کارخانه‌های تاریک مشهور در سراسر جهان: نمونه‌های واقعی تولید بدون روشنایی

پای کوه فوجی در ساعت سه صبح. پارکینگ خالی است، سالن غذاخوری تعطیل است و محل تولید به طرز باورنکردنی تاریک است. علاوه بر این، ربات‌های بازویی هنوز مشغول کار روی عملیات پخت، رسیدگی به یاتاقان‌ها و تخلیه مجموعه‌های آماده هستند. هیچ‌کس عملیات را نظارت نمی‌کند: نیازی به آن نیست. صبح، کارآگاهان فقط یک خط از ربات‌های تازه ساخته شده را خواهند دید که آماده برای آخرین بررسی‌ها هستند.

این یک کارخانه به اصطلاح تاریک است – که همچنین به عنوان کارخانه بدون نور شناخته می‌شود. تولید بدون حضور افراد در کف کارخانه ادامه دارد؛ بنابراین، نیازی به روشن کردن چراغ‌ها، گرمایش یا تهویه مطبوع نیست. این مفهوم از دهه ۱۹۸۰ مورد توجه تولیدکنندگان قرار گرفته است و اکنون، با نسل‌های جدید هوش مصنوعی، بینایی ماشین و ربات‌های انسان‌نما، در دستور کار هر کنفرانس صنعتی قرار دارد.

اگرچه بین تیترها و واقعیت کف کارخانه تفاوت وجود دارد. عمل خالص کارخانه تاریک ۱۰۰۱TP3T هنوز بسیار دور از دسترس است. کارخانه‌هایی که معمولاً ذکر می‌شوند، در واقع فقط در برخی سالن‌ها، بخش‌ها یا شیفت‌ها تاریک هستند، در حالی که گروه کوچکی از کارکنان وظایف نگهداری، کنترل کیفیت یا سایر کارهای استثنایی را انجام می‌دهند. این موضوع اهمیت آن‌ها را کاهش نمی‌دهد؛ بلکه آن‌ها را موضوعات بهتری برای یادگیری نحوه عملکرد مستقل فرآیندهای کارخانه می‌کند.

در این گزارش، ما به بررسی شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های کارخانه‌های تاریک واقع در ژاپن، اروپا، آمریکای شمالی و آسیا می‌پردازیم، مکان‌های آن‌ها، کالاهای تولید شده، سطح عملیاتی و آمارهای اساسی را نشان می‌دهیم. سپس بحث می‌کنیم که کدام کارخانه‌ها و حوزه‌ها ممکن است در آینده نزدیک به کارخانه‌های تاریک تبدیل شوند و کدام کارخانه‌ها و حوزه‌ها هرگز تاریک نخواهند شد.

کارخانه‌های تاریک وجود دارند، اما به اندازه‌ای که ممکن است فکر کنید رایج نیستند. FANUC از سال ۲۰۰۱ ربات‌ها را برای ساخت ربات‌ها در کارخانه‌های تاریک آموزش می‌دهد؛ ASE چندین کارخانه تولید نیمه‌هادی بدون نور را اداره می‌کند؛ و فیلیپس و شیائومی نیز محصولات مصرفی تولید می‌کنند که تنها تعداد کمی کارگر در آن‌ها دخیل هستند. در مقابل، اکثر کارخانه‌ها، مانند زیمنس آمبرگ و تسلا، صرفاً کارخانه‌های بسیار خودکار هستند که به مقدار قابل توجهی نیروی کار ماهر نیاز دارند.

کارخانه تاریک چیست؟ توضیح تولید بدون نور

به زبان ساده، تولید بدون نور به معنای استراتژی تولیدی است که در آن فقط مواد خام وارد می‌شوند و محصولات نهایی با حضور تقریباً هیچ نیروی انسانی در کارخانه خارج می‌شوند. ربات‌ها، ماشین‌های CNC، نقاله‌ها، سیستم‌های ذخیره‌سازی خودکار، سیستم‌های بینایی و نرم‌افزار کنترل تمام عملیات را انجام می‌دهند، در حالی که PLCها، SCADA و MES فرآیندها را مدیریت و نتایج را نظارت می‌کنند. از آنجا که هیچ پرسنلی در کارخانه حضور ندارد، صرفه‌جویی در انرژی با خاموش کردن چراغ‌ها و سیستم کنترل اقلیم، نام رویداد تولید بدون نور را توضیح می‌دهد.

ایده تولید بدون نور زودتر از آنچه معمولاً مردم فکر می‌کنند ظاهر شد. نویسنده علمی-تخیلی فیلیپ کی. دیک اختراع کارخانه‌های ربات خودکار را در داستان کوتاه خود به نام Autofac که در سال ۱۹۵۵ نوشته شده بود پیش‌بینی کرد، و تا دهه ۱۹۸۰ جنرال موتورز و شرکت‌های دیگر سرمایه‌گذاری‌های سنگینی در تلاش برای ساخت تأسیسات خودکار که در تاریکی کار می‌کردند انجام دادند. خوشبختانه، تقریباً تمام تلاش‌های اولیه شکست خورد زیرا ربات‌ها، حسگرها و نرم‌افزارهای آن زمان قادر به مقابله با تنوع زندگی واقعی نبودند. فناوری‌های امروزی بسیار پیشرفته‌تر هستند، اما چالش مقابله با مشکلات همچنان همان است.

