响应式机器人

能源动力公司本可以购买一台新车床。它买了一个机器人。

位于伊利诺伊州 Macesney Park 的合同车间在主要致力于这项工作的车床上运行一系列用于液压动力应用的零件。更快的车床可能会提高此操作的效率。这家商店确实考虑到了这一点，但它选择保留现有的车床——增加一个机器人。虽然这个机器人比新机床便宜，但价格不是原因。相反，选择归结为这家商店看待“效率”的方式。

车间总裁 Pat Bye 指出，更快的车床只会减少加工周期时间。一台能够执行车削以外操作的多任务车床也可以做到这一点。在许多商店中，循环时间这个参数是衡量生产力的一个明显且重要的指标。

但能源动力是精益的。合同制造商致力于与客户的看板供应关系。一个典型的客户在 Energy Dynamics 货架上的零件库存不超过 5 天。

“我们希望消除对大量库存的需求。我们甚至希望消除对生产预测的需求，”Bye 先生说。 “我们希望满足客户的即时需求，无论该需求是什么。”

因此，这家商店的效率衡量标准不是周期时间，而是响应能力 ——参数帽子不仅仅涉及机床内的时间。

事实上，这家商店对周期时间的关注是相当小的。机器内的时间不是主要瓶颈，因为车间没有足够大的订单来处理小的周期时间差异。相反，主要因素是员工每天可以执行多少次设置。机器人有助于衡量这种性能——尽管机器人通常不被视为与精益相一致，但它还是这样做了。

相反，机器人被视为硬而重的自动化。相比之下，经典的精益解决方案轻巧、简单、直接且便宜。反正就是这样的感觉。

但精益与消除制造零件的人为障碍有关，无论这些障碍是什么。机器人通过释放人类来在 Energy Dynamics 做到这一点。具体来说，操作员无需装卸零件即可在其他地方开展另一项工作。如果没有机器人，这家商店就无法如此迅速地开展下一项工作。

精益求精

“Energy Dynamics”这个名字可以追溯到商店的成立。虽然它现在是一家机械加工企业，而且几乎一直如此，但该公司从 1980 年代的一个商业理念开始，从未凝固。提供加工服务反而成功了。 Bye 先生在 2007 年收购该公司时，有机会在这一成功的基础上再接再厉。

他相信他可以通过应用他在企业生产管理职业中积累的精益制造知识，让这家工厂走得更远。他找到时，这家车间是按设备类型组织的，有铣削部、车削部等。 Bye 先生领导将设备重新布置到特定零件的单元中，使一名操作员能够轻松地执行零件所需的所有加工，而无需在车间的不同区域批量处理未完成的工作。这一变化使库存水平的变化成为可能。以前车间每个零件号保留 3 个月的库存，现在大部分零件的看板数量是一周或更短。

商店流程的其他各种长期存在的方面也必须改变。 Bye 先生说，要以如此低的库存作为独立供应商运营，该商店必须能够在没有不可预测的延误的情况下设置和运行新工作。例如，这意味着材料运输也必须由看板要求驱动。现在的材料供应商和商店一样响应迅速，处理同样的小订单。

然而，最大的变化是文化。习惯和期望必须改变。员工可能仍然会问：“为什么我不能简单地运行一大组零件……因为我已经设置好了？”

答案当然与如果客户对该零件的需求突然发生变化，或者直到整个批次转移到第二次操作才发现第一次操作中的某些错误而导致的投资损失有关。再见先生说，传授这类课程的唯一有效方法是对可教的时刻保持警惕。当商店因为经营如此小批量的方式而能够满足客户的意外需求时，他会努力确保向相关员工指出这一成功。随着时间的推移，展示次数会增加。

客户也必须接受教育。有些人自己很瘦，他们要求看板交付。但其他人不习惯精益制造可以提供的自由。就在该商店的一个 HMC 进入看板之后，一位客户改变了在该机器上制造的零件的设计。该客户预计必须等到下一次运行（可能需要 3 个月后）才能实施更改。但是，Energy Dynamics 能够按照新设计构建并发送下周的看板集，然后客户甚至可以将旧部件运回进行修改。

