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如何正确使用机器人技术？

2023-10-07 08:53 性质：原创作者：南山来源：AGV

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自动化采用出了问题

2016 年，梅赛德斯-奔驰集团因从辛德尔芬根工厂拆除装配线机器人而成为头条新闻，同时努力跟上不断增长的车辆定制选项。原来的全自动机器人被配备了一系列更小、更轻的小型机器人的熟练工人所取代。当时，梅赛德斯的生产主管马库斯·谢弗 (Markus Schaefer) 发表讲话[6]表示：“我们不再试图最大限度地实现自动化，而是让人们再次在工业流程中发挥更大的作用。我们需要保持灵活性。对于机器来说，承担的任务太多了。它们无法处理所有不同的选项并跟上变化的步伐。”

在类似的发展中，丰田已逐步将机器人技术淘汰出关键生产领域。其理念是，通过雇用经过培训的人员来完成复杂的任务（例如锻造曲轴），丰田可以更准确地找出需要改进的领域。在与彭博社[7]讨论该计划时，Mitsuru Kawai（现任丰田执行研究员）评论道：“我们不能简单地依赖于一遍又一遍地重复相同任务的机器。要成为机器的主人，你必须拥有教授机器的知识和技能。”

这两个案例都强调了我们必须如何深思熟虑地实施机器人技术。选择全自动固定自动化非常适合大规模生产，但与小型人类和机器人混合操作相比，它确实缺乏灵活性。同样，由于需要更多的流程洞察力，使用自动化来减少员工的技能可能会产生严重的问题。无论您的自动化项目如何，最终实施的和谐并带来切实的效益都是至关重要的。

”选择解决方案时，首先评估当前设置，以确定是否有任何设备（例如其他机器人、传感器、逻辑控制器和数据记录器）需要集成。”

（5）项目运作

随着新设备的安装和初步培训的完成，很容易认为该项目已接近尾声，但对于任何综合自动化企业来说，接下来的两个阶段对于保证持久成功至关重要。通过持续分析和改进操作，您的项目可以确保最佳效率和设备寿命。

管理操作流程

工作程序和协议可以采取多种形式，从深入的用户手册到设备旁边显示的视觉指南。无论采用哪种媒介，确保协议是最新的并反映当前现实世界的操作至关重要。虽然程序是在项目实施阶段建立的，但一个常见的错误是假设它们是静态的并且不需要进一步的输入。在某些极少数情况下，这种假设可能是有效的，但在大多数情况下，一旦设备就位，就需要进一步打磨。

对于工作程序，最佳起点是首先观察自动化当前的运行情况，并将其与您的初始协议进行比较。以下是需要评估的一些关键要素：

操作阶段 ——整个流程的各个阶段是否相同？对于全自动系统来说这可能是正确的，但是对于与人类一起运行的小型自动化系统来说，运行顺序可能会发生微妙的变化。这可能与新材料的加载时间或多功能数控机床对加工顺序的更改有关。

维护间隔 - 可能需要更定期地进行小型维护操作（例如清洁），或者制造工程师可能会觉得初始程序的间隔太频繁。主要维护通常由原始设备制造商 (OEM) 确定，因此不应进行修改。

系统集成 – 评估新机器人如何集成到您现有的基础设施中。检查通信和数据处理是否与初始程序相符，并验证新机器和现有设备（以及人员）之间的物理操作是否相同。例如，操作员可以从多流程生产设施中的先前工作站中删除单个任务，并将其转移到新的自动化系统中，因为新的自动化系统处理速度更快。同样，如果机器人技术缓解了生产瓶颈，产品现在可能会备份在设施的另一个区域，从而产生额外的存储需求。

员工理解 ——所有员工是否都按照协议操作并表现出清晰的理解？观察流程应能够识别人员需要进一步培训的领域或工作程序缺乏明确性的领域。

对于任何已确定的变更，请与变更中心的人员进行沟通，以充分了解该操作背后的原因。新流程与原始流程的定量比较应有助于识别效率差异，而健康和安全代表的评估应确保不会发生不可接受的风险。通过详细的评估，确定变化是积极的还是消极的。积极的修改应纳入更新的程序中，并将信息重新分发给工作人员。对于负面变化，例如员工规避安全协议以加快流程，高级主管应重新传达原始协议及其重要性。