در واقع، اصطلاح “تاریک” بهتر است به عنوان یک طیف سه سطحی درک شود:

تولید بدون نور شیفت‌هایی که در آن یک تأسیسات تولیدی کارکنان منظم دارد اما برخی ماشین‌ها در طول شب یا آخر هفته بدون هیچ کارمندی در حال کار هستند. این چیزی است که به طور گسترده در ماشین‌کاری CNC انجام می‌شود.
سلول‌ها و خطوط بدون نور که به معنای داشتن یک واحد تولیدی خاص، سالن یا منطقه‌ای است که بدون کارکنان کار می‌کند در حالی که سایر بخش‌های کارخانه دارای نیروی انسانی هستند.
و کارخانه‌های بدون نور که به معنای اجرای کل فرآیندهای تولید بدون حضور کارکنان برای چندین روز و هفته است. تعداد بسیار کمی از کارخانه‌های فعال در سراسر جهان این استاندارد را دارند.

این ایده طیف باید هنگام خواندن مطالعات موردی زیر در نظر گرفته شود که برخی از نام‌های شناخته شده به سطح دوم تعلق دارند و حداقل یکی از آن‌ها به دلیل تلاش برای پیشروی سریع و بیش از حد شناخته شده است.

کارخانه‌های تاریک مشهور در سراسر جهان

موارد زیر نمونه‌های تولید بدون نور نمونه‌هایی هستند که بیشتر توسط مهندسان، تحلیل‌گران و مطبوعات تجاری ذکر می‌شوند. برای هر کدام خلاصه‌ای از مکان، محصول تولیدی، میزان خودکار بودن و ویژگی‌های برجسته آن ارائه می‌دهیم.

۱. ژاپن – FANUC، اوشینو (استان یاماناشی)

مورد	جزئیات
Location	روستای اوشینو، استان یاماناشی، در پای کوه فوجی
محصولات	ربات‌های صنعتی، موتورهای سروو، سیستم‌های CNC و قطعات مرتبط
بدون نور از	حدود سال ۲۰۰۱
داده‌های اصلی	حدود ۵۰ ربات در هر دوره ۲۴ ساعته ساخته می‌شود؛ می‌تواند تا ۳۰ روز بدون نظارت کار کند
سطح اتوماسیون	ربات‌هایی که در مناطق تولید بدون نور اختصاصی ربات می‌سازند

FANUC جایی است که هر گفتگویی درباره کارخانه‌های تاریک آغاز می‌شود. این شرکت ژاپنی از فرآیندهای تولید خود برای ساخت ربات‌های جهان استفاده می‌کند. در گزارش‌ها آمده است که این شرکت تقریباً ۵۰ ربات در هر شیفت ۲۴ ساعته تولید می‌کند، به این معنی که خط مونتاژ آن‌ها می‌تواند حداقل به مدت ۳۰ روز بدون دخالت انسان کار کند. یک بار یکی از مدیران FANUC اشاره کرد که علاوه بر خاموش کردن چراغ‌ها، سیستم گرمایش و تهویه مطبوع را نیز در آن بخش‌های کارخانه خاموش می‌کنند.

چگونه چنین پدیده‌ای رخ می‌دهد؟ اول از همه، می‌توان گفت که کارخانه از ایستگاه‌های جداگانه‌ای تشکیل شده است که در آن‌ها ماشین‌ها سلول‌های تولید را با انبارهای خودکار بارگیری و تخلیه می‌کنند، جایی که شرکت کالاهای نهایی و تولید شده را ذخیره می‌کند. اگرچه انسان‌ها به طور منظم از سایت بازدید می‌کنند، این بازدیدها در طول روز انجام می‌شود تا نگهداری، آزمایش و نظارت بر کار انجام شده توسط ربات‌ها فراهم شود.

آنچه مهم است این است که کارخانه می‌تواند بدون حضور افراد کار کند. این تنها به لطف تنوع مداوم محصول که در مقادیر زیاد تولید می‌شود، ممکن است. شرکت تعداد محدودی طراحی را اجرا می‌کند و از ضرورت اتوماسیون فرآیند مونتاژ آگاه است.

