今天的制造商面臨著飛速增長的需求，但滿足這種需求的資源有限。許多人正在尋求通過精益生產(chǎn)來減少浪費和提高生產(chǎn)力，但這些舉措往往不盡人意。機器人技術(shù)可以提供答案。制造業(yè)對機器人技術(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)實施機器人解決方案可以幫助制造商實現(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值最大化，同時將浪費降到最低。這種浪費分為七類。

●生產(chǎn)過剩

●庫存

●運動

●缺陷

●過度處理

●等待

●運輸

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，制造商將變得更具成本效益，并建立一個忠實的客戶群。

精益生產(chǎn)自其誕生以來一直在不斷發(fā)展。一些制造商包括第八種浪費：未被充分利用的人才。此外，曾經(jīng)流行的做法，如及時生產(chǎn)，已經(jīng)不再受歡迎，因為企業(yè)已經(jīng)認識到他們并不像他們看起來那樣精益求精。該理念的下一個轉(zhuǎn)變可能是對機器人技術(shù)的更大強調(diào)。

機器人如何實現(xiàn)精益制造

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

（1）最小化等待時間

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

機器人不需要換班，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，這對人類工人來說是必要的。研究表明，輪班工作可以使每個工人的生產(chǎn)力降低多達 7.7%，因此改變這個系統(tǒng)可以帶來實質(zhì)性的改進。

消除轉(zhuǎn)換讓制造商減少等待的浪費。設(shè)施無需每天或每周關(guān)閉并重新啟動，而是可以 24/7 保持高效，幾乎沒有停機時間。

（2）提高資源效率

機器人技術(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，機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程或回收廢料中的能源和運動浪費。現(xiàn)代材料很堅韌，有些材料的耐熱性高達 220 攝氏度，這對于最終產(chǎn)品來說非常出色，但重整或回收利用能源密集型。機器人通過更精確產(chǎn)生更少的廢料，所以這不是一個問題。

減少廢料和相關(guān)能源和運動的制造商變得更加有利可圖和效率更高。這些精益改進很難與手動流程相匹配。

（3）確保始終如一的質(zhì)量

同樣，機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之一，它們很可能與手動流程有關(guān)。即使是優(yōu)秀的員工也會感到疲倦、無聊、心煩意亂，并且只會犯錯誤，從而產(chǎn)生缺陷。相比之下，機器人可以重復(fù)產(chǎn)生相同的結(jié)果。

機器不會分心或疲倦。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和返工。

這些系統(tǒng)還將從確實出現(xiàn)的缺陷中學(xué)習(xí)。錯誤日志將提示錯誤的來源，讓制造商根據(jù)需要調(diào)整流程或機器，以防止將來出現(xiàn)類似問題。因此，隨著時間的推移，機器人技術(shù)將消除更多問題。

（4）減少過度運動

機器人對精益制造的一個不太明顯的好處是它們?nèi)绾螠p少運動。機器可以以人類無法做到的方式移動，讓它們以較少的物理運動將零件或產(chǎn)品從一個區(qū)域運送到另一個區(qū)域。例如，自動化物料搬運工可以垂直擴展貨架來取回包裹，而不是爬梯子或抬起它們。

機器人還可以通過處理與運動相關(guān)的過程來減少過度運動，而人類工人則專注于其他任務(wù)。步行需要工人花費大量時間從貨架上挑選物品，從而導(dǎo)致浪費。更精簡的方法是讓機器人在員工工作時進行挑選。

雖然這種替代方案仍然涉及運動，但運動不再減損增值過程。因此，這種基于機器人的方法減少了浪費，幫助制造商接受精益原則。

（5）提高安全性

另一種容易錯過的浪費形式來自安全事故。員工的健康和福祉是提高工作場所安全的最重要原因，但事故代價高昂且造成浪費。受傷導(dǎo)致的停機時間相當(dāng)于6500 萬天的生產(chǎn)力損失。

機器人可以通過自動化最危險的任務(wù)來預(yù)防這些事件。處理危險最安全的方法是完全消除它；自動化有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)。不必接近最大危險的工人可以避免這些風(fēng)險。

這些安全改進還減少了等待和運輸?shù)木胬速M。更少的傷害意味著更少的計劃外停機時間和更少的將人員運送到醫(yī)院的需要。考慮到某些制造工作的危險性，這些改進可能會產(chǎn)生重大影響。

在精益環(huán)境中實施機器人

機器人技術(shù)可以實現(xiàn)和擴展精益制造，但重要的是要認識到機器人不一定是精益制造。他們是否改進戰(zhàn)略取決于他們的實施。

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

（1）確保靈活性

制造商在設(shè)計機器人系統(tǒng)時必須牢記靈活性。制造業(yè)中的許多機器人執(zhí)行單一的、高度專業(yè)化的功能。這對效率很有好處，但對于精益環(huán)境來說并不理想，因為它不靈活。

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。制造商可以通過在剛性單任務(wù)系統(tǒng)上使用協(xié)作機器人和多功能機器人來解決這個問題。

（2）考慮人類變量

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

即使是高度自動化的工作流程也不能在每次因素都保持一致的假設(shè)下運行。這意味著機器人應(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)以相同的速度運營，盡管工人放慢了速度，他們只會制造更多的浪費。

（3）仔細分析成本

制造商必須記住，機器人很昂貴。這看起來很簡單，但很容易被他們的潛力所吸引，而忽略他們在特定場景中的實際投資回報率。公司必須仔細分析各種機器人解決方案的成本和回報，以盡量減少中斷和最初的金錢浪費。

一般來說，機器人的總成本通常在其價格標(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)該分析實施機器以獲得最快 ROI 的最佳位置。這些詳細的成本和回報分析將有助于最大限度地減少實施過程中的浪費。

機器人技術(shù)可以釋放精益制造的潛力

機器人不一定是精益技術(shù)，但它們對制造商來說具有巨大的潛力。了解他們?nèi)绾螌崿F(xiàn)這些改進并仔細應(yīng)用它們的公司可以減少浪費并最大化利潤。在許多情況下，精益制造計劃忽視了機器人的潛力，但這應(yīng)該會改變。隨著越來越多的企業(yè)認識到這些好處，機器人解決方案可能成為精益制造的下一階段。