Solusi Perakitan Semi-Otomatis

Ketika sebuah perusahaan manufaktur modul kontrol elektronik perlu meningkatkan produksi dari 5.000 unit per bulan menjadi 20.000 unit per bulan, tim teknik mereka dihadapkan pada dilema. Jalur perakitan yang sepenuhnya otomatis akan terlalu mahal dan juga terlalu kaku, karena perubahan produk setiap enam bulan. Di sisi lain, jalur perakitan yang sepenuhnya manual tidak akan memberikan kualitas penyolderan yang konsisten maupun memenuhi persyaratan pelanggan untuk pengujian fungsional 100%. Perusahaan memilih alternatif ketiga: sebuah perakitan semi-otomatis Di dalam sel ini, operator memuat PCB ke dalam perlengkapan perakitan, yang kemudian digunakan oleh mesin untuk melakukan penyolderan presisi. Setelah penyolderan, dilakukan inspeksi optik otomatis pada sambungan solder. Operator kemudian melepaskan papan dari perlengkapan perakitan dan meletakkannya di atas rak. Sel perakitan semi-otomatis ini jauh lebih murah daripada lini otomatis sepenuhnya, memenuhi kapasitas produksi yang dibutuhkan, dan dapat diprogram ulang untuk menghasilkan produk berikutnya dalam waktu satu jam. Solusi pragmatis ini, yang tidak sepenuhnya manual maupun sepenuhnya otomatis, adalah jawaban yang tepat untuk ribuan produsen. Solusi ini mengotomatiskan langkah-langkah manufaktur yang secara inheren membutuhkan presisi dan pengulangan, sementara penanganan manual yang fleksibel dan murah tetap dipertahankan untuk langkah-langkah yang terlalu bervariasi untuk diotomatiskan.

Apa Itu Proses Perakitan Semi-Otomatis?

Dalam sistem produksi ini, beberapa peralatan melakukan sebagian besar pekerjaan dan dioperasikan oleh orang-orang yang memuat dan membongkar mesin atau memindahkan komponen dari satu proses ke proses lain. Sebuah mesin melakukan operasi (misalnya, pengelasan), dan di akhir siklus, mencatat hasilnya. Operator memuat komponen ke mesin dan memulai siklus mesin menggunakan kontrol anti-pengikat dua tangan atau pedal kaki. Tidak seperti lini yang sepenuhnya otomatis, komponen dipindahkan antar proses menggunakan tangan manusia selain mesin. Tidak seperti proses manual, siklus mesin diulang tanpa bantuan manusia; oleh karena itu, semua variasi dihilangkan dari pelaksanaan operasi dan akurasi proses dijamin di mana pengulangan sangat penting.

Untuk pemahaman yang lebih mendalam tentang spektrum lengkap otomatisasi manufaktur, berikut adalah ikhtisar kami tentang... apa itu otomatisasi memberikan konteks yang lebih luas di mana sistem semi-otomatis berada.

Bagaimana Solusi Semi-Otomatis Meningkatkan Kinerja Manufaktur

Terdapat banyak manfaat terukur yang mendukung pembenaran investasi pada fasilitas manufaktur semi-otomatis. Banyak manfaat yang dicapai oleh fasilitas manufaktur semi-otomatis dapat menghasilkan pengembalian investasi yang cukup dalam 12 hingga 24 bulan pertama. Dalam sebuah studi baru-baru ini yang dilakukan oleh McKinsey & Company, ditunjukkan bahwa investasi pada 20% dari tahapan, yang merupakan 80% dari variasi kualitas, menghasilkan sebagian besar manfaat yang diperoleh dari fasilitas manufaktur yang sepenuhnya otomatis, dan biasanya hanya membutuhkan sebagian kecil (yaitu, kurang dari 1/10) dari biaya yang terkait dengan fasilitas manufaktur yang sepenuhnya otomatis.