۲. هلند – کارخانه ریش‌تراش فیلیپس، دراختن

مورد	جزئیات
Location	دراختن، فریسلند، هلند
محصولات	ریش‌تراش‌های برقی پریمیوم و سری‌های ریش‌تراش
داده‌های اصلی	۱۲۸ ربات در خط اصلی، با تنها ۹ کارگر تضمین کیفیت
خروجی	معمولاً حدود ۱۵ میلیون ریش‌تراش در سال تولید می‌شود
سطح اتوماسیون	مونتاژ انعطاف‌پذیر بسیار خودکار؛ افراد در انتهای فرآیند در بخش تضمین کیفیت متمرکز شده‌اند

فیلیپس از دهه ۱۹۵۰ در کارخانه دراختن خود ریش‌تراش تولید می‌کند. زمانی که این شرکت تولید خودکار را برای محصولات با کیفیت بالا انتخاب کرد به جای انتقال به کشوری با هزینه تولید کمتر، این به عنوان آغاز روند بازگشت تولید به کشور تلقی شد. بر اساس برآوردها، این کارخانه ۱۲۸ ربات ساخته شده توسط Adept Technology (که اکنون بخشی از Omron است) برای تولید به کار می‌گیرد، در حالی که تنها نه نفر مسئول کنترل کیفیت هستند. طبق توصیف ارائه شده توسط تأمین‌کنندگان راه‌حل‌های اتوماسیون، تعداد ربات‌ها در این تأسیسات اکنون به حدود ۲۰۰ افزایش یافته است.

نکته جالب در مورد دراختن انعطاف‌پذیری آن است. به جای ساخت خط تخصصی برای یک مدل خاص، فیلیپس ایده سیستم انتخاب و قرار دادن را مطرح کرده است که احتمالاً در ده سال آینده برای تولید ریش‌تراش‌ها استفاده خواهد شد، حتی اگر طراحی دقیق مدل‌های آینده ممکن هنوز مشخص نباشد. علاوه بر این، ربات‌ها قابل برنامه‌ریزی مجدد هستند و ابزارهای تولید به راحتی قابل تغییر هستند، که به این معنی است که تنظیم برای تولید هر مدل جدید ریش‌تراش آسان خواهد بود و نیازی به ساخت کارخانه جدید از ابتدا نیست.

به طور دقیق، تأسیسات دراختن مساحت بزرگی را پوشش می‌دهد و همچنین به عنوان محل بخش تحقیق و توسعه فیلیپس برای ریش‌تراش‌ها عمل می‌کند و در مجموع حدود ۲۰۰۰ کارگر را به کار می‌گیرد. تعداد نه نفر به عملیات مونتاژ رباتیک اشاره دارد و نه به کل تأسیسات.

۳. آلمان – کارخانه الکترونیک زیمنس آمبرگ (EWA)

مورد	جزئیات
Location	آمبرگ، بایرن، آلمان
محصولات	کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر SIMATIC (PLC)، رابط‌های کاربری انسانی (HMI)، ورودی/خروجی و محصولات اتوماسیون مرتبط
تأسیس شد	1989
سطح اتوماسیون	حدود ۷۵٪ از زنجیره ارزش توسط ماشین‌ها و کامپیوترها انجام می‌شود
داده‌های اصلی	کیفیت گزارش شده ۹۹.۹۹۸۸۱٪ یا بهتر؛ حدود ۱۲۰۰ نوع محصول؛ حدود ۳۵۰ تغییر خط در روز

آمبرگ به عنوان پیشرو در نمایش کارخانه‌های هوشمند در اروپا شناخته می‌شود و این امر کاملاً موجه است. زیمنس در این کارخانه PLCهای SIMATIC خود را تولید می‌کند، با استفاده از حدود ۱۰۰۰ یا بیشتر کنترل‌کننده SIMATIC برای تسهیل فرآیند تولید. تقریباً ۷۵٪ از فرآیند تولید، طبق گفته زیمنس، توسط ماشین‌ها و ربات‌ها انجام می‌شود، مواد به‌طور خودکار از انبارها به ماشین‌ها منتقل می‌شوند, و تضمین کیفیت در تولید تخمین زده می‌شود که عالی است، حدود ۹۹.۹۹۸۸۱٪ و حتی اخیراً بالاتر.

مهم‌ترین آمار درصد نیست، بلکه رشد خروجی بیش از ۸ برابر در سال‌های اخیر است در حالی که تعداد کارکنان و مساحت کارخانه بدون تغییر باقی مانده است. گزارش‌های اخیر نشان‌دهنده تولید سالانه تقریباً ۱۷ میلیون واحد سخت‌افزار SIMATIC،, حدود ۱۲۰۰ نوع محصول تولید شده توسط این کارخانه، و تقریباً ۳۵۰ تبدیل تولید در روز, همه این‌ها از طریق دوقلوهای دیجیتال و MES سازماندهی شده‌اند.

اگرچه آمبرگ یک کارخانه کاملاً خودکار نیست و زیمنس ادعایی در این زمینه ندارد، اما قطعاً نشان می‌دهد که یک واحد تولید با تنوع بالا با تولید بیش از هزار نوع می‌تواند بسیار نزدیک به دستیابی به خودمختاری کامل در فرآیندهای اصلی خود باشد. این شرکت یک کارخانه خواهر در چنگدو، چین دارد که بر اساس همان اصول ساخته شده است و اکنون قصد دارد سرمایه‌گذاری سنگینی در تولید آمبرگ انجام دهد تا تولید خودآموز با قابلیت‌های هوش مصنوعی را محقق کند.

