Автоматизированные сборочные линии для малого бизнеса

Владельцы малого бизнеса часто думают, что модернизация производственных процессов означает установку на заводах массивных систем автоматизации сборочных линий. Когда они думают о сборочных линиях, они представляют себе километры конвейерных лент, высококоординированные роботизированные руки и заводы, которые работают сами по себе, строго соблюдая технику безопасности. Этот образ пугает, и, честно говоря, выглядит дорого и недоступно.

Но правда о современном производстве кроется не в миллиардных мощностях автомобильных конгломератов или гигантов, производящих бытовую электронику. Она кроется в небольших мастерских и фабриках среднего размера, которые составляют основу глобальной цепочки поставок.

Для предприятий, которые мы обслуживаем, автоматизация - это не замена людей машинами. Речь идет о предоставлении вашим сотрудникам более совершенных инструментов для снижения трудозатрат. Речь идет не о том, чтобы потратить миллионы, а о том, чтобы разумно расходовать имеющиеся у вас деньги. Это руководство предназначено для прагматичных производителей. В нем рекомендуется сосредоточиться на практичной, масштабируемой и автоматизированной сборочной линии, которую может поддержать ваш бизнес и ваш бюджет.

По карману ли малому бизнесу автоматизация? Развенчание мифов о затратах

Автоматизация часто рассматривается как две крайности: либо вы полностью автоматизируете процесс с помощью передовой робототехники и программного обеспечения, либо полностью вручную, с рабочими на рабочих местах. Владельцы малого бизнеса часто заходят в тупик из-за мифа о стоимости автоматизации - страха, что без тщательного планирования первоначальные инвестиции окажутся непреодолимыми.

Понимание ‘автоматизации по низким ценам’ (LCA) может помочь преодолеть это препятствие. LCA направлена на создание менее сложных и дешевых систем, способствующих снижению стоимости единицы продукции, и смещает акцент с покупки полностью интегрированной системы на поиск доступных систем сборки. Важно отметить, что целью малых и средних предприятий (SME) редко является достижение полной роботизированной автоматизации. Чаще всего речь идет о частичной автоматизации и гибридной модели.

В гибридной модели автоматизация используется для выполнения задач по сборке, которые требуют выполнения одних и тех же действий тысячи раз без усталости, например, равномерного давления на винты или выявления мельчайших дефектов, что обеспечивает высокое качество конечного продукта. При этом навыки человека используются для адаптации, критического мышления и работы с переменными, которые менее предсказуемы.

Как только вы начинаете внедрять экономичные инструменты вместо того, чтобы искать машины для замены рабочих, общие расходы значительно снижаются. Вы не приобретаете целый новый завод, а получаете несколько датчиков, простых реле и исполнительных механизмов, которые являются частью Интернета вещей, чтобы усовершенствовать уже имеющиеся производственные системы. Это не просто экономически выгодно; это снижает эксплуатационные расходы и повышает рентабельность инвестиций, которую владельцы малых и средних предприятий автоматизации должны видеть, чтобы оправдать изменения.

4 ключевых элемента, которые необходимо учесть перед автоматизацией вашей линии

Прежде чем приобрести один датчик или двигатель, необходимо взглянуть на свой производственный процесс честными, критическими глазами. Автоматизация - это усилитель. Если вы автоматизируете эффективный процесс, производительность повышается. Если вы автоматизируете хаотичный процесс, вы просто быстрее создадите хаос.

Чтобы выбрать наиболее подходящий подход к ведению бизнеса, будь то приобретение специального оборудования или разработка адаптируемого процесса сборки, вам следует оценить эти четыре параметра для удовлетворения ваших производственных потребностей.

Топ-3 технологии автоматизации для ограниченного бюджета

Если вы запланировали капитальный бюджет на приобретение нового оборудования, вам не нужны автономные мобильные роботы или полная, массивная промышленная линия. Существуют технологии ‘среднего уровня’, предназначенные для автоматизации начального уровня и включающие в себя ключевые компоненты для эффективной работы. Это самодостаточные устройства, разработанные как настольные решения для автоматизации.

