الأتمتة الكاملة مقابل الأتمتة الجزئية: اختيار استراتيجية الإنتاج المناسبة

تم اتخاذ القرار بشأن ما إذا كان سيتم أتمتة خط تجميع قواطع الدائرة المصغرة (MCB) في مصنع الكهرباء في ونتشو. كان موضوع النقاش الآن هو مدى أتمتة خط التجميع. سيسمح خط الإنتاج المؤتمت بالكامل للشركة باستخدام مشغلين فقط لكل وردية أثناء إنتاج قاطع دائرة معاير ومختبر كل بضع ثوانٍ؛ ومع ذلك، سيتطلب ذلك استثمارًا رأسماليًا كبيرًا. سيكون خط التجميع شبه المؤتمت أقل تكلفة؛ لكنه سيحتفظ ببعض عمليات التحميل والنقل اليدوية، وسينتج عددًا أقل من قواطع الدائرة خلال كل وردية بسبب العدد الأكبر من الموظفين المشاركين في عملية التجميع. يؤثر القرار بشأن استخدام خط تجميع مؤتمت أو شبه مؤتمت بشكل كبير على اقتصاديات المصنع للعقد القادم. من الضروري أن يكون هناك فهم سليم لتعريفات مصطلحي “المؤتمت” و“شبه المؤتمت”، ومزايا كلا النظامين، وكيفية تقييم العائد على الاستثمار قبل اتخاذ القرار بشأن أي من النظامين.

تعريف المصطلحات: أين يُرسم الخط

مؤتمت بالكامل في الإنتاج المؤتمت بالكامل، تُنفذ جميع المهام بواسطة الآلات (مثل التغذية، المعالجة، نقل المنتج من آلة إلى أخرى، إلخ) دون أي تدخل بشري طوال دورة الإنتاج العادية. يراقب العمال على خط التصنيع الآلة باستمرار، ويوفرون الأجزاء الاستهلاكية للآلة، ويتعاملون مع أي حالات إنذار، ومع ذلك، لن يلمسوا المنتج. الإنتاج شبه المؤتمت يحتوي على جميع “العمليات الأساسية” (اللحام، المعايرة، الاختبار، والطباعة) التي تُنفذ تلقائيًا بواسطة الآلات ولكنه لا يزال يتطلب وجود إنسان لتحميل الأجزاء على الحامل، ونقلها بين التقدم في تكنولوجيا الآلات، أو تفريغ المنتج النهائي. بينما قد تقوم محطة المعايرة شبه المؤتمتة بمعايرة قاطع الدائرة تلقائيًا بعد تحميل المشغل له في الحامل، فإن النظام المؤتمت بالكامل يحتوي على روبوت أو ناقل ينقل قاطع الدائرة إلى تلك المحطة أو الحامل دون أي تدخل من المشغل. تُبرز الأبحاث الصناعية من شركة ماكينزي وشركاه حول استراتيجيات أتمتة التصنيع أن أكثر الاستثمارات في الأتمتة نجاحًا غالبًا ما تتم على مراحل، حيث يتم أتمتة خطوات العملية الأكثر أهمية أولاً — حتى لو ظل التعامل مع المواد يدويًا — ثم يتم إضافة التكامل الكامل لاحقًا مع زيادة الحجم والثقة.

