Visual Components開發的第一條生產線:“批量1號”

案例背景目前市場典型的設備生產需求是小批量品種,一方面希望設備滿足更多型號產品的制造,但另一方面又想要低價。而這兩個目標又似乎是相互矛盾:客戶需求的多樣性導致產品差異很大,從而增加了生產的復雜性。這也是目前大規模生產與大規模定制之間的矛盾。大規模定制的趨勢不僅在汽車行業中很明顯,在家具市場中也是如此??蛻粲卸鄠€種類產品的大規模定制,既要滿足個性化需要,又要獲得大規模生產的成本優勢。對于浴室家具...

試用及報價

案例背景
目前市場典型的設備生產需求是小批量品種,一方面希望設備滿足更多型號產品的制造,但另一方面又想要低價。而這兩個目標又似乎是相互矛盾:客戶需求的多樣性導致產品差異很大,從而增加了生產的復雜性。這也是目前大規模生產與大規模定制之間的矛盾。
大規模定制的趨勢不僅在汽車行業中很明顯,在家具市場中也是如此??蛻粲卸鄠€種類產品的大規模定制,既要滿足個性化需要,又要獲得大規模生產的成本優勢。對于浴室家具而言尤其如此,浴室家具通常必須安裝在狹窄的空間中,并且要提供各種尺寸、材質、顏色等。同時技術參數又增加了另一種復雜性,即洗臉池的數量、形狀和大小以及出水管的數量和設計。
針對此類需求制造商如果要依靠原有的生產設施,實現從批量化生產到定制化生產的轉變幾乎是不可能。但幸運的是,有專門從事此類任務的專家,例如來自德國南部格奧爾根斯格明德的MBFZ Toolcraft GmbH公司。該公司是先進制造和智能制造的技術先驅,例如機器人柔性工作站解決方案交鑰匙工程。MBFZ Toolcraft GmbH成立于1989年,獲得了多個智能制造卓越獎項。該公司目前擁有大約400名員工。它的客戶包括半導體行業、航空航天、醫療技術、光學行業、特種機械以及賽車和汽車行業的市場領導者。

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客戶要求:小批量多品種的定制化制造
為了滿足越來越多的定制化的市場需求,一家知名的浴室家具制造商要求MBFZ Toolcraft GmbH開發一種用于自動組裝浴室家具抽屜的機器人系統。其中抽屜具有各種尺寸,最小的抽屜長170毫米而到最大的抽屜長1450毫米。同時家具制造商還被要求生產各種各樣的單品,每種單品的材料和顏色都不相同,幾乎每件家具都是定制化產品。在滿足客戶單品定制需求的條件下,制造商希望借助現代的生產技術,使得客戶能夠負擔得起相關費用,而制造商也可以從中盈利。
在自動化之前,抽屜的組裝是用手工工具手工進行的。而新工廠旨在實現兩班制自動化生產。新工廠設計成兩班制生產,它是為了方便手工流程和使單調的活動自動化。

通過Visual Components規劃柔性工廠
根據客戶的要求,需要在方案階段進行可行性研究和可視化。MBFZ Toolcraft GmbH作為Visual Components的合作伙伴,借助Visual Components 3D工廠仿真軟件進行定制化抽屜組裝生產系統設計、仿真、優化和驗證。
在新設計的系統中,將板料放置在傳送帶上后,通過掃描儀對其進行記錄和處理。機器人將各個板料送入自動裝配工位,然后將它們通過螺母緊固或壓合組裝。組裝完成后機器人將完全組裝好的抽屜放在傳送帶上實現產品下料,并轉運到下一個工位。到下一個工位人工取下抽屜并進行挑選或存放。

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最終MBFZ Toolcraft GmbH公司借助Visual Components平臺實現了該抽屜裝配定制化之智能工廠的規劃,并最終實施、建設和投產。
Visual Components中的工廠組件庫加速工廠規劃
在工廠規劃初期,項目面臨諸多的挑戰,挑戰之一是裝配線需要復雜的傳感器技術和監控,因為組件必須彼此精確地定位。為了確保系統的完全的靈活性,需要通過同一套機器人夾具系統實現對所有板料的拾取與安裝。同時,需要開發全自動組裝壓力機并將其集成到生產線中。

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規劃此類系統通常都是從2D布局開始?;诖瞬季?,將諸如傳送帶系統、組裝壓力機、機器人和機器人末端等工廠組件集成到一起,形成一條生產線。在產線搭建過程中,MBFZ Toolcraft GmbH不僅借助了Visual Components提供的標準庫,同時添加了一些庫中沒有的特定機器。針對標準庫中沒有的組件或設備,可通過現有的CAD模型創建該組件或設備并將其插入庫中。而Visual Components支持所有主流CAD系統的模型數據接口,給MBFZ Toolcraft GmbH帶來了極大的方便。

Visual Components有助于生產線設計

Visual Components解決方案對本項目的成功完成發揮了關鍵作用。首先,整個工廠都進行了虛擬仿真驗證和可視化,虛擬仿真驗證可以確??蛻粢蟮母拍詈妥罱K方案的可行性。

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在Visual Components中完成虛擬工廠的搭建,同時虛擬工廠的所有設備數據均與真實的設備設計制造數據相同。這樣就可以通過對虛擬模型的仿真驗證,以確定機器人的可達范圍以及所有工作區域的可及性。同時確定組裝壓機、機器人和傳送帶安裝位置。

使用Visual Components優化生產周期
Visual Components庫還包含一些設備的其他重要屬性,例如機器人的運動參數,可用于執行精確的時間和運動模擬。因此可以計算虛擬系統的生產節拍,同時也可通過關鍵參數來優化整個系統節拍。通過這種方式,Toolcraft公司向客戶證明該系統帶來的經濟利益。

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借助Visual Components,不僅可以確定技術可行性并量化經濟效益,而且能夠通過Visual Components創建的模型對最終用戶(家具制造商)進行系統說明和生產培訓,讓方案溝通與交付變得更加簡單和高效。

使用Visual Components實現復雜項目可視化
Bernd Krebs也意識到,即使對于復雜的系統,借助Visual Components解決方案也可以輕松顯示并呈現。使得即便是非技術人員也能輕易了解并理解掌握。

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所有參與者的雙贏局面
最終,MBFZ Toolcraft GmbH和Visual Components幫助浴室家具制造商在價格合理的情況下實現了小批量多品種定制化需求。在保持相同質量的同時提高了產量,同時將工人從枯燥而單調的任務中解放出來,所有相關人員都是雙贏!

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