Коллаборативные роботы (Cobots)

В отличие от обычных промышленных роботов, которые могут требовать сложного программирования и даже защитных клеток, коллаборативные роботы предназначены для работы рядом с людьми.

• Приложение: Они ценны при выполнении операций по подбору и размещению грузов, при работе со станками (петляющие станки с ЧПУ) или при штабелировании коробок в конце производственной линии.
• Преимущество малого и среднего бизнеса: Их довольно просто перепрограммировать. Если в следующем месяце изменится ассортимент продукции, Cobot можно переместить на другую станцию. Они являются самым дорогим выбором в этом списке (в среднем $20 000-$30 000), но такая гибкость обеспечивает долгосрочную безопасность ваших инвестиций.

Настольные поворотные индексирующие столы

Для некоторых сборочных операций, требующих множества мелких шагов (например, вставить винт, вставить шайбу, а затем прижать крышку), линейный конвейер может занять много лишнего места. Для таких точных задач лучше использовать компактную сборочную станцию на базе поворотного стола.

• Приложение: Перемещая детали по часовой стрелке по кругу с высокой скоростью, поворотный стол может останавливаться через точные промежутки времени. Это позволяет устанавливать автоматические отвертки или дозаторы вокруг компактного центрального узла.
• Преимущество малого и среднего бизнеса: Поворотный стол позволяет сократить площадь помещения. Он может размещаться на стандартном верстаке, но при этом позволяет увеличить производительность в четыре раза по сравнению с одним оператором. Он сокращает время сборки и, в свою очередь, стабилизирует выпуск продукции, а также уменьшает время цикла для повышения эффективности.

Модульные конвейеры из алюминиевого профиля

Больше не обязательно использовать тяжелые стальные конвейеры, применяемые в автомобильной промышленности. В современных системах используются недорогие конвейеры из легкого экструдированного алюминия.

• Приложение: Перемещение легких деталей между станциями.
• Преимущество малого и среднего бизнеса: Это гибкие системы, похожие на строительные наборы для инженеров. Вы можете купить экструзии стандартной длины, скрепить их болтами, а когда в следующем году завод переедет, демонтаж для изменения конфигурации будет довольно простым. Такие системы - основа стратегии гибкого производства.

Как модернизировать существующую линию с помощью компонентов

Если бюджет на новые машины не позволяет, лучшим вариантом является модернизация существующего оборудования. Вы можете сделать “тупые” машины “умными”, добавив такие компоненты промышленной системы управления, как источник питания на DIN-рейку или специальные датчики. Это позволяет не покупать новое оборудование, а сразу приобрести компоненты для автоматизации.

В этом и заключается суть автоматизации "сделай сам". Вы можете создать не только автоматику; добавив определенные компоненты, вы можете добиться функциональности дорогих машин с минимальным вмешательством человека за долю инвестиций.

Модернизация “умного” конвейера

Чаще всего управление конвейерами сводится к тому, чтобы заставить их запускаться и останавливаться. В результате многие конвейеры работают непрерывно, расходуя электроэнергию и нарушая последовательность операций, изнашивая двигатель, когда на линию не поступает продукция, а также вызывая ‘заторы’, когда продукция скапливается позади и повреждается.

• Необходимые компоненты: Фотоэлектрические датчикимодернизация + Реле + Таймер.
• Трансформация: Прикрепите датчик к концу конвейера. Когда продукт подходит к концу и блокирует датчик, релейная автоматика с таймером останавливает ленту. Датчик очищается, и лента автоматически запускается, когда оператор убирает продукт.
• Преимущество: Вы достигаете “логики накопления” (автоматического управления движением), не написав ни строчки кода.