۴. ایالات متحده – تسلا و محدودیت‌های “دریدنات بیگانه”

مورد	جزئیات
مکان‌ها	فرامونت (کالیفرنیا)، گیگافکتوری نوادا و سایر کارخانه‌های تسلا
محصولات	خودروهای الکتریکی، پک‌های باتری، واحدهای محرک
هدف	کارخانه‌ای تقریباً کاملاً خودکار “دریدنات بیگانه” برای مدل ۳
واقعیت	خودکارسازی بیش از حد به “جهنم تولید” ۲۰۱۸ منجر شد؛ بسیاری از ربات‌ها حذف شدند
وضعیت بعدی	ماسک در سال ۲۰۲۰ گفت که بیشتر خط تولید بیش از ۷۵٪ خودکار است، به جز دسته‌بندی سیم‌ها و مونتاژ کلی

منابع مختلف نشان می‌دهند که تسلا به عنوان اولین کارخانه کاملاً خودکار در آمریکای شمالی شناخته شده است. داستان واقعی کمی پیچیده‌تر و مهم‌تر برای درک تولید است. برای مدل ۳، ایلان ماسک کارخانه‌ای با بهترین سطح خودکارسازی موجود ایجاد کرد—قرار بود شبیه یک سفینه بیگانه باشد. در واقعیت، مجموعه‌ای از فناوری‌ها، از جمله سیستم‌های نقاله پیچیده و ربات‌ها، نتوانستند همان وظایفی را که انسان‌ها بسیار آسان‌تر انجام می‌دادند، انجام دهند. به دلیل چنین نصب پیچیده‌ای، خروجی بسیار کمتر از انتظار بود. در آوریل ۲۰۱۸، ماسک به طور علنی اعتراف کرد که خودکارسازی بیش از حد اشتباه بوده است و شرکت شروع به بازگرداندن تولید خودکار و استخدام نیروی انسانی بیشتر برای انجام برخی وظایف کرد.

با این حال، آن‌ها به استفاده از خودکارسازی ادامه دادند، زیرا زمان تولید پک‌های باتری به طور قابل توجهی کاهش یافت و در سال ۲۰۲۰ ماسک اعلام کرد که اکثریت تولید بیش از ۷۵ درصد خودکار شده است, ، به استثنای فرآیندهای سیم‌کشی و مونتاژ. گیگافکتوری‌های تسلا از جمله کارخانه‌های خودرویی با بیشترین میزان اتوماسیون هستند، اما آنها به دسته کارخانه‌های تاریک تعلق ندارند، که این موضوع توسط تجربه منفی اما عملی تسلا پشتیبانی می‌شود.

آیا ایالات متحده کارخانه‌های کاملاً خودکار دارد؟ بله، اما فقط در سطح شیفت یا سلول. بیشتر کارگاه‌های ماشین‌کاری CNC در شب‌ها شیفت بدون نور دارند، در حالی که تولیدکنندگان الکترونیک پیشرفته می‌توانند در برخی بخش‌های تولید خود راه‌حل‌های کاملاً خودکار را به کار گیرند. به طور کلی، کارخانه‌های تاریک بسیار نادر هستند و اکثریت قریب به اتفاق اخبار مربوط به اتوماسیون در ایالات متحده درباره ربات‌هایی است که در کنار انسان‌ها کار می‌کنند، نه جایگزین آنها.

یکی از شرکت‌هایی که در این زمینه موفقیت واقعی داشته است، بی‌ام‌و است؛ بنابراین، کارخانه بی‌ام‌و اسپارتانبورگ موفق به دستیابی به پیشرفت خوبی با استفاده از ربات Figure AI شد – این ربات به ربات‌ها اجازه داد تا تقریباً ۹۰,۰۰۰ قطعه ورق فلزی را در مدت ۱۱ ماه بارگیری کنند، که منجر به تولید تقریباً ۳۰,۰۰۰ دستگاه خودروی بی‌ام‌و X3 شد. از آن زمان، بی‌ام‌و از ربات به‌روزشده Figure برای اهداف دیگر استفاده کرده است. این واقعیت نشان می‌دهد که رباتیک به ایستگاه‌های خاصی اعمال می‌شود، اما هنوز نمی‌تواند به طور کامل جایگزین کارگران شود.

