工厂自动化
工厂自动化,是指用机器——包括机械臂、传送带和控制器——来生产产品,让生产线上几乎不需要、甚至完全不需要人手直接操作。设想一座汽车厂:光秃秃的金属车身在移动的传送带上滑过,每到一个工位,就有一只机械臂焊好一道接缝,另一只装上车门,第三只喷上油漆,如此反复,日夜不停。人当然还在,但他们做的是给机器编程、盯着机器、修理机器,而不是亲手挥动工具。
最典型的工厂机器人,是一只用螺栓固定在地面、四周围着护栏的工业机械臂,它每天上千次地重复同一个精确动作,那份稳定是任何疲惫的人都比不上的。工程师把这些机器组织成一个“工作单元”——一个小而自成一体的工位,由一台或几台机器人连同它们的夹爪和安全护栏共同完成一项工作,比如给机床上料或码放箱子。如果一种产品要大量生产、又几乎从不改动,制造者往往会更进一步,采用“固定自动化”(也叫刚性自动化):为某一项任务量身定制、硬接线的专用设备,干得又快又便宜,却几乎无法改作他用。
回报是产能——也就是每小时下线多少成品零件——再加上稳定的质量、全天候不停运转,以及在收回那笔沉重的前期投入之后更低的单件成本。代价则是僵硬:一条自动化生产线建起来昂贵、改起来缓慢,所以它在大批量、稳定的产品上大放异彩,却应付不了小批量或频繁的设计变更——而这恰恰正是如今那些更灵活、更易于重新编程的机器人想要攻下的地盘。
汽车生产线上的一个焊接单元,在一道光幕后运行着三只机械臂;一旦有工人把手伸进去,光幕就会被触发,机械臂在几毫秒内停下,之后再恢复工作循环。
一个机器人工作单元:一个围起来的工位,几只机械臂在这里高产能地重复同一项工作。
固定(刚性)自动化单件又快又便宜,但被锁死在一项任务上;用可重新编程的机器人实现的柔性自动化成本更高、却能灵活适应——具体怎么选,取决于产品改动得有多频繁。