Рабочие станции Poka-Yoke (защита от ошибок)

При ручной сборке не обойтись без человеческого фактора. Операторы могут забыть шайбу или неправильно выставить деталь, что приведет к дорогостоящим возвратам в дальнейшем.

• Необходимые компоненты: Индуктивные датчики приближения + Концевые выключатели + Индикатор Светильники.
• Трансформация: Вставьте датчики в монтажную оснастку. Настройте логику таким образом, чтобы зажим не закрывался до тех пор, пока все датчики не обнаружат наличие и выравнивание нужных деталей. Если какой-либо детали не хватает, станок отказывается работать, и включается красная лампочка.
• Выгода: Вы обеспечиваете постоянство продукции и физически предотвращаете появление дефектов. Вы заменяете необходимость постпроизводственного контроля контролем качества в процессе производства.

Недорогая пневматическая автоматика

Если вам нужно вытолкнуть с линии забракованный товар или наклеить этикетку, но вы не можете позволить себе роботизированную руку, попробуйте сделать это.

• Необходимые компоненты: Пневматический цилиндр + Электромагнитный клапан + Время Реле.
• Трансформация: Датчик срабатывает и подает сигнал на реле задержки, которое через заданное время (например, 0,5 секунды) активирует электромагнитный клапан. Клапан открывается, цилиндр выдвигается и перемещает цель.
• Преимущество: Используя временную последовательность и давление воздуха, вы можете имитировать действия роботизированной руки, которая значительно дешевле (менее $500), мощнее и долговечнее.

Успешная модернизация зависит от бесшовной интеграции этих компонентов, а их приобретение по отдельности у нескольких поставщиков может стать головной болью. Именно здесь OMCH превращает сложное в простое. Являясь производителем комплексной промышленной автоматизации с 38 лет наследия, Мы предлагаем настоящий универсальное решение для поиска поставщиков. Нужен ли вам стабильный импульсный источник питания для управления системой, точные реле для управления логикой или высокочувствительные датчики для обнаружения вашего продукта. Но мы предоставляем не только оборудование: наша команда инженеров-ветеранов готова проанализировать ваш конкретный объект и предложить индивидуальные рекомендации, гарантируя, что ваша стратегия модернизации будет не просто набором деталей, а целостной и надежной модернизацией.

Пошаговая стратегия реализации: Ползти, идти, бежать

Неумение понять важность пошагового подхода - одна из самых серьезных ошибок, которую может совершить владелец бизнеса. Автоматизация и массовое производство - это не одномоментный процесс.

• Ползание: Фаза данных

Прежде чем приступать к изменениям в работе своего бизнеса, обязательно соберите данные в режиме реального времени. Вы не сможете изменить что-то к лучшему, если не сможете оценить его эффективность. Используйте базовые цифровые счетчики и датчики, чтобы понять, сколько единиц продукции вы производите каждый час и когда происходят простои. Понимание этих данных поможет вам обнаружить "узкие места" и даст важную информацию о текущей эффективности.

• Прогулка: Островная фаза

Используя полученные данные, можно определить наиболее болезненное “узкое место” на вашей линии. Это станция упаковки? Это станция сверления? Вы должны автоматизировать только эту станцию. Создайте так называемый "остров автоматизации". Хорошим примером может служить автоматическая машина для подачи шнеков или полуавтоматический дозатор, который используется для маркировки готовой продукции, или настройка для новых продуктов. Это позволит вашему персоналу адаптироваться к новым инструментам, а вам - быстро окупить инвестиции.

• Выполнение: фаза интеграции

Если у вас есть несколько островов автоматизации, которые хорошо функционируют, пришло время связать всю линию. Возьмите выход со станции сверления и соедините его с входом станции упаковки с помощью модифицированного конвейера. Используйте стратегии интеграции ПЛК SME для управления командами запуска/остановки. Именно здесь вы добьетесь потока на автоматизированной сборочной линии.