无论调整影响如何，您都必须采取适当的行动，确保所有员工高效、安全地工作。否则将危及项目成果并使人员面临风险。

监控绩效并跟踪 KPI

利用真实世界的数据是展示项目成功并为未来改进提供平台的有效方式。对于复杂的机器人系统，确定要分析的元素可能很困难。但通过利用关键绩效指标 (KPI)，您可以快速准确地跟踪进度并确定改进领域。

关键绩效指标是衡量流程成功的指标。KPI 始终与您的项目目标紧密结合，因此请选择能够验证总体目标陈述的指标。如果我们看一下前面设置的示例：

”将装配线产量提高 15%，同时每年降低至少 10% 的维护成本”

我们需要确认我们已完成此声明的指标与输出和维护成本有关。典型的方法是对照之前的系统监控装配线的总产量，以确定是否增加了 15%。

虽然这种方法可行，但您需要知道在评估复杂的自动化系统时数据可能会产生误导。例如，在生产燃气涡轮发动机时，最终产品结合了数千个部件和单独的制造工艺。假设我们部署了新的机器人来更快地组装发动机短舱，并且由于全球缺乏半导体而导致燃料控制电路短缺。在这种情况下，与我们最初的基准相比，设施总产出将会减少，从而影响项目成功的外观。在这些情况下，跟踪仅对新自动化进行直接测量的指标也很重要。对于此示例，我们可以重点介绍在发动机核心周围组装机舱所需的时间。该信息将表明该设施目前的产量下降已发生在其他地方。一旦燃料控制电路的供应水平恢复，该项目的成功将明显影响总产量。

KPI 示例：

为了帮助指导您的下一个机器人项目，这里列出了适用于许多自动化场景的有用 KPI：

生产计划达到情况– 此计算得出的数字显示系统距离实现预计产量有多接近。

公式：（实际产出/预计产出）x 100

废品价值 ——可以定义为数量、时间、成本或百分比（总废品/总产量），并表明浪费程度。进行比较时，单位的选择必须保持一致。

总周期时间——这就是一个过程需要多长时间。

公式：（ 循环结束时间-循环开始时间）

系统切换时间– 该 KPI 表示较大流程中的任务之间切换所损失的时间。如果可用时间保持一致，则还可以显示生产时间的减少。

公式：（ 净可用时间-实际生产时间

吞吐量（输出） ——机器人技术的核心 KPI，它显示了自动化流程的输出能力。

公式：（ 生产的单位数/单位时间（日、周或月）

系统可用性 ——该数字可以在考虑任何停机时间的同时轻松比较系统正常运行时间。

公式： 正常运行时间/（正常运行时间/停机时间）

计划维护百分比 – 该比率评估计划维护与紧急维护的情况。它是一个有用的可靠性指标，并突出显示了预防性维护的理想区域。

公式：（ 计划维护工时数×100）/总维护工时数）

每单位的制造或维护成本 – 两个核心 KPI，显示每单位生产或完成的周期的设备成本（运行或维护）。

公式：（ 总制造成本/台数/周期）或（总维护成本/台数/周期）

创建可行的反馈循环

四阶段反馈循环在客户体验行业中得到广泛使用，他们不断完善所提供的产品。在您的机器人项目中使用类似的方法可以确保任何最初的成功都能够通过反馈、分析、测试和审查的持续循环得以持续。以下是应用于新自动化装置的四阶段反馈循环的典型框架。遵循它将加强团队协作，鼓励利益相关者继续参与并帮助快速实施变革。

第 1 步 – 收集反馈

作为持续设备操作的一部分，您应该不断收到利益相关者的主观意见以及可量化指标和 KPI 的反馈。真实世界的绩效数据是通过 KPI 跟踪和监控指标获得的。该行动应涵盖效率、运行成本、通信性能、维护指标和任何浪费/停机时间。

关键人员的意见通过保留、正式会议、管理软件和回复表格来收集。定义一个指定的反馈方法来帮助管理适合您的媒体中的回复可能会有所帮助。回应应涵盖需要改进的领域、重复出现的问题、积极因素、集成考虑因素以及进一步实施/自动化开发的想法。

第 2 步 – 分析数据

经过一段合适的时间并收集到足够的信息后，分析数据以确保其全部相关且可靠。仅传递高质量的事实，与主要利益相关者进行审查，寻找重复评论或显示增长空间的指标等模式。这些问题应用于创建可行的解决方案，例如改变自动化流程、增加员工培训或更新文档。

