真没看到过“生僻制程”“小量多样”“连线自动化”的“柔性生产”

真没看到过“生僻制程”“小量多样”“连线自动化”的“柔性生产”

By 4thInstitue

【摘要】

不能对“柔性生产”抱太大的期望；

“连线自动化”就是将成熟的单机台连起来；

单机自动化系统的精度取决于：CCD视觉分辨率和机械手执行机构的选型精度赛跑；

要避免的坑：自动化不是简单的堆积木；

演进的步骤：“小量多样”的“生僻制程”先单机成熟，再考虑“连线自动化”和“柔性生产”；

回顾在3C电子产品生产自动化十多年，接触过林林总总的自动化需求，老鸟BD在筛选项目的时候，优先选择优秀项目的基因，一般会选择：1）产品单价值高，单一作业用人多的动作，这样ROI才划得来；2）总需求多、需要多台/多条复制线才能满足产能排配的制程，这样非标设备付出开发才有得复制量，就像苹果手机的制程设备复制十几台甚至几十台；3）最好是自身熟悉领域的常规制程，这样降低开发的风险也缩短开发的时程。

可是并不是所有产业的UPH或者Forecast需求能达到手机产品的量，一些中小企业，比如小家电，美容美发产品的UPH100甚至低于100以下；即便是手机，随着生命周期的延后，UPH也会下降到类似的情况。当然不存在一种非标设备复制几台几十台的情况，也许需要将几个机种凑起来才能达成一台设备满足其利用率以及设备核心资产的利用效率。

那么自动化行业，有没有针对小量多样的兼容切换机种柔性生产的连线自动化？

很少看到，其实是没有看到过此种类型设备的成功案例！

这里面包含的关键词：“小量多样”、“兼容切换机种”、“柔性生产”、“连线自动化”

不能对“柔性生产”抱太大的期望：

“小量多样”，从需求面，存在这样的生产形态；只是一般来说，大家不太愿意做“兼容切换机种”的自动化。

弹性自动化的基础原型也还是自动化单机的稳定性；柔性自动化的机种切换在单机台的基础上，需求多机种共用：1）不同机种本身的差异是关键，比如尺寸大小，高度差异，定位特征，颜色差异等等；2）对于治具载具切换或共用提出了重复精度的挑战；3）同时对于执行机构和程序运动控制及其视觉打光、标定也提出了要求；4）对于来料物料的供应避免混料以及程序的智能识别等等也提出了。

加入产品形状大小高度差异大，治具设计难度加大，甚至CCD视觉的焦距覆盖产品的高度都有调整，加上颜色差异造成打光取像的难度，再加上不同的来料物料供应体系以及切换机种的准备时间等等，不要对这类柔性生产抱太大的期望。

“连线自动化”就是将成熟的单机台连起来：

1）单机的稳定开发也是从Demo样机BringUp一代、二代的迭代演进

2）连线是在稳定单机的基础上加多：考虑蓄水缓冲，连线异常逻辑处理、物流动向，复检防呆；以及快修快换和备品以利异常复原提升连线稼动等等

3）成功的连线自动化的基因：1.成熟的单机制程：Pick&Place，贴膜贴泡棉贴Mylar泡棉类，贴膜类；2.来料及贴装精度相对要求低，比如+/-0.02mm左右。相反，假设不成熟的单机假设连起来，每台机短暂停机程序或者机构调试，甚至部件更换，多台机连起来，停机时间就会很恐怖，线体稼动就会很差，因此应该选择性的连线。

回到源头的单机台自动化：

单机自动化系统的精度取决于：CCD视觉分辨率和机械手执行机构的选型精度赛跑

1）没有CCD机器视觉辅助的传统依靠机构重复精度组装系统的公差传递因素：1．工件本身的精度公差；2．治具、载具的重复定位精度；3．设备执行机构的公差

2）CCD机器视觉辅助的组装系统的精度：新一代设备带CCD机器视觉辅助导正补偿，通过取像标定和精准稳定的抓边算法，工件及治具等的公差相对将被消弭；系统精度主要取决于设备执行机构机械手的和CCD机器视觉的选型和精度的赛跑：1.机器视觉纠偏，取决于摄像头像素选型，常规U级或者微米；2.自动化系统化“执行机构”搭配的要素：机械驱动传动：采用精密磨削级丝杠或者直线电机可以达到U级；传动导轨甚至气浮滑台；电控：伺服控制系统脉冲解析度和编码器分辨率也能U级，比如，20位的伺服电机要1048576个脉冲才能够转上一圈，电机旋转一圈丝杆前进一个导程。(也取决于系统负载惯性及其刹车等)

要避免的坑：自动化不是简单的堆积木

假设“小量多样”的制程，包含高精度动作的“生僻制程”，同时工件来料恶劣，跳过单机自动化的迭代，直接连起来，还再加上兼容机种的“柔性生产”，这题目就够难的了。

虽然，战略宏观上，好像连光刻机都能造出来；但是战术微观上的技术和供应链整合，满足稳定兼容生产的额外成本和试错成本，以及项目开发的时间，就不一定能像搭积木一样轻松的满足商业化的问题。

综合以上的结论就是：

演进的步骤：“小量多样”的“生僻制程”先单机成熟，再考虑“连线自动化”和“柔性生产”

--The End--

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