۵. تایوان و جنوب شرق آسیا – گروه ASE بسته‌بندی و تست نیمه‌هادی

مورد	جزئیات
مکان‌ها	تایوان (کائوشیونگ و سایت‌های دیگر)، با گسترش در مالزی و سایر مناطق
محصولات	خدمات مونتاژ، بسته‌بندی و تست نیمه‌هادی (OSAT)
اولین کارخانه بدون نور	2018
داده‌های اصلی	ASE گزارش می‌دهد که ۵۶ کارخانه بدون نور در حال فعالیت دارد
شناخت	اولین کارخانه OSAT در شبکه فانوس دریایی جهانی مجمع جهانی اقتصاد (۲۰۲۲)

با نگاه به تعداد تأسیسات، می‌توان تعیین کرد که ASE ممکن است بزرگ‌ترین استفاده‌کننده از تولید تاریک در عملیات خود باشد. این تولیدکننده در سال ۲۰۱۱ کمیته تولید یکپارچه کامپیوتری را تشکیل داد، در سال ۲۰۱۵ بازوهای رباتیک و اتوماسیون حامل‌ها را راه‌اندازی کرد و اولین کارخانه بدون نور خود را در سال ۲۰۱۸ آغاز کرد. در حال حاضر ASE ادعا می‌کند که ۵۶ کارخانه بدون نور را اداره می‌کند و بیش از ۷۰۰ مهندس را در زمینه هوش مصنوعی و اتوماسیون برای کارخانه‌های بدون نور آموزش داده است.

کسب‌وکار بسته‌بندی نیمه‌هادی برای تولید بدون نور به سه دلیل مناسب است: دستگاه‌های کوچک که نیاز به حساسیت بالا در برابر آلودگی دارند، فرآیند بسیار سازمان‌یافته، و استفاده از حامل‌های استاندارد که می‌توانند به راحتی توسط سیستم‌های حمل و نقل و ربات‌ها اداره شوند. کارخانه‌های تولید ویفر جلویی نیز بسیاری از این مزایا را دارند زیرا دستکاری در اتاق تمیز بدون هیچ مداخله دستی انجام می‌شود.

۶. چین – کارخانه هوشمند شیائومی، چانگپینگ (پکن)

مورد	جزئیات
Location	منطقه چانگپینگ، پکن
محصولات	گوشی‌های هوشمند پرچمدار و تاشو
افتتاح شده	ژوئیه ۲۰۲۴
سرمایه‌گذاری و اندازه	حدود ۲.۴ میلیارد یوان چین (تقریباً ۳۳۰ میلیون دلار آمریکا)؛ حدود ۸۱,۰۰۰ متر مربع
داده‌های اصلی	۱۱ خط تولید؛ ظرفیت حدود ۱۰ میلیون گوشی در سال

کارخانه چانگپینگ شیائومی یک افزوده است که امروزه در فهرست کارخانه‌های قابل توجه قرار گرفته است. این کارخانه به عنوان یک کارخانه هوشمند کاملاً خودکار با اتوماسیون ۱۰۰٪ معرفی شده است از فرآیندهای عملیاتی و اجرای مداوم خطوط. کارخانه توسط یک پلتفرم تولید خود توسعه یافته اداره می‌شود و شیائومی ادعا می‌کند که نرم‌افزار کارخانه و بخش زیادی از تجهیزات کارخانه را توسعه داده است.

شعار “یک تلفن در هر ثانیه” نیاز به توضیح دارد. فعال‌سازی تولید ۱۰ میلیون تلفن به طور یکنواخت در طول یک سال به این معنی است که این تلفن‌ها هر ۳.۱۵ ثانیه تولید می‌شوند که سریع است اما نه به اندازه‌ای که می‌توانست باشد. تیم مهندسی و همچنین کارکنان نگهداری در کارخانه حضور دارند تا اطمینان حاصل کنند عملیات به صورت روان انجام می‌شود.

سایر نمونه‌های قابل توجه کارخانه‌های تاریک

• کارخانه‌های ساخت ویفر نیمه‌هادی دارای سیستم‌های خودکار حمل و نقل هستند که امکان اتوماسیون تقریباً کامل حرکت قفسه‌ها در اتاق‌های تمیز را فراهم می‌کنند.
  ماشین‌کاری CNC کارگاه‌ها قادرند بدون نظارت برای ساعات طولانی با ابزارهای مبتنی بر ربات و سیستم‌های مدیریت ابزار فعالیت کنند.
  مراکز ذخیره‌سازی و توزیع کاملاً خودکار تنها به ورودی انسانی حداقلی به دلیل فناوری پیشرفته لجستیک نیاز دارند.
  کارخانه الکترونیک زیمنس در چنگدو یک نسخه مشابه از تأسیسات آمبرگ است که محصولات SIMATIC را در چین با استفاده از همان اصول تولید می‌کند.

