在系统中进行了无数次模拟,以验证伸缩轮对不同地面、空间的适应性。



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