• Pengulangan proses. Obeng semi-otomatis dapat mengencangkan setiap sekrup dengan torsi yang diinginkan serta mendokumentasikan jumlah torsi yang benar. Operator manual menggunakan ingatan otot mereka (perasaan tentang seberapa kencang) untuk mengencangkan, sehingga tidak akan pernah ada catatan tentang kejadian tersebut. Dalam perakitan yang berkaitan dengan keselamatan (pemutus sirkuit atau konektor kantung udara otomotif), ada atau tidaknya catatan berarti ada perbedaan signifikan antara dapat mengirimkan produk dan tidak dapat mensertifikasinya.
• Kualitas yang konsisten. Kepala pengelasan resistansi semi-otomatis menerapkan profil pengelasan yang konsisten di seluruh kontak. Bangku uji semi-otomatis melakukan serangkaian pengujian listrik yang konsisten pada semua unit yang diujinya. Mesin terus melakukan fungsi yang sama untuk jangka waktu berapa pun dan tidak memerlukan istirahat, tidak terganggu oleh gangguan dari sumber luar, dan tidak mengharuskan operator mesin untuk segera menjalani pelatihan ulang saat pergantian shift.
• Kapasitas produksi dengan biaya tenaga kerja yang terkontrol. Karena waktu siklus untuk sel semi-otomatis dikendalikan oleh mesin dan bukan oleh operator, sel semi-otomatis akan menghasilkan jumlah produk per jam yang lebih tinggi daripada sel manual. Seorang operator dapat menangani sel kedua sementara sel pertama sedang menjalankan siklusnya, sehingga meningkatkan produktivitas.
• Fleksibilitas untuk varian produk. Karena sifat pergantian peralatan yang cepat, sel semi-otomatis menguntungkan baik bagi produsen kontrak maupun perusahaan yang memproduksi berbagai lini produk. Fleksibilitas sel semi-otomatis memungkinkan perubahan alur kerja melalui penggunaan pemilihan resep dan penggantian perlengkapan, biasanya hanya dalam beberapa menit. Secara keseluruhan, ini memberikan solusi hemat biaya bagi perusahaan yang membutuhkan metode efisien untuk memproduksi berbagai jenis produk.

Di mana Perakitan Semi-Otomatis Memberikan Dampak Terbesar

Pendekatan perakitan semi-otomatis dapat bermanfaat terlepas dari organisasi mana yang menggunakannya karena mereka memiliki persyaratan kualitas dan kapasitas produksi yang berbeda di berbagai industri.

Perangkat Pelindung Listrik (MCB, MCCB, Kontaktor)

Dalam pembuatan pemutus sirkuit miniatur dan pemutus sirkuit tipe molded-case, langkah kalibrasi dan pengujian secara hukum dan fungsional merupakan yang paling penting. Pemutus sirkuit yang tidak trip dalam kurva waktu-arus yang dipublikasikan merupakan bahaya keselamatan. Mesin kalibrasi dan pengujian semi-otomatis — seperti yang dibangun oleh Benlong Automation — memungkinkan operator untuk memuat pemutus sirkuit, setelah itu mesin menerapkan arus beban berlebih atau arus hubung singkat, mengukur waktu trip, menyesuaikan sekrup kalibrasi, dan kemudian meloloskan atau menolak unit tersebut. Operator menangani komponen; mesin menangani pengukuran. Ini memastikan bahwa setiap pemutus sirkuit memenuhi standar sertifikasinya tanpa memerlukan jalur produksi yang sepenuhnya otomatis. Benlong bangku kalibrasi termal semi-otomatis Dan bangku uji trip magnetik adalah contoh dari pendekatan ini. Untuk perakitan mekanisme pemutus itu sendiri, sebuah mesin perakitan semi-otomatis Mesin ini dapat mengotomatiskan penyambungan, pengikatan paku keling, atau pengencangan sekrup komponen internal, dengan operator memuat rumah, kontak, dan kumparan ke dalam perlengkapan dan mesin menyelesaikan pekerjaan mekanis yang presisi.

