前言
對(duì)于今天這一代的數(shù)字原住民而言，賦予他們所購(gòu)買的產(chǎn)品以個(gè)性化的預(yù)期正在變得越來(lái)越強(qiáng)烈。為了跟上時(shí)代的步伐，這些產(chǎn)品的制造商需要高度柔性化的制造系統(tǒng)，同時(shí)又要兼顧效率和效益。這為工廠基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了一系列全新的需求。
可用于大規(guī)模定制的產(chǎn)品品種在不斷增加。這已不再僅限于像早餐麥片、汽車和相冊(cè)這樣的普通產(chǎn)品。特別是在年輕一代的數(shù)字原住民中，他們?cè)絹?lái)越希望能夠?qū)γ恳淮卧诰�購(gòu)買進(jìn)行微調(diào)，以符合他們的個(gè)人品味和偏好。“個(gè)性化時(shí)代才剛剛開(kāi)始，”貝加萊機(jī)電技術(shù)經(jīng)理Robert Kickinger聲稱道。
批量為1生產(chǎn)仍有利可圖
批量為1生產(chǎn)并不是什么新鮮事。事實(shí)上，這是許多工藝品企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)做法。“然而，一種全新的想法是，如何在大規(guī)模生產(chǎn)的條件下制造定制化產(chǎn)品，”Kickinger說(shuō)道。目前，這已被證明難以以經(jīng)濟(jì)可行的方式來(lái)實(shí)施。這是因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)柔性的增加通常伴隨著設(shè)備綜合效率（OEE）的降低。“當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，個(gè)性化不再有利可圖。”
因此，大規(guī)模定制的目標(biāo)是將OEE的三個(gè)因素 – 可用性、性能和質(zhì)量 – 保持在與大規(guī)模生產(chǎn)所能達(dá)到的水平相一致的水平。此外，制造商還將尋求盡可能提高他們的投資回報(bào)率（ROI），并盡量縮短他們新型和改進(jìn)型產(chǎn)品的上市時(shí)間（TTM）。“這是從經(jīng)濟(jì)角度使大規(guī)模定制成為可能的唯一途徑。”
到目前為止，開(kāi)發(fā)柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)冗長(zhǎng)乏味的過(guò)程。“在很多情況下，直到系統(tǒng)正常運(yùn)行，你才能看到問(wèn)題所在，”這位機(jī)電專家解釋道。在那時(shí)，機(jī)器設(shè)計(jì)的根本改變會(huì)將上市時(shí)間延長(zhǎng)數(shù)月之久。“這可能是非常昂貴的。”如果系統(tǒng)作為一個(gè)整體或單個(gè)組件可以預(yù)先進(jìn)行仿真和測(cè)試，那么上市時(shí)間通�？梢缘玫酱蠓s減。
新技術(shù)的融合以及對(duì)個(gè)性化消費(fèi)品需求的增長(zhǎng)為增值創(chuàng)造了新機(jī)遇
快速換
系統(tǒng)投入運(yùn)行后，可用性便成為了決定性因素，換型時(shí)間起到了重要的作用。“我們?cè)谖磥?lái)將會(huì)看到的這種個(gè)性化的批量生產(chǎn)將以近乎實(shí)時(shí)處理在線訂單為特點(diǎn)，”Kickinger解釋道。通過(guò)定義他們?cè)诰�訂購(gòu)的產(chǎn)品的功能 – 從汽車到印刷品 – 今天的客戶已經(jīng)在生產(chǎn)過(guò)程中承擔(dān)了高度自動(dòng)化的角色。“這將很快成為針對(duì)更廣泛產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)方法，”他聲稱道。為了確保系統(tǒng)可用性和盈利能力，換型時(shí)間需要保持在最低限度，甚至完全消除。
然而，這不僅僅是產(chǎn)品本身變得越來(lái)越定制化；它們的包裝方式也是如此。例如，生產(chǎn)三種不同飲料的灌裝生產(chǎn)線也應(yīng)該能夠?qū)⑺鼈兘M合成為任何可能的六灌裝。“這在傳統(tǒng)生產(chǎn)線上是不可能做到的，”Kickinger說(shuō)道。不斷換型會(huì)限制產(chǎn)力。“我們需要的是一種能夠?qū)崟r(shí)、全速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品流柔性集成的解決方案。”
實(shí)時(shí)剔除
為了確保實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的高質(zhì)量，生產(chǎn)線必須能夠?qū)收虾腿毕葑龀鰧?shí)時(shí)響應(yīng) – 而不會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程。“有缺陷的產(chǎn)品需要在現(xiàn)場(chǎng)被剔除，同時(shí)還要保持全速生產(chǎn)，”Kickinger說(shuō)道。如果有缺陷的產(chǎn)品沒(méi)有在質(zhì)量檢查之后被立即揀選出來(lái)，而是允許繼續(xù)生產(chǎn)，那么最終裝滿產(chǎn)品的整個(gè)包裝都將報(bào)廢。
但是，不僅僅產(chǎn)品可能會(huì)有缺陷。例如，如果灌裝線中的一個(gè)閥停止工作，那么自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)此做出智能化響應(yīng)，不再將瓶子送到該工位，而整個(gè)過(guò)程仍將繼續(xù)不間斷進(jìn)行。Kickinger指出，在這種情況下傳統(tǒng)上有兩種選擇：“要么讓過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，對(duì)受到有缺陷的閥影響的所有產(chǎn)品進(jìn)行報(bào)廢，要么完全停產(chǎn)。”從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，這兩者都不是特別有吸引力。
大規(guī)模定制依賴于柔性化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分流與合流的能力
柔性機(jī)械能夠安排任意后道包裝產(chǎn)品組合
可擴(kuò)展性和ROI
在大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不容易擴(kuò)展。為了增加產(chǎn)出，必須增加第二條產(chǎn)線或?qū)F(xiàn)有產(chǎn)線更換成更大的。這些選擇需要相當(dāng)大的投資，并消耗寶貴的占地面積。“但是，它不應(yīng)該是這樣的，”Kickinger承諾道。
在對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的過(guò)程中，最慢的工位決定了最大產(chǎn)出率。為了增加產(chǎn)量，自動(dòng)化解決方案需要對(duì)處理周期進(jìn)行更動(dòng)態(tài)化的定時(shí)。如果你能夠并行處理多個(gè)工位上的那些較慢的處理步驟，那么你就可以在不增加機(jī)器占地面積的情況下提高生產(chǎn)效率。這種方法取決于在生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分流和合流的能力。
柔性的工廠基礎(chǔ)設(shè)施有效應(yīng)對(duì)了現(xiàn)代制造業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)
