在汽车行业，向电动汽车的转型给生产和装配过程带来了压力。举例而言，生产手动、自动和混动变速箱的企业目前正面临技术变革和销售波动带来的动荡不安的市场。
自动化在降低此类复杂性方面可以发挥什么作用？ 在装配的某些流程中实现自动化能带来什么好处？ 机器人和人类能否协同工作，从而提高成本效率？ 这些都是我们在与变速箱制造商合作的项目中所关注的问题。
为自动化选择流程
在初始流程效率审核期间，我们确定了装配线上适合自动化的流程，特别是那些在相关成本方面能够更精简、杜绝浪费和可扩展的流程。一般而言，变速箱在多个组织成车间或单元的生产区域进行装配，这些区域为多条装配线提供内部制造的车轮和轴。最为复杂的地方可能在于种类繁多的供应商、组件、装载车和特定零件插件，以及许多不同类型的包装。
作者
Jan-Moritz Metelmann
4flow咨询部总监
Christian Lieberoth-Leden
4flow咨询部总监
机器人，过去和现在
在过去，复杂的工艺要求和高昂的成本令装配自动化步履维艰。自动化订单拣选涉及位于机器人单元中的工业机器人，其标准夹钳用于从线材容器中拣选各种类型的零件。但机械手极为复杂，通常会导致总投资成本过于高昂。此外，制造周期要求也往往无法满足。
随着机器人技术和特殊机械制造领域的经验丰富的专业供应商数量越来越多，如今的情况已有很大改观。
我们使用新的机器人自动化方法，专注于在制造商的装配线上仅对简单的重复性步骤进行自动化，从而降低复杂性。实现这一目标的关键是让人与机器人一起工作，执行各种复杂的流程。
协作机器人 – 与人一起工作
人机协作机器人又称协作机器人，是专为在共享空间内与人直接互动而设计的机器人。协作机器人是机器人领域的最新技术，为自动化掀起了变革。协作机器人配备可赋予机器人“感觉”的传感器，如果工作被打断，机器人将默认进入安全模式，而传统机器人只会继续工作，可能会对人造成伤害。
使用协作机器人应用程序，我们将装配线工作分为两种：一种是对机器人来说过于复杂的任务（包括去除各种组件紧密包裹的铝箔纸或其他类型的复杂包装），另一种则是更适合自动化的任务。
机器人接管了重复性任务，例如从大型装载车上卸下车轮和轴部件，以及将半成品放置在辊式输送机上，为组装做准备。其他标准化协作机器人工作还包括搬动沉重的组件或从容器中分拣标准物料，为工人营造出更符合人体工学的工作场所。
益处多多之开放空间设计、提升效率
研究发现协作机器人应用的多项优势
按步骤实施
若要进行改进，可以通过模块化方式添加附加功能。这种方法与重建整个机器人单元相比，风险要低得多。这种持续的改进还能缩短制造周期，从而提高可靠性和效率。
开放式工作空间设计
可令工作人员能够在协作机器人需要支持的情况下进行干预。与必须置于锁定区域才能确保安全工作条件的工业机器人不同，工作人员可以快速访问协作机器人的工作区。也就是说，工作人员可以同时为多个协作机器人工作站提供高效支持。
效率
我们的研究确定，与原有设置相比，通过协作机器人执行的标准化活动以及人工支持，制造商完成工作所需的员工减少了45%。此外，给协作机器人分配标准化任务可显著降低复杂性和浪费，使得预计摊销期间仅为3.2年。
我们可以使用协作机器人，以较低的初始投资和快速实施，对制造商装配线上的自动化零件处理进行设计。主要好处包括降低复杂性及提高效率：既能作为商业范例，也是装配线进一步自动化项目的核心。
参考资料：2022年8月3日Irgendwas mit Logistik《Robotik》报告中发布的文章，作者：Jan-Mortiz Metelmann和Christian Lieberoth-Leden