Komponen Otomotif dan Kendaraan Listrik

Sel semi-otomatis biasanya digunakan untuk pembuatan sub-rakitan, seperti klip kabel, rumah sensor, dan rakitan konektor. Mesin las ultrasonik semi-otomatis, atau sel dispensing yang dipandu visi, akan memberikan jenis kontrol proses yang diperlukan untuk mematuhi PPAP (Production Part Approval Process) otomotif sambil tetap memiliki biaya tenaga kerja yang cukup rendah dibandingkan dengan pemuatan manual sehingga memungkinkan penerapan di berbagai lini produk. FANUC memproduksi robot dan cobot yang seringkali menjadi komponen otomatis dari sel-sel ini, dan melakukan penanganan alat sementara operator memegang komponen.

Perangkat Medis dan Diagnostik

Saat merakit perangkat medis, umumnya Anda perlu memvalidasi proses dan membuat catatan untuk setiap perangkat yang diproduksi dalam proses perakitan tersebut. Stasiun pengikatan jarum suntik semi-otomatis (atau proses pengeluaran reagen) dapat mencatat semua detail setiap parameter proses yang dijalankan selama pemuatan/pembongkaran komponen terhadap nomor seri perangkat. Ini akan memberi Anda persyaratan validasi yang dibutuhkan oleh badan pengatur, tanpa investasi modal yang diperlukan untuk lini aseptik otomatis sepenuhnya.

Elektronik Konsumen

Karena siklus hidup produk yang pendek dan campuran produk yang tinggi dalam elektronik konsumen, otomatisasi penuh perakitan produk sulit dilakukan. Dalam manufaktur kontrak elektronik, terdapat banyak proses semi-otomatis termasuk pemasangan sekrup, pemberian perekat, dan pengujian fungsional. Operator memasukkan papan sirkuit tercetak (PCB) ke dalam perlengkapan, mesin secara otomatis memberikan perekat, mengencangkan, dan/atau menguji PCB, dan operator kemudian mengeluarkan PCB yang telah selesai dari perlengkapan. Ketika produk yang ada berubah, peralatan produksi untuk produk tersebut seringkali dapat diubah untuk menghasilkan produk baru dalam beberapa minggu.

Berapa Biaya Solusi Perakitan Semi-Otomatis?

Investasi untuk sebuah perakitan semi-otomatis Stasiun tersebut bergantung pada proses, akurasi yang dibutuhkan, dan tingkat pengujian yang terintegrasi. Tabel di bawah ini memberikan rentang indikatif untuk sel siap pakai, termasuk mesin, peralatan, kontrol, dan pemrograman.

Kisaran harga ini mencakup mesin siap pakai; peralatan untuk varian produk tertentu, pelatihan operator, dan pengiriman merupakan biaya tambahan. Pengembalian investasi biasanya dicapai melalui kombinasi pengurangan tenaga kerja, pengurangan limbah, dan peningkatan kapasitas produksi. Sebuah unit produksi yang menggantikan dua operator per shift selama dua shift, atau yang menghilangkan pola pengembalian garansi yang mahal, dapat mengembalikan investasinya dalam waktu kurang dari delapan belas bulan.

Memilih Integrator yang Tepat untuk Solusi Semi-Otomatis

Saat memilih mitra untuk mendesain/membangun sel perakitan semi-otomatis, penting untuk mengevaluasi hal-hal selain hanya biaya. Integrator perlu memahami proses manufaktur yang digunakan, toleransi apa yang dibutuhkan, dan jenis data apa yang perlu dikumpulkan.

• Pengalaman di bidang tertentu sangat penting. Perusahaan yang memproduksi otomatisasi tujuan umum kemungkinan akan mengalami kesulitan dalam mengkalibrasi unit pemutus termal atau mengelas kontak perak. Sebaliknya, dengan merancang ratusan stasiun untuk industri listrik tegangan rendah, Benlong Automation telah menghadapi dan memecahkan jenis masalah spesifik ini sebelumnya.
• Arsitektur kontrol dan data. Perangkat ini akan dirancang menggunakan pengontrol logika terprogram (PLC) industri, misalnya tipe Rockwell Automation atau Siemens, yang akan berkomunikasi dengan Sistem Eksekusi Manufaktur (MES) pabrik. Data setiap siklus akan disimpan dalam basis data dan dipertahankan terlepas dari keadaan mesin (mati daya atau lainnya).
• Dukungan dan suku cadang. Sel semi-otomatis dianggap sebagai investasi modal yang akan memiliki masa pakai 10 tahun atau lebih. Suku cadang penting harus tersedia di integrator dan dukungan jarak jauh/di lokasi yang memadai harus diberikan dalam waktu respons yang ditentukan.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa itu proses semi-otomatis?

