未來90%傳統(tǒng)制鞋生產(chǎn)線會被“它”霸占

   【中國鞋網(wǎng)-要聞分析】鞋類裝配生產(chǎn)線一直存在十分傳統(tǒng)、勞動高度密集的特征，特別是在鞋類制造工藝的所謂鞋楦/制作階段。

　　而新技術(shù)(特別是工藝自動化和機(jī)器人)表明了這一制鞋階段的組織具有創(chuàng)新方法。機(jī)器人正吸引著各種制造領(lǐng)域越來越多的關(guān)注，特別是勞動成本正在快速漲升的一些國家，包括中國。

　　基于此，本文探討用于制造帶有鞋面和粘接外底的鞋類機(jī)器人，以說明裝配生產(chǎn)線的組織如何受到機(jī)器人的影響以及制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如何變化。

　　我們的聚焦點(diǎn)將是裝配(制造)生產(chǎn)線，但這并不意味著其它部門未應(yīng)用機(jī)器人：過去和最近曾經(jīng)開展了在完成操作中使用機(jī)器人的實(shí)驗，人們的理念已經(jīng)推動將機(jī)器人用于縫制任務(wù)(三維縫制復(fù)雜的鞋類幾何結(jié)構(gòu))以及激光標(biāo)記。

　　這些領(lǐng)域仍然存在巨大的發(fā)展空間，但是，目前我們?nèi)匀惶幱趹?yīng)用研究階段，需要時間才能目睹首批工業(yè)應(yīng)用的出現(xiàn)。相反，對于制造操作，我們已經(jīng)擁有目前用于生產(chǎn)的一些實(shí)施示例以及本分析中討論的新理念。

　　在調(diào)查機(jī)器人用于制鞋的目前和未來應(yīng)用中，我們可以了解機(jī)器人操作的許多不同方式：

　　1、機(jī)器人操作末端執(zhí)行器

　　這種方案，將一個特定的末端執(zhí)行器(優(yōu)化用于將要執(zhí)行的任務(wù)，有時采用多種工具設(shè)置布局，設(shè)置中將兩個工具安裝在相同的末端執(zhí)行器上)固定到機(jī)器人腕部，將需要加工的鞋類安裝到特殊支撐件上(在機(jī)器人是自動化系統(tǒng)的一部件時，一般為傳輸鞋類的托盤)并在機(jī)器人執(zhí)行加工任務(wù)時將鞋類可靠固定在位。

　　2、機(jī)器人操作鞋類

　　第二種方案，將一個特殊的夾緊機(jī)構(gòu)安裝到機(jī)器人腕部;使用夾子從空間內(nèi)的給定位置(鞋類通常安裝在托盤上并在機(jī)器人前部傳輸)抓緊鞋類(或者最好通過安裝在其上的金屬連接板抓緊鞋楦)并將鞋類移動到一個或多個活動工作站(每個工作站執(zhí)行一項特定任務(wù)或一部分任務(wù))。

　　在此情況下，機(jī)器人也必須跟隨采用與前一種情況相似的方式編程的預(yù)定義軌跡移動(需要執(zhí)行的每項特定任務(wù)或分任務(wù)的軌跡)。

　　機(jī)器人僅執(zhí)行拾取和放置操作，這可能是最“創(chuàng)新”的方案，因此缺少這一方面的實(shí)施示例(這種現(xiàn)象并不奇怪)。在此情況下，機(jī)器人不在鞋類上執(zhí)行任何“活動”任務(wù)，而是將需要加工的鞋類從一個工位“搬運(yùn)”到另一個工位;這可能是可以使用機(jī)器人的最“人神一體”方式，即機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)與操作員執(zhí)行的任務(wù)(從傳送器上拾取鞋類并放入任何類型的自動化機(jī)器或者使鞋類從一臺機(jī)器傳送到另一臺機(jī)器)十分相似。這些操作就是典型的拾取和放置任務(wù)，屬于機(jī)器人的典型操作領(lǐng)域，我們可以全面利用它的靈敏度和速度。傳送器與機(jī)器或者機(jī)器與機(jī)器甚至是人機(jī)任務(wù)，就是在制鞋機(jī)器人的這種最后場景中我們可以想象的任務(wù)。

　　如果這些就是可以利用機(jī)器人執(zhí)行鞋類操作的方式，則我們現(xiàn)在可以了解這些方式如何實(shí)際用于基于機(jī)器人的典型制造生產(chǎn)線。為此，我們必須考慮兩種要素：所有可能實(shí)施方案中的機(jī)器人本身，以及鞋類如何從生產(chǎn)線的一個工作站傳輸?shù)搅硪粋�工作站，即采用哪種傳輸方式。