مقایسه نمونه‌های کارخانه‌های تاریک در یک نگاه

کارخانه	کشور	محصولات	شاخص کلیدی	واقعاً بدون نور؟
FANUC اوشینو	ژاپن	ربات‌ها، موتورهای سروو، CNC	حدود ۵۰ ربات در ۲۴ ساعت؛ تا ۳۰ روز بدون نظارت	بله، در مناطق تولید اختصاصی
فیلیپس دراختن	هلند	ریش‌تراش‌های برقی	۱۲۸ ربات، ۹ نفر کارکنان کنترل کیفیت در خط	عمدتاً؛ افراد در کنترل کیفیت و پشتیبانی
زیمنس آمبرگ	آلمان	PLCهای SIMATIC	۷۵۱TP3T از زنجیره ارزش خودکار شده؛ کیفیت ۹۹.۹۹۸۸۱TP3T+	خیر – بسیار خودکار، با کمک افراد
کارخانه‌های عظیم تسلا	ایالات متحده آمریکا	خودروهای برقی، باتری‌ها، واحدهای محرک	بیش از ۷۵۱TP3T خط خودکار (۲۰۲۰، طبق گفته ماسک)	خیر
گروه ASE	تایوان / آسیا	بسته‌بندی و تست نیمه‌هادی	۵۶ کارخانه بدون نور	بله، در بسیاری از تأسیسات جداگانه
شیائومی چانگپینگ	چین	تلفن‌های هوشمند	۱۰ میلیون تلفن در سال؛ ۱۱ خط	عمدتاً؛ کارکنان برای نظارت و نگهداری

ویژگی‌های مشترک مشهورترین کارخانه‌های تاریک

شرایط جهانی برای موفقیت وجود دارد با وجود استفاده گسترده از ربات‌ها:

1. خطوط تولید پایدار و استاندارد شده: ربات‌های Fanuc، ریش‌تراش‌های Philips و محصولات ASE در مقادیر زیاد از طراحی‌های پایدار تولید می‌شوند. اتوماسیون فرآیند مونتاژ و همچنین به‌کارگیری ربات‌ها اهمیت دارد.
2. جریان مواد خودکار و بافرینگ: انبارهای خودکار، مجلات، سیستم‌های پالت و AGVها اجازه می‌دهند ماشین‌ها برای مدت طولانی تغذیه شوند. بدون بافرینگ، خط تولید هر لحظه که کسی برای جایگزینی مواد نباشد متوقف می‌شود.
3. بازرسی در خط ۱۰۰۱TP3T: سیستم‌های بینایی و تست‌های الکترونیکی هر قطعه را بررسی می‌کنند و قطعات معیوب به طور خودکار رد می‌شوند بدون اینکه منتظر بازرسی انسانی باشند.
4. داده‌ها، MES و نظارت از راه دور: هر ایستگاه توانایی گزارش عملکرد خود را دارد که امکان تشخیص زودهنگام مشکلات را فراهم می‌کند.
5. افراد ارتقا می‌یابند – نه حذف: کارکنان فرآیند تولید را ترک می‌کنند تا در بخش‌های نگهداری، برنامه‌نویسی، کیفیت و بهبود فعالیت کنند.

داستان واقعی: چرا کارخانه‌های تاریک ۱۰۰۱TP3T هنوز بسیار نادر هستند

اگر کارکردن بدون نور اینقدر خوب است، پس چرا پس از سال‌ها تلاش شرکت‌ها، موارد واقعی آن بسیار کم است؟ موانع بیشتر عملی هستند تا فنی.

پیچیدگی محصول

مشخص است که ربات‌ها می‌توانند عملیات فیزیکی دقیق انجام دهند، اما وقتی به سیم‌کشی‌های پیچیده، مواد نرم، اقلام درهم‌تنیده و مونتاژهایی که نیاز به تصمیم‌گیری دارند می‌رسد، هنوز به آن هدف نمی‌رسند. دقیقاً به همین دلیل است که ساخت سیم‌ها و مونتاژ خودروها حتی در تسلا به صورت دستی انجام می‌شود.

فرکانس تغییرات

اگر یک کارخانه برای هفته‌ها همان نوع محصول را تولید کند، می‌تواند در این مدت بدون هیچ نیروی انسانی کار کند. اگر مدل‌ها چندین بار در یک شیفت تغییر کنند، برخی کارگران برای تغییر اتصالات، بررسی انواع اولیه محصولات و انجام تنظیمات لازم هستند. کارخانه آمبرگ روزانه صدها تغییر را با کمک فناوری‌های پیشرفته انجام می‌دهد اما همچنان کارگران را به کار می‌گیرد.

هزینه‌های سرمایه‌گذاری و مخارج

به عنوان مثال، شیائومی اخیراً حدود $330 میلیون در یک کارخانه تولید گوشی‌های هوشمند سرمایه‌گذاری کرده است. در بسیاری از موارد، حرکت از سطح 90% به 100% ممکن است پرهزینه‌تر از حرکت از 0% به 90% باشد، زیرا در این حالت ممکن است لازم باشد پیچیده‌ترین فرآیندها انجام شوند.

استثناها، تعمیرات و تغییرات تامین

ماشین‌آلات ممکن است گیر کنند، ابزارها ممکن است فرسوده شوند، حسگرها ممکن است انحراف داشته باشند و قطعات ممکن است از دسته‌ای به دسته دیگر متفاوت باشند. باید توجه داشت که در یک کارخانه دارای نیروی انسانی، افراد بدون تأخیر به چنین مشکلاتی پاسخ می‌دهند، در حالی که در یک کارخانه تاریک تولید ممکن است برای ساعت‌ها متوقف شود مگر اینکه به صورت خودکار انجام شود.