كيف يقارن النهجان في التطبيق العملي

متى تختار الأتمتة شبه المؤتمتة: المسار العملي

A شبه مؤتمت يمكن أن يكون الخط مفيدًا جدًا إذا كان ميزانية رأس المال محدودة، أو إذا لم تكن دفعات الإنتاج كبيرة بما يكفي لتبرير وجود خط متكامل بالكامل، أو إذا كان مزيج المنتجات التي يتم إنتاجها يتغير بشكل متكرر بحيث يعني تطوير نظام معالجة مؤتمت بالكامل إعادة برمجته باستمرار. كمثال، قد يقرر مصنع يصنع عدة أحجام من MCCB على نفس الخط أتمتة محطات المعايرة والاختبار (كلاهما عمليات حرجة)، مع إبقاء التحميل والتفريغ يدويًا. يمكن تشغيل العملية بشكل متسق حيثما يكون ذلك ضروريًا، وفي الحجم الحالي، تكون تكلفة العمالة المرتبطة بالتحميل والتفريغ مقبولة. هذا النهج الخاص بالأتمتة شائع جدًا في صناعة التصنيع الكهربائي اليوم وغالبًا ما يُستخدم كخطوة تدريجية نحو الأتمتة الكاملة. توفر Benlong Automation خطوطًا شبه مؤتمتة ومؤتمتة بالكامل لإنتاج MCB وMCCB، والعديد من المحطات شبه المؤتمتة — مثل منصة المعايرة الحرارية شبه الأوتوماتيكية لـ MCB — مصممة بواجهات ميكانيكية وتحكم تسمح بدمجها في نظام معالجة مؤتمت بالكامل لاحقًا، دون استبدال المحطة الأساسية.

متى تختار الأتمتة الكاملة: الالتزام بالتوسع

عندما يكون الإنتاج على مستويات عالية، وتصميم المنتج ثابت، ويجب ألا تتأثر جودة المنتج بأي متغير من المشغلين من خلال استخدام خط تصنيع مؤتمت بالكامل، فإن هذا سيكون نوع خط الإنتاج الذي ستختاره العملية التصنيعية لإنتاج ملايين قواطع الدائرة الكهربائية سنويًا للأسواق التصديرية حيث يمكن أن يؤدي وجود منتج معيب إلى تدقيق. تدخل قواطع الدائرة إلى الخط من قادوس، ثم تُعاير وتُختبر وتُطبع وتُفرز دون تدخل بشري. سيكون الناتج من هذه العملية موحدًا، ووقت الدورة سيكون متوقعًا (بفضل استخدام الأتمتة)، وستوفر البيانات سجلًا كاملًا يمكن تتبعه للأجزاء المنتجة. بنلونغ’s خط تجميع قواطع الدائرة المصغرة الأوتوماتيكي هو مثال على هذا التكوين: نظام متكامل يأخذ المكونات من طرف واحد ويوصل القواطع المختبرة والمعتمدة من الطرف الآخر. لفهم تسلسل التجميع والاختبار الذي ينفذه مثل هذا الخط، يشرح دليلنا على ما هو خط الاختبار التلقائي لقواطع الدائرة المصغرة (MCB)؟ كل محطة بالتفصيل.

الأنواع الأربعة للأتمتة وأين تقع الأتمتة الجزئية والكاملة

من خلال استخدام نظام تصنيف أساسي للتشطيب الصناعي، يمكن تصنيف النظام غير المؤتمت أو شبه المؤتمت أو المؤتمت بالكامل بشكل عام بالنسبة للأنظمة الأخرى من حيث كيفية تصنيفها فيما يتعلق بالأتمتة.

• الأتمتة الثابتة (الصلبة): تم إنشاء نظام إنتاج مؤتمت لتصنيع نوع واحد أو تصميم واحد من المنتج (قاطع الدائرة المصغر)، وعلى الرغم من أن المصنع لديه قدرة كبيرة على إنتاج هذا النوع من المنتجات، إلا أن قدرته على إنتاج أنواع مختلفة كثيرة من المنتجات محدودة (غير مرنة).
• الأتمتة القابلة للبرمجة: الأتمتة القابلة للبرمجة هي معدات تسمح بالتوليد المتعدد والآلي لأنواع مختلفة من السلع النهائية من خلال تغيير وصفة عملية التصنيع. مثال جيد على استخدام الأتمتة القابلة للبرمجة هو منصة معايرة شبه مؤتمتة (بالاشتراك مع معدات أخرى) يمكن إعادة برمجتها باستخدام وصفة جديدة لتغيير تصنيف القاطع للدائرة.
• الأتمتة المرنة (الناعمة): تغيير موقع ومجموعة الآلات للسماح بإنتاج منتجات مختلفة دون الحاجة إلى نفس الإعداد والتكوين، (وهذا يمثل مشكلة أكبر في التشغيل الآلي مقارنة بالتجميع). ينطبق المفهوم نفسه في تصنيع المنتجات الكهربائية عندما يُستخدم خط إنتاج محدد لإنتاج أنواع مختلفة من قواطع الدائرة.
• الأتمتة المتكاملة: جميع المحطات داخل هذا النظام المتكامل (المؤتمت بالكامل) تتواصل مع بعضها البعض. يُشار إلى هذا الموقع باسم الخط المؤتمت مع نظام إدارة التصنيع المركزي (MES)؛ هنا، تلتقي الأنظمة شبه المؤتمتة والمؤتمتة بالكامل عند النقطة التي انتقلت فيها إلى أتمتة التعامل مع المنتج الفارغ والمنتج النهائي، وتوفران معًا البيانات في مخزن البيانات المركزي.