　　這兩種要素協(xié)同工作，工作方式導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)一些典型的操作方案。

　　1、機(jī)器人+傳送器生產(chǎn)線(混合)

　　這個方案的關(guān)鍵要素在于傳送器，這在所有制鞋廠中都相當(dāng)普遍。

　　在這種典型設(shè)置中，傳送器以環(huán)形方式傳輸鞋楦、鞋類半成品和部件;取決于需要實(shí)現(xiàn)的特定制造序列以及生產(chǎn)線的目標(biāo)產(chǎn)量而定，機(jī)器和工位沿著圓環(huán)(或者其它形狀)分布。機(jī)器人單元可以方便“集成”于這種布局，通常能夠取代一名或多名工人的手動操作(例如打粗或粘接)，是使用專用數(shù)控制鞋機(jī)器的替代方案的代表。

　　但是，直接與其交互的傳輸系統(tǒng)并未真正服務(wù)于針對給定加工任務(wù)的特定機(jī)器人單元。事實(shí)上，操作人員操作生產(chǎn)系統(tǒng)的兩種要素，使其成為手動任務(wù)連接的獨(dú)立部件，通常完成了來往傳送器的鞋類傳輸，以便在機(jī)器人單元中加工。

　　ANZANI和ROBOT SYSTEM(機(jī)器人系統(tǒng))公司曾在SIMAC展會上展示了這種理念的有趣發(fā)展，這兩個公司提出的解決方案基于帶有多個堆疊盤的傳統(tǒng)傳送器生產(chǎn)線。堆疊盤配有：特定夾具，在鞋楦沿著生產(chǎn)線從一個工作站移動到另一個工作站時，夾具可以固定鞋楦;一個特定的指數(shù)機(jī)構(gòu)，用于停止鞋楦并將其可靠夾緊在特定工作站內(nèi)，機(jī)器人該工作站執(zhí)行鞋類的加工任務(wù)(例如鞋底或側(cè)面打粗);一種十分基本的簡潔傳送器智能替代方案;以及一種比復(fù)雜、昂貴的堆疊盤生產(chǎn)線更為便宜的解決方案。

　　2、全自動機(jī)器人生產(chǎn)線(基于托盤)

　　我們可以識別一定數(shù)量的與眾不同要素，這些要素代表著這種特定實(shí)施操作蘊(yùn)含一流技術(shù)：

　　生產(chǎn)線上的機(jī)器人數(shù)量能夠與專用制鞋機(jī)(數(shù)控或手動)上的數(shù)量相比，甚至能夠超越。機(jī)器人用于典型的制造操作以及完成階段的一些初步步驟。

　　提供一種基于托盤的傳送器系統(tǒng)，該系統(tǒng)特別設(shè)計用于各種機(jī)器人工作站。系統(tǒng)集成了一些熱調(diào)整單元(熱定形機(jī)和冷卻器)以及一定數(shù)量的特定設(shè)計機(jī)器和夾具，用于完成機(jī)器人或?qū)Ｓ脵C(jī)器未完成的制造序列和步驟。

　　采用電腦全面監(jiān)控整個制造工藝(移動托盤、監(jiān)控加工周期、跟蹤生產(chǎn)線上的各個批次、管理各種自動機(jī)器)，允許高水平控制工藝本身以及最佳利用沿著生產(chǎn)線分布的機(jī)器人。

　　生產(chǎn)線上仍有操作人員(數(shù)量相對較高)，但是，他們主要開展最精細(xì)和要求最嚴(yán)格的生產(chǎn)過程任務(wù)(我們可以稱為“增值任務(wù)”)或者將生產(chǎn)線維持在目標(biāo)處理速率的必需操作。

　　也許，情況并不總是如此高度復(fù)雜和全面覆蓋整個制造和完成階段，但是，市場上已經(jīng)存在此類示例;并不專門用于生產(chǎn)相對簡單的低成本類型鞋類，而且也生產(chǎn)要求高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的鞋類。這些解決方案并非沒有問題和技術(shù)瓶頸，例如布局嚴(yán)格以及不可能處理存在重大制造周期差異的相同生產(chǎn)線鞋類。

　　3、傳送器生產(chǎn)線+機(jī)器人設(shè)備

　　雖然目前正在進(jìn)行一些開發(fā)活動，但是，目前這一最后結(jié)構(gòu)還沒有任何實(shí)際應(yīng)用。在該方案中，充分利用了機(jī)器人能夠快速工作以及靈活拾取和放置設(shè)備的優(yōu)勢。