تخصص و سازماندهی

برای اداره یک کارخانه کاملاً خودکار، مهندسان کنترل، برنامه‌نویسان ربات، کارشناسان داده و پرسنل نگهداری مورد نیاز هستند. بسیاری از کارخانه‌ها می‌یابند که استخدام متخصصان مناسب در واقع دشوارتر از خرید تجهیزات مورد استفاده در کارخانه است.

کدام کارخانه‌ها و صنایع احتمالاً بعدی به سمت تاریکی می‌روند؟

کاندیداهای بهینه دارای ویژگی‌های نمونه‌های شناخته شده هستند: توان عملیاتی قوی، قطعات کوچک و سخت، تجهیزات و فرآیندهای استاندارد شده که قابلیت خودکارسازی دارند. شرح حوزه‌های واجد شرایط به شرح زیر است:

بازگشتنیمه‌هادی‌های انتهایی و تولید ویفر – فرآیندهای تولید متعددی قبلاً به درجه بالایی از خودکارسازی رسیده‌اند، گام بعدی اتصال فرآیندها و استفاده از هوش مصنوعی است که خرابی تجهیزات را نظارت خواهد کرد.
مونتاژ الکترونیک و PCB (SMT) – فرآیند مونتاژ الکترونیک قبلاً خودکار شده و فرآیند تأمین مواد در حال خودکارسازی است.
تولید دقیق – اکنون می‌توانیم تولید چند روزه بدون نظارت برای قطعات تکراری را به لطف قرار دادن ربات‌ها، نظارت بر ابزارهای ماشین و فرآیندهای اندازه‌گیری به دست آوریم.
تولید باتری – تولید باتری به حجم بالای تولید و فناوری‌های خطرناک نیاز دارد، جایی که خودکارسازی کارآمد است، اگرچه جابجایی مواد همچنان چالش‌برانگیز است.
عناصر الکتریکی کم‌ولتاژ – کلیدهای مینیاتوری (MCB)، رله‌ها، کنتاکتورها و مترها کوچک، محکم، در حجم‌های **بسیار زیاد تولید شده و برای هر مورد به صورت الکتریکی آزمایش می‌شوند، که این عناصر را به کاندیداهای بالقوه برای تولید خودکار تبدیل می‌کند.
تولید دارویی – فرآیندهای کاملاً خودکار شده که استریلیزاسیون را تضمین می‌کنند.

صنایعی که کارخانه‌های تاریک به طور کامل در آن‌ها پذیرفته نخواهند شد شامل تولید خودرو، تولید مبلمان، تولید پوشاک، ماشین‌آلات سفارشی و هر محصولی است که به صورت سفارشی و در مقادیر کم تولید می‌شود. در این صنایع، هدف افزایش خودمختاری در حوزه‌های تخصصی است نه اتوماسیون کامل.

ربات‌های انسان‌نما اغلب به عنوان قطعات گمشده پازل در نظر گرفته می‌شوند. در حالی که این ماشین‌ها بدون شک در انجام وظایف مبتنی بر انسان کمک خواهند کرد، تجربه شرکت BMW شواهد واضحی ارائه می‌دهد که ربات‌های موجود در حال حاضر می‌توانند تحت نظارت کارکنان در شرایط خاص کاری به طور مؤثر عمل کنند.

چگونه کارخانه‌های کوچک و متوسط می‌توانند به سمت تولید بدون حضور نیروی انسانی حرکت کنند

بیشتر کسب‌وکارهای کوچک و متوسط بودجه و نیاز به کارخانه‌ای مانند FANUC را ندارند. به جای تلاش برای ساخت کارخانه FANUC، تولیدکنندگان می‌توانند به ایجاد سلول‌های با خودمختاری بالا فکر کنند. این به معنای ایستگاه‌های تولید یا خطوط تولیدی است که قادر به انجام عملیات برای یک شیفت کامل بدون دخالت اپراتورها هستند. هر سلول سود خود را ایجاد می‌کند و همه آن‌ها به دستیابی به کارخانه‌ای خودمختار کمک می‌کنند.

1. ابتدا فرآیند را تثبیت کنید. همیشه بهتر است از اشتباهات تسلا در معرفی اتوماسیون به فرآیندهای ناپایدار درس گرفت.
2. گلوگاه را اتوماتیک کنید، نه همه چیز را. با فرآیندی شروع کنید که بیشترین تأخیر در تولید را ایجاد می‌کند.
3. بازرسی 100% و مرتب‌سازی خودکار را بسازید. یک سلول فقط زمانی می‌تواند بدون نظارت کار کند که توانایی شناسایی تولید معیوب را داشته باشد.
4. بافرهای مواد را اضافه کنید. تجهیزاتی مانند تغذیه‌کننده‌های کاسه‌ای، مجلات، انباشته‌کننده‌ها و سطل‌های خروجی به هر ماشین سریع این امکان را می‌دهد که به طور خودکار عمل کند.
5. داده‌ها را متصل کنید. همه ایستگاه‌های خط تولید باید به سیستم اجرای تولید (MES) یا حداقل به یک داشبورد مرکزی متصل باشند.
6. یک شیفت بدون نظارت را آزمایش کنید. عاقلانه است که یک سلول به خوبی تثبیت شده را یک شبانه‌روز اجرا کنید قبل از اینکه آن را گسترش دهید.