机器人逻辑

在车床上，现在向机器输送工件的机器人是由 Gosiger Automation 安装的具有 5 公斤负载能力的 Fanuc Robotics LR Mate 型号 200iB。正如本文中的照片所示，它紧靠车床。 Bye 先生说，车间经常将机器人移到一边，以便运行对零件处理没有用处的工作。

机器人实际上只是强调员工可用性的一个例子，现在往往会推动设备购买。商店将支持在任何时候购买设备，因为购买可以让员工自由地进行更多设置。另一个例子：如果操作员每年必须设置任何特定样式的插入工具超过 3 次，那么商店将购买一个专用的刀架，以便该刀体可以保持在原位。

Bye 先生说，机器人也成为另一个重要的优先事项——为婴儿潮一代的退休做准备。随着技术人员数量的减少，他可以想象有一天工厂将大量使用技术水平较低的员工。机器人将是实现这一目标的关键之一。因此，他认为今天习惯机器人的商店很有价值。

鉴于这些目标，选择机器人是显而易见的。即便如此，检查车间可能选择的一些替代方案可以说明当零件数量较少时，提高效率的方法是如何变化的。

例如，酒吧提要呢？商店可以选择这个配件。通过棒料进给，工件可以作为棒料装载，车床可以在加工离散零件时切断它们。

拜先生说，这家商店已经有两个很少使用的酒吧饲料。棒料进给将生产运行锁定在特定数量——消耗棒料所需的件数。

那么多任务机器呢？目前，这些零件还没有从车床上完成——它们必须被送到加工中心。在一个设置中加工完整的零件不是更好吗？

在某种程度上，是的，再见先生说。然而，如果没有机器人，机器仍将由操作员装卸零件驱动。操作员仍然必须站在那里。

相比之下，机器人让操作员将原材料排队，然后走开，稍后返回以在卸载队列中提取已为 VMC 准备好的零件。而且由于车削和加工中心的工作可以同时进行，因此整体生产能力优于单一设置工艺所能达到的效果。

使用机器人的最后一个好处是再见先生甚至没有想到的好处——鼓舞士气。

机器人在合同车间并不常见，因此合同车间的员工通常不会对它们进行编程和操作。但是 Energy Dynamics 的员工现在这样做了，而且员工们一直热衷于增加和发展这项技能。结果不仅提高了车间的能力，而且员工对自己的能力更加自豪。

索要牵引车的正确方法是什么？

设置是 Energy Dynamics 的一门学科，因为设置的频率意味着它们必须一致且快速地执行。商店简化和系统化其设置的一种方法是通过倒计时表。这些几乎都贴在每台 CNC 机床上。

特定机器的倒计时可能早在预期作业必须运行前 2 小时开始。设置表每分钟都会显示应该在什么时候执行哪些步骤。

Bye 先生说，以这种方式映射时间的一个好处与商店中共享资源的竞争有关。例如，牵引车。如果两名员工设置两项紧急工作，那么说“我现在需要牵引车”的人可能会遇到阻力。为什么一名员工应该认为另一名员工的工作如此重要？

设置表使操作员能够以不同的方式构建请求。具体来说，操作员可以说：“我将在一小时内需要牵引电机。可以吗？”

差异可能看起来很小，但它避免了自相矛盾。精益流程认识到任何摩擦都会浪费精力和时间——包括人际摩擦。

门开着

2007 年 8 月，Bye 先生阅读了这篇文章，帮助他了解了如何在合同车间环境中应用精益制造。他飞到加利福尼亚参观那篇文章中描述的商店，罗伯茨工具。这家商店很客气地开门了。这次访问对Bye先生非常有帮助，他向想向他学习的店主发出了同样的邀请。任何愿意出差的人都可以与他联系，安排亲自了解 Energy Dynamics 的精益技术。