　　例如，想想最現(xiàn)代化的傳送器系統(tǒng)，集成了所有最重要的加熱單元，周圍有各種一流的高科技機(jī)器。如果我們排除操作數(shù)量限制，則不管使用機(jī)器的技術(shù)水平如何，仍然需要提供操作人員(執(zhí)行增值任務(wù))，對于許多其它操作來說，工人的角色僅僅限于裝卸機(jī)器。理想情況下，這是一種機(jī)器人能夠執(zhí)行的拾取和放置任務(wù)，為此，我們可以設(shè)像一種設(shè)置，機(jī)器人在這種設(shè)置內(nèi)操作，從傳送器堆疊盤拾取鞋類，將鞋類置于合適的自動機(jī)器上(以便整形、打粗或粘接)并在步驟結(jié)束時將鞋類放回堆疊盤。因此，我們可以消除非增值任務(wù)的操作人員而降低相關(guān)操作人員的數(shù)量。

　　此時必須說明的是，我們描述的情況是一種極為理論化的場景，原因多種多樣。首先，從移動傳送器上拾取未受限定的隨機(jī)擺放鞋類顯然不是一項輕松的任務(wù)，除非我們考慮為機(jī)器人配備高科技傳感器(例如光學(xué)系統(tǒng))。其次，我們現(xiàn)今知道的自動化機(jī)器，并未達(dá)到像其名稱誘發(fā)我們想象一樣的自動化程度，仍然需要工人啟動和停止，進(jìn)行監(jiān)控，以及在出現(xiàn)問題的情況下在需要時修正其操作。

　　總之，機(jī)器設(shè)計還未達(dá)到無人看管操作的程度，為此，要求達(dá)到一定的發(fā)展，以使其真正能夠自己工作。因此，目前制鞋中沒有采用這種方式使用機(jī)器人的示例也就不足奇怪;但是，我們認(rèn)為，這種解決方案具有極高的吸引力，至少它代表著現(xiàn)有制造生產(chǎn)線的相對簡單升級，投資有限(因為現(xiàn)代機(jī)器人的購買價格降低)，并且具有長期節(jié)約潛力。

　　4、機(jī)器人設(shè)備-沒有傳送器生產(chǎn)線

　　在這種最后結(jié)構(gòu)中，或許找到以前方法限制的答案。工人分組為團(tuán)隊且使用的機(jī)器被密切定位在看板單元之中(例如設(shè)置)的組織形式已經(jīng)出現(xiàn)相當(dāng)長的時間;現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了另一種動機(jī)，能夠完美配合“精益工廠”的生產(chǎn)線制造范例，強(qiáng)調(diào)人工、能力和技術(shù)的中心作用等。

　　這是產(chǎn)生這種理念的一種寶貴起點(diǎn)，利用了全面使用機(jī)器人及其能力的進(jìn)一步優(yōu)勢。此處的理念是盡可能使用自動化機(jī)器執(zhí)行鞋類的所有最相關(guān)的活動任務(wù)(例如整形、打粗和粘接)，使用高速、輕巧和低成本機(jī)器人處理所有搬運(yùn)操作，使用專職工人執(zhí)行大多數(shù)高增值處理步驟(鞋頭楦制、外底處理以及相似工作)。這種極度簡潔緊湊設(shè)置的主要特征是沒有傳送器或其它類型的傳輸系統(tǒng)(看板之類)，操作人員和機(jī)器人密切配合，以及具有內(nèi)置緩沖能力。

　　機(jī)器人和自動化真正觸發(fā)了制造中的新“工業(yè)革命”嗎?這種情況并不好說。

　　當(dāng)然，能夠滿足鞋企生產(chǎn)要求的新系統(tǒng)方法已經(jīng)到來，因此，我們預(yù)計未來看到的景況是：單臺機(jī)器更少、生產(chǎn)系統(tǒng)更多;單種加工任務(wù)專注更少、加工方法更多，以便為特定生產(chǎn)需要提供綜合解決方案;剛性系統(tǒng)更少，解決方案更輕巧、精益和靈活;以及最終硬件更少、軟件和知識更多。

　　也許這不是革命，而是傳統(tǒng)鞋類制造一次令人興奮的轉(zhuǎn)變。(中國鞋網(wǎng)-最權(quán)威最專業(yè)的鞋業(yè)資訊中心。合作媒體： )