Semi-otomatisasi adalah gaya produksi barang di mana semua operasi utama – seperti pengelasan, pengeluaran, pemeriksaan, dan pengencangan – dapat dilakukan secara otomatis oleh mesin industri, kecuali pemuatan komponen, memulai proses, dan pembongkaran barang jadi. Oleh karena itu, proses inti diotomatisasi, tetapi pemuatan/pembongkaran komponen tetap menjadi tugas manual yang memberikan fleksibilitas lebih dalam penanganan komponen.

Apa itu sistem semi-otomatis?

Sistem semi-otomatis adalah operasi manufaktur otomatis (melalui PLC, sensor, dll.) yang melibatkan penggunaan operator untuk memuat/membongkar komponen pada setiap siklus manufaktur. Mesin/sel tersebut akan terdiri dari komponen dan alat otomatisasi lainnya yang secara unik sesuai dengan komponen jadi yang diproduksi di mesin/sel tersebut.

Apa perbedaan antara otomatis dan semi-otomatis?

Sistem yang sepenuhnya otomatis mengoperasikan semua pemindahan dan pemrosesan material tanpa intervensi manual, sedangkan sistem yang sebagian otomatis hanya akan mengotomatiskan proses tetapi membutuhkan operator untuk mempersiapkan dan menangani bagian tersebut baik sebelum maupun sesudah setiap siklus. Perbedaan antara kedua jenis sistem tersebut terletak pada metode penanganan material dan bukan pada kualitas prosesnya.

Apa saja berbagai jenis sistem perakitan otomatis?

Terdapat beberapa jenis sistem perakitan otomatis, mulai dari lini produksi terintegrasi penuh tanpa pengawasan hingga sel semi-otomatis yang dapat dioperasikan oleh operator dan area kerja atau proses lain di mana komponen harus dirakit secara teratur. Sistem ini juga dapat diklasifikasikan menjadi empat kategori utama: otomatisasi tetap (keras) untuk menghasilkan satu jenis produk bervolume tinggi; otomatisasi terprogram untuk berbagai produk batch; otomatisasi fleksibel untuk memproduksi berbagai jenis produk; dan sel semi-otomatis yang mengotomatiskan langkah proses perakitan tetapi tetap mempertahankan penanganan komponen secara manual.

Referensi

• McKinsey & Company — Manufaktur Digital dan Industri 4.0 — Penelitian tentang dampak produktivitas dan kualitas dari otomatisasi yang ditargetkan.
• Rockwell Automation — Solusi Kontrol dan Otomasi Industri — Platform PLC, HMI, dan MES untuk manufaktur semi-otomatis dan otomatis.
• FANUC Corporation — Cobot dan Robot Industri — Solusi robotik yang sering diintegrasikan ke dalam sel perakitan semi-otomatis.
• Dunia Otomasi — Studi Kasus Perakitan Semi-Otomatis — Publikasi perdagangan yang membahas implementasi semi-otomatisasi yang sukses di berbagai industri.

A solusi perakitan semi-otomatis Ini bukanlah kompromi antara manual dan otomatis; ini adalah strategi yang disengaja yang menempatkan ketelitian dan pencatatan data otomatisasi di tempat yang paling penting — pada langkah-langkah proses yang menentukan kualitas — sambil mempertahankan elemen penanganan yang paling mudah beradaptasi dan paling murah: operator terlatih. Bagi produsen pemutus sirkuit, kontaktor, komponen otomotif, perangkat medis, dan ratusan