今天的制造商面臨著飛速增長(zhǎng)的需求，但滿足這種需求的資源有限。許多人正在尋求通過(guò)精益生產(chǎn)來(lái)減少浪費(fèi)和提高生產(chǎn)力，但這些舉措往往不盡人意。機(jī)器人技術(shù)可以提供答案。制造業(yè)對(duì)機(jī)器人技術(shù)并不陌生，但這些技術(shù)通常在精益戰(zhàn)略中并不突出。然而，適當(dāng)實(shí)施機(jī)器人解決方案可以幫助制造商實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。

什么是精益生產(chǎn)？

精益生產(chǎn)起源于豐田生產(chǎn)系統(tǒng)，這是一家汽車制造商在20世紀(jì)中期提出的理念。精益原則的核心是將價(jià)值最大化，同時(shí)將浪費(fèi)降到最低。這種浪費(fèi)分為七類。

●生產(chǎn)過(guò)剩

●庫(kù)存

●運(yùn)動(dòng)

●缺陷

●過(guò)度處理

●等待

●運(yùn)輸

減少或消除這些廢物類別讓制造商變得更有利可圖，并為他們的客戶提供更多價(jià)值。最終的目標(biāo)是去除任何不能讓最終用戶滿意的東西。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，制造商將變得更具成本效益，并建立一個(gè)忠實(shí)的客戶群。

精益生產(chǎn)自其誕生以來(lái)一直在不斷發(fā)展。一些制造商包括第八種浪費(fèi)：未被充分利用的人才。此外，曾經(jīng)流行的做法，如及時(shí)生產(chǎn)，已經(jīng)不再受歡迎，因?yàn)槠髽I(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到他們并不像他們看起來(lái)那樣精益求精。該理念的下一個(gè)轉(zhuǎn)變可能是對(duì)機(jī)器人技術(shù)的更大強(qiáng)調(diào)。

機(jī)器人如何實(shí)現(xiàn)精益制造

如果使用得當(dāng)，機(jī)器人完全符合許多精益原則。以下是機(jī)器人解決方案實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展精益制造可能性的幾種方式的詳細(xì)介紹。

（1）最小化等待時(shí)間

機(jī)器人在精益制造中的最大優(yōu)勢(shì)之一是它們的速度。他們可以在更短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造更多的吞吐量并提高利潤(rùn)，這是精益的主要目標(biāo)之一。更短的周期時(shí)間也只是這些節(jié)省的開(kāi)始。

機(jī)器人不需要換班，可以通宵工作，周末不休息。這消除了某些領(lǐng)域的換班，并有助于避免因換班而導(dǎo)致的生產(chǎn)力損失，這對(duì)人類工人來(lái)說(shuō)是必要的。研究表明，輪班工作可以使每個(gè)工人的生產(chǎn)力降低多達(dá) 7.7%，因此改變這個(gè)系統(tǒng)可以帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。

消除轉(zhuǎn)換讓制造商減少等待的浪費(fèi)。設(shè)施無(wú)需每天或每周關(guān)閉并重新啟動(dòng)，而是可以 24/7 保持高效，幾乎沒(méi)有停機(jī)時(shí)間。

（2）提高資源效率

機(jī)器人技術(shù)還可以幫助制造商從他們的材料中獲得更多收益。在加工、切割或執(zhí)行其他消耗材料的工作時(shí)，機(jī)器人比人類提供更高的精度。因此，他們可以使用更少的資源生產(chǎn)更多產(chǎn)品。

這種提高的材料效率還減少了回收過(guò)程或回收廢料中的能源和運(yùn)動(dòng)浪費(fèi)。現(xiàn)代材料很堅(jiān)韌，有些材料的耐熱性高達(dá) 220 攝氏度，這對(duì)于最終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)非常出色，但重整或回收利用能源密集型。機(jī)器人通過(guò)更精確產(chǎn)生更少的廢料，所以這不是一個(gè)問(wèn)題。

減少?gòu)U料和相關(guān)能源和運(yùn)動(dòng)的制造商變得更加有利可圖和效率更高。這些精益改進(jìn)很難與手動(dòng)流程相匹配。

（3）確保始終如一的質(zhì)量

同樣，機(jī)器人解決方案也可以產(chǎn)生更一致的質(zhì)量水平。缺陷是精益制造的主要七大浪費(fèi)之一，它們很可能與手動(dòng)流程有關(guān)。即使是優(yōu)秀的員工也會(huì)感到疲倦、無(wú)聊、心煩意亂，并且只會(huì)犯錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生缺陷。相比之下，機(jī)器人可以重復(fù)產(chǎn)生相同的結(jié)果。

機(jī)器不會(huì)分心或疲倦。只要它的編程和任何傳感器都是準(zhǔn)確的，只要它處于良好狀態(tài)，它每次都能提供相同質(zhì)量的工作。這意味著更少的缺陷，意味著更少的材料浪費(fèi)和返工。

這些系統(tǒng)還將從確實(shí)出現(xiàn)的缺陷中學(xué)習(xí)。錯(cuò)誤日志將提示錯(cuò)誤的來(lái)源，讓制造商根據(jù)需要調(diào)整流程或機(jī)器，以防止將來(lái)出現(xiàn)類似問(wèn)題。因此，隨著時(shí)間的推移，機(jī)器人技術(shù)將消除更多問(wèn)題。

（4）減少過(guò)度運(yùn)動(dòng)