تولید برق کم‌ولتاژ نمونه خوبی از این مسیر است. یک خط مونتاژ اتوماتیک MCB مدرن می‌تواند هر 2 تا 3.5 ثانیه یک کلید را مونتاژ کند با بازرسی بصری در هر ایستگاه و تعویض سریع بین مدل‌های 1P و 4P، در حالی که یک خط تست اتوماتیک MCB می‌تواند 1800 تا 2400 واحد در ساعت را با ردیابی کامل داده‌ها آزمایش و مرتب‌سازی کند. خطوطی مانند این که توسط سازندگان تجهیزات مانند Benlong Automation ساخته شده‌اند، دقیقاً نوع سلول‌های با خودمختاری بالا هستند که به یک کارخانه کلید متوسط اجازه می‌دهند با نیروی انسانی کمتر و زمان طولانی‌تر کار کند – بدون اینکه در روز اول ادعای کارخانه تاریک بودن داشته باشد.

اگر در حال تصمیم‌گیری هستید که کدام نوع خط با حجم و ترکیب محصول شما سازگار است، راهنمای ما برای انتخاب خط تولید خودکار اتوماسیون ثابت، برنامه‌پذیر، انعطاف‌پذیر و یکپارچه را به زبان ساده توضیح می‌دهد و مقاله ما دربارهٔ مزایای بهره‌وری اتوماسیون صنعتی محدوده‌های سرمایه‌گذاری معمول و دوره‌های بازگشت سرمایه را پوشش می‌دهد.

نتیجه‌گیری: کارخانه‌های تاریک واقعی هستند، اما مسیر اهمیت بیشتری نسبت به برچسب دارد

تأسیسات FANUC برای ساخت ربات‌ها، خطوط مونتاژ Philips، کارخانه‌های ASE برای نیمه‌هادی‌ها و همچنین کارخانه‌های Xiaomi برای ساخت گوشی‌های هوشمند نشان می‌دهند که این ایده تولید بدون نیاز به حضور کارکنان کارخانه در محل تولید کاملاً ممکن است. Siemens Amberg ثابت می‌کند که کارخانه‌ای که افراد در آن حضور دارند می‌تواند مزایا و امتیازات مشابهی داشته باشد. علاوه بر این، داستان تسلا نمونه‌ای است از اینکه چگونه یک شرکت تلاش کرد چیزی را دنبال کند که در آن لحظه غیرقابل دسترسی بود.

برای اکثر سایت‌های تولیدی، درس اصلی این است که تلاش برای دستیابی به بسیاری از اهداف در کارخانه تاریک بی‌فایده است. آنچه لازم است تعیین فرآیندهای تولیدی است که می‌توانند به صورت خودکار انجام شوند, ، تجهیز آن‌ها به برخی دستگاه‌ها و مواد ایمنی، و توسعه هر مرحله از فرآیند به صورت گام به گام.

منابع

• ویکی‌پدیا – Lights out (manufacturing) – مرور کلی مفهوم با مثال‌های FANUC، Philips، Xiaomi و ASE.
• زیمنس – کارخانه الکترونیک آمبرگ – سطح اتوماسیون، انواع محصولات، تغییرات و داده‌های کیفیت.
• ASE – تولید هوشمند – شمار کارخانه‌های بدون حضور نیروی انسانی و جدول زمانی کارخانه‌های هوشمند.
• TechCrunch – توقف تولید مدل 3 تسلا (2018) – پوشش اظهارات ماسک درباره اتوماسیون بیش از حد.
• Figure AI – استقرار Figure 02 در BMW Spartanburg – نتایج استقرار 11 ماهه ربات انسان‌نما.
• TrendForce – افتتاح کارخانه هوشمند Xiaomi – سرمایه‌گذاری، مساحت زمین و ظرفیت سالانه کارخانه چانگپینگ.

برنامه‌ریزی خط تولید با خودمختاری بالا؟

نیازی نیست کارخانه‌ای پیشرفته بسازید تا از مزایای بزرگ بهره‌مند شوید. اگر در تولید MCB، MCCB، RCCB، کنتاکتور، رله یا کنتور فعالیت دارید و می‌خواهید با نیروی کمتر مدت زمان بیشتری کار کنید، تنها کافی است با ارسال نمونه محصولات، اهداف تولید و توضیح فناوری مورد استفاده فعلی خود با ما تماس بگیرید. مهندسین ما به شما مشاوره خواهند داد که ابتدا کجا اتوماسیون را شروع کنید، چه نوع عملیات بدون نظارتی برای شما امکان‌پذیر است و چه زمانی می‌توانید انتظار بازگشت سرمایه خود را داشته باشید.

درخواست ارزیابی رایگان اتوماسیون →