5 распространенных ошибок автоматизации, которые допускают небольшие производства

Автоматизация - скользкая дорога, и небольшие производители часто идут по ней с намерением попасть в "быструю полосу". Вот пять подводных камней, и как их обойти.

• Чрезмерная автоматизация

Вы можете заменить человеческий труд машиной, если задача не требует мелкой моторики, не нуждается в сложных и тонких суждениях и не является тем, что может быть легко и недорого выполнено человеком. Например, если вы рассматриваете возможность автоматизации процесса визуального контроля, потому что ручной процесс слишком медленный, с использованием сложного машинного зрения или искусственного интеллекта, вы автоматизируете решение с отрицательным коэффициентом окупаемости инвестиций.

• Игнорирование обучения

Автоматизация рабочего процесса требует различных навыков от команд, участвующих не только в эксплуатации, но и в обслуживании. Простое приобретение автоматизированного оборудования и отсутствие обучения обслуживающего персонала может привести к дисбалансу. Ваши технические специалисты должны пройти обучение, чтобы стать обслуживающим персоналом.

• Отсутствие стандартизации

Разброс - враг автоматизации. Если поступающие винты имеют неточные допуски - например, один винт 5 мм, а другой 5,2 мм, - ваш автоматический подающий механизм заклинит. Стандартизация цепочки поставок имеет огромное значение для снижения проблем совместимости перед автоматизацией сборки.

• Обслуживание с видом

Ручные инструменты будут ломаться и заменяться. Автоматизированные линии будут изнашиваться. Если у вас нет графика профилактического обслуживания - проверки напряжения, очистки линз и подтягивания ослабленных клемм, - ваша дорогостоящая система будет деградировать, что подчеркивает важность предиктивного обслуживания.

• Плохой выбор компонентов

Самая распространенная ошибка - считать промышленные компоненты универсальными. Чтобы сэкономить несколько долларов, большинство владельцев предприятий используют компоненты коммерческого класса и удивляются, когда их системы начинают выходить из строя из-за вибрации, мусора и электрического шума на производстве. Промышленная среда является враждебной. Для обеспечения надежности необходимо использовать компоненты, специально разработанные для работы в таких условиях. Они не протекают, не выходят из строя и не вызывают непредвиденных простоев. Экономить на дешевом датчике, если это приведет к ненадежной работе производственной линии, - неразумная экономия.

Расчет рентабельности инвестиций для вашего первого проекта автоматизации

Как оправдать эти инвестиции? Если вы просто используете экономию труда, вы упускаете вторую половину уравнения. Чтобы оценить полную окупаемость инвестиций для малого бизнеса, необходимо также оценить влияние стабильности производства и потенциала роста.

Чтобы рассчитать истинную рентабельность инвестиций для малого бизнеса, используйте формулу автоматизации ROI:

На основе этой разбивки используйте выявленные факторы для расчета тех, которые действительно способствуют возврату инвестиций:

Заключение: Создание интеллектуальной линии, соответствующей вашим масштабам

Автоматизация не является уделом гигантов. Она доступна каждому, кто готов взглянуть на свою производственную линию, разбить ее на этапы и применить правильную технологию для решения нужной задачи, снизив зависимость от ручного труда.

Независимо от того, покупаете ли вы простое настольное приспособление или модернизируете тридцатилетний конвейер, принципы одинаковы: начинайте с проблемы, уважайте процесс и никогда не идите на компромисс с качеством основных компонентов. Ваши датчики, источники питания и переключатели - это нервная система вашей фабрики. Относитесь к ним с тем вниманием, которого они заслуживают.

Готовы ли вы оценить свою производственную линию? Если вы рассматриваете возможность модернизации своего предприятия до более автоматизированной сборочной линии или нуждаетесь в совете по выбор правильных промышленных компонентов, ОМЧ здесь, чтобы помочь. Свяжитесь с нами Сегодня вы можете получить консультацию по созданию решения для автоматизации, подходящего именно вашему бизнесу.