機(jī)器人對(duì)精益制造的一個(gè)不太明顯的好處是它們?nèi)绾螠p少運(yùn)動(dòng)。機(jī)器可以以人類無(wú)法做到的方式移動(dòng)，讓它們以較少的物理運(yùn)動(dòng)將零件或產(chǎn)品從一個(gè)區(qū)域運(yùn)送到另一個(gè)區(qū)域。例如，自動(dòng)化物料搬運(yùn)工可以垂直擴(kuò)展貨架來(lái)取回包裹，而不是爬梯子或抬起它們。

機(jī)器人還可以通過(guò)處理與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的過(guò)程來(lái)減少過(guò)度運(yùn)動(dòng)，而人類工人則專注于其他任務(wù)。步行需要工人花費(fèi)大量時(shí)間從貨架上挑選物品，從而導(dǎo)致浪費(fèi)。更精簡(jiǎn)的方法是讓機(jī)器人在員工工作時(shí)進(jìn)行挑選。

雖然這種替代方案仍然涉及運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)不再減損增值過(guò)程。因此，這種基于機(jī)器人的方法減少了浪費(fèi)，幫助制造商接受精益原則。

（5）提高安全性

另一種容易錯(cuò)過(guò)的浪費(fèi)形式來(lái)自安全事故。員工的健康和福祉是提高工作場(chǎng)所安全的最重要原因，但事故代價(jià)高昂且造成浪費(fèi)。受傷導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間相當(dāng)于6500 萬(wàn)天的生產(chǎn)力損失。

機(jī)器人可以通過(guò)自動(dòng)化最危險(xiǎn)的任務(wù)來(lái)預(yù)防這些事件。處理危險(xiǎn)最安全的方法是完全消除它；自動(dòng)化有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。不必接近最大危險(xiǎn)的工人可以避免這些風(fēng)險(xiǎn)。

這些安全改進(jìn)還減少了等待和運(yùn)輸?shù)木胬速M(fèi)。更少的傷害意味著更少的計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間和更少的將人員運(yùn)送到醫(yī)院的需要?？紤]到某些制造工作的危險(xiǎn)性，這些改進(jìn)可能會(huì)產(chǎn)生重大影響。

在精益環(huán)境中實(shí)施機(jī)器人

機(jī)器人技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展精益制造，但重要的是要認(rèn)識(shí)到機(jī)器人不一定是精益制造。他們是否改進(jìn)戰(zhàn)略取決于他們的實(shí)施。

使用不當(dāng)甚至?xí)璧K精益制造目標(biāo)。簡(jiǎn)單地提高生產(chǎn)速度和產(chǎn)量只會(huì)更快地產(chǎn)生廢物?？紤]到這一點(diǎn)，制造商可以遵循一些步驟來(lái)實(shí)施機(jī)器人技術(shù)以改善精益環(huán)境。

（1）確保靈活性

制造商在設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)必須牢記靈活性。制造業(yè)中的許多機(jī)器人執(zhí)行單一的、高度專業(yè)化的功能。這對(duì)效率很有好處，但對(duì)于精益環(huán)境來(lái)說(shuō)并不理想，因?yàn)樗混`活。

重大供應(yīng)鏈中斷現(xiàn)在至少每 3.7 年發(fā)生一次，因此生產(chǎn)線必須能夠適應(yīng)不可預(yù)見(jiàn)的情況。否則，干擾將產(chǎn)生重大損失，這并不精益。制造商可以通過(guò)在剛性單任務(wù)系統(tǒng)上使用協(xié)作機(jī)器人和多功能機(jī)器人來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

（2）考慮人類變量

精益制造在實(shí)施機(jī)器人時(shí)必須記住人的變量。公司幾乎可以控制機(jī)器人系統(tǒng)的各個(gè)方面以優(yōu)化其性能，但他們無(wú)法對(duì)人做到這一點(diǎn)。人們不可避免地會(huì)引入一些不確定性和不均勻性，因此機(jī)器人必須考慮到這一點(diǎn)。

即使是高度自動(dòng)化的工作流程也不能在每次因素都保持一致的假設(shè)下運(yùn)行。這意味著機(jī)器人應(yīng)該能夠適應(yīng)和調(diào)整他們的速度和流程，以匹配工作流程中人類部分不斷變化的結(jié)果。如果他們繼續(xù)以相同的速度運(yùn)營(yíng)，盡管工人放慢了速度，他們只會(huì)制造更多的浪費(fèi)。

（3）仔細(xì)分析成本

制造商必須記住，機(jī)器人很昂貴。這看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但很容易被他們的潛力所吸引，而忽略他們?cè)谔囟▓?chǎng)景中的實(shí)際投資回報(bào)率。公司必須仔細(xì)分析各種機(jī)器人解決方案的成本和回報(bào)，以盡量減少中斷和最初的金錢浪費(fèi)。

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人的總成本通常在其價(jià)格標(biāo)簽的三倍以內(nèi)，因此制造商應(yīng)該將預(yù)算建立在慷慨的高估之上。然后，他們應(yīng)該分析實(shí)施機(jī)器以獲得最快 ROI 的最佳位置。這些詳細(xì)的成本和回報(bào)分析將有助于最大限度地減少實(shí)施過(guò)程中的浪費(fèi)。

機(jī)器人技術(shù)可以釋放精益制造的潛力

機(jī)器人不一定是精益技術(shù)，但它們對(duì)制造商來(lái)說(shuō)具有巨大的潛力。了解他們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)這些改進(jìn)并仔細(xì)應(yīng)用它們的公司可以減少浪費(fèi)并最大化利潤(rùn)。在許多情況下，精益制造計(jì)劃忽視了機(jī)器人的潛力，但這應(yīng)該會(huì)改變。隨著越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到這些好處，機(jī)器人解決方案可能成為精益制造的下一階段。