第 3 步 – 应用反馈

所有相关利益相关者应和谐地应用步骤 2 中创建的行动。对于许多新的优化，您可能必须针对之前的流程执行背对背测试 - 捕获数据以在最终批准之前验证更改。广泛的程序修改可能需要几个月的时间才能完全验证，而较小的机器人优化可以在更短的时间内得到验证。

第 4 步 – 跟进反馈

实施任何行动后，最后一步是跟进进一步的反馈。对于个人提出的行动，这涉及与他们确认所实施的变革符合预期并涵盖了增长领域。对于通过数据分析创建的任何活动，需要进行额外的指标评估，以确认修改成功并且不会在其他地方产生新问题。

正确做事：五个运营管理技巧

推销您的成功——不断让员工参与任何新机器人的持续运营。如果项目达到或超出预期，请邀请关键人员查看系统并向他们提供任何有用的资源。这将为您的项目提供支持，同时帮助同事开展未来的机器人事业。

捕获足够的信息 ——排除不相关的信息比解释不存在的数据要容易得多。始终捕获尽可能多的信息，无论是通过数据记录器还是反馈表。在跟踪大型自动化系统中的 KPI 时尤其如此。

接受反馈 ——接收反馈并不总是令人愉快的，但通过在项目中安装反馈循环，您可以提供一条按照您的条件进行改进的有效途径。如果您更喜欢书面形式的反馈，请创建模板并使其易于使用。

维持程序 ——虽然工作实践应在需要时改变，但任何人或团队都不应持续在程序之外工作。确保程序更新，并且员工遵循这些程序，确保可靠运行、维护安全并提高效率。

加强培训——应利用适当的文件和资源加强培训。最好的自动化项目重视持续改进，在广泛的同事支持下进行定期培训有助于巩固知识并传达新信息，例如设备或流程更新。

”对于复杂的机器人系统，确定要分析的元素可能很困难。但通过利用关键绩效指标 (KPI)，您可以快速准确地跟踪进度并确定改进领域。”

（6）项目维护

当正确操作时，精心设计的维护计划应该成为持续的背景力量，以最小的干扰与生产一起工作，以最大限度地提高生产率。虽然全面的计划应涵盖所有可预见的维护，但也可能会发生意外故障。在这些情况下，拥有强大的供应商支持和应急措施可能是快速恢复或延长停机时间的关键。

制定维护计划

维护计划的核心是结合文档和时间表，定义保持关键设备运行所需的工作。它管理所有服务流程、调度、备件和资产，以确保最佳性能。通过提供全面的维修和保养框架，您可以减少重大故障，并将各个系统的维护结合起来，以减少总体停机时间。

在制定维护计划时，您应该涵盖以下关键要素：

维护计划概述 ——概述应描述正在维护的设备，同时概述大致的时间安排。您应该记录所有可预见的检查、服务和校准任务，同时列出操作所需的任何资产（关键员工、承包商、备件和设备）。

详细的工作说明 ——维护计划的一个重要组成部分是文档，包括说明、过程指南和程序。这些文件可能直接来自设备制造商或内部制作。无论来源如何，说明应为有能力的工作人员提供有效和安全地进行所有操作的知识。如果适用，它们必须符合相关行业或设备标准。对于需要可追溯性的校准操作尤其如此。

全面的时间表 ——详细的时间表是任何维护计划的核心。它应该为所有检查、维修和校准任务设置准确的时间，同时指定任务应该花费多长时间以及停机时间对更广泛系统的影响。应定期更新时间表，以考虑公司停工、公共假期和资产可用性等因素。当您为一台设备创建计划时，您还必须考虑其他系统。例如，如果设备离线会导致其他自动化停止，请调整两台设备的维护计划 - 一起执行服务任务以减少总停机时间。

识别备件 – 对于维护计划涵盖的每个自动化，列出所有重要备件。在许多情况下，此信息由设备 OEM 提供，但可能需要为具有广泛集成的系统识别其他组件。对于常规维修组件，保持适当的库存水平并根据需要进行补充至关重要。作为您规划的一部分，请确定一家可靠的自动化零件供应商，该供应商拥有良好的业绩记录，可以快速支持您的运营。