الشركات الرائدة في تصنيع أنظمة الإنتاج المؤتمتة

يحتوي السوق الدولي على العديد من المنصات الجماعية الكبيرة، بالإضافة إلى متخصصين أصغر وأكثر استهدافًا. تشارك العديد من المنظمات المعروفة في أتمتة التصنيع من خلال أن تصبح جزءًا من المشروع العام. ومع ذلك، عند التفكير في السوق العالمية، خارج المنظمات متعددة الجنسيات الكبرى، هناك العديد من الشركات التي تُذكر بانتظام بالاقتران مع المشاريع الصناعية (عادةً).

• أتمتة نظام تتبع المتقدمين (كندا): كمورد عالمي لحلول الأتمتة، أصبحنا من كبار المزودين في العديد من أنواع الصناعات المختلفة. يبرز تركيزنا على تقديم منتجات عالية الجودة ودعم عملائنا من خلال قدرتنا على العمل مع قائمة واسعة من العملاء الدوليين.
• روكويل أوتوميشن (الولايات المتحدة الأمريكية): تتكون أنظمة الإنتاج المؤتمتة من جميع أنواع حلول الإنتاج (جزئية، كاملة) والتي ستشمل العناصر الأساسية للأتمتة والتحكم (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة -PLC-، الأنظمة المتكاملة (المحركات) والهياكل المتكاملة للتحكم القابلة للبرمجة) المطلوبة لأداء عمليات الأتمتة الصناعية والإنتاج المؤتمت.
• فانوك (اليابان): FANUC هي أكبر منتج للروبوتات في العالم وتوفر جميع عمليات التعامل بالروبوتات المطلوبة للعديد من عمليات التجميع الآلية.

• شركة بنلونغ للأتمتة (الصين): مصنع متخصص في خطوط التجميع والاختبار الآلية وشبه الآلية لصناعة الكهرباء منخفضة الجهد. تغطي معدات Benlong الطيف الكامل من مقاعد المعايرة شبه الآلية المستقلة إلى الأنظمة المتكاملة بالكامل خطوط إنتاج قواطع الدائرة المصغرة الأوتوماتيكية, ، مع قوة محددة في المعايرة والاختبار وإدارة البيانات التي تتطلبها شهادات الكهرباء. بالنسبة للمشتري في قطاع الكهرباء، توفر Benlong الهندسة المتخصصة في المجال التي يحتاجها المدمج العام لتعلمها على حساب المشتري.

الأسئلة الشائعة

ما الفرق بين التشغيل الآلي والتشغيل شبه الآلي؟

يدعم التشغيل الآلي الكامل للعمليات التغذية والإنتاج والنقل والفحص والفصل للسلع المنتجة دون أي تدخل بشري. بالنسبة للنظام شبه الآلي، يتم أتمتة العمليات الأساسية، لكن يتطلب وجود مشغل لتحميل وتفريغ ونقل الأجزاء. الفرق الرئيسي بين النظامين هو أن الأجزاء المعالجة تندرج تحت فئة واحدة، في حين أن جودة المعالجة الأساسية تقع في فئة أخرى.

ما هي أنواع الأتمتة الأربعة؟

تشمل فئات الأتمتة الأربعة الأتمتة الثابتة (أو الصلبة) التي تستخدم للإنتاج عالي الحجم لمنتج واحد؛ الأنظمة القابلة للبرمجة الآلية المستخدمة للإنتاج الدفعي؛ والأتمتة المرنة (أو اللينة) المستخدمة في إنتاج خطوط منتجات مختلطة. وأخيرًا، ترتبط جميع أشكال الأتمتة الأربعة من خلال استخدام أنظمة/تقنيات الحوسبة المتكاملة.

ماذا يعني شبه آلي؟

شبه آلي المعايرة والاختبار واللحام والطباعة كخطوات مهمة يتم تنفيذها تلقائيًا بواسطة آلة، لكن التحميل/التفريغ يتم بواسطة مشغل بشري بين كل دورة ولا يتطلب تدخل المشغل للتحكم في العملية التصنيعية الفعلية – يتم تحقيق ذلك باستخدام المعدات المستخدمة لإنتاج الأجزاء.

ما الفرق بين شبه آلي وآلي؟

مع المعدات شبه الآلية، يضغط المشغل زرًا لبدء دورة واحدة من العملية؛ ومع الأنظمة الآلية بالكامل، لا يتطلب الأمر أي مدخلات من المشغل لإعداد العملية. تتحرك الأجزاء عبر نظام آلي بواسطة ناقل أو طرق مماثلة، وتحدث العملية بأكملها، من التغذية إلى الفرز، تلقائيًا ودون تدخل أو تلاعب يدوي.

ما هي فترة الاسترداد النموذجية للأتمتة؟

ستعود غالبية الاستثمارات في الأتمتة بأموالها خلال فترة تتراوح بين 18 إلى 36 شهرًا كما يحددها توفير العمالة، وتحسين كفاءة المعالجة، وتقليل الهدر أو الخردة، وتجنب تكاليف الضمان. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما تكون فترات الاسترداد لمحطات العمل شبه الآلية أقصر بكثير من محطات العمل الآلية بالكامل بسبب انخفاض رأس المال الأولي.

هل يمكن ترقية خط شبه آلي إلى آلي بالكامل لاحقًا؟

بالتأكيد، يمكن تصميم محطات الخلايا شبه الآلية مع كل من الواجهات الميكانيكية والتحكمية للتعامل الآلي. قامت Benlong ببناء مقاعد المعايرة والاختبار شبه الآلية مع ترقيات لاستيعاب هذا النوع من الأتمتة أيضًا بحيث يمكن للمصنع اختيار أتمتة التعامل فقط عندما يبرر حجم الإنتاج والميزانية ذلك — مما يسمح لهم بالاحتفاظ بالنواة الحالية لمحطاتهم الحالية كما هي.

مراجع

• McKinsey & Company — استراتيجيات أتمتة التصنيع — أبحاث حول اقتصاديات الأتمتة والمنهج المرحلي للاستثمار في التصنيع.
• Rockwell Automation — أنظمة الأتمتة الصناعية والتحكم — المنتجات والإرشادات لكل من التصنيع شبه الآلي والتصنيع الآلي الكامل.
• FANUC Corporation — الروبوتات الصناعية والأتمتة — حلول التعامل الروبوتي للخلايا الإنتاجية الآلية وشبه الآلية.
• الجمعية الدولية للأتمتة (ISA) — الموارد التعليمية والمعايير لمتخصصي الأتمتة.

الاختيار بين الآلي و شبه الآلي الإنتاج ليس مسابقة بفائز واحد. الخطوط شبه الآلية هي الخيار العملي المرحلي والواعي للميزانية للمصنع الذي يحتاج إلى أتمتة الخطوات الحرجة للجودة الآن ودمج التعامل لاحقًا. الخطوط الآلية بالكامل هي الالتزام بالحجم والاتساق والبيانات التي يطلبها سوق عالي الحجم وعالي الشهادات. يبدأ معظم المصنعين الكهربائيين بالمعايرة والاختبار شبه الآلي — الخطوات التي تؤثر مباشرة على شهادة المنتج — ويضيفون التعامل الآلي مع نمو الحجم. تبني Benlong Automation كلاهما، بنفس الصرامة الهندسية ونفس الفهم لعملية شهادة الكهرباء، لأن الحل الصحيح هو الذي يتناسب مع واقع العمل اليوم ويمكن أن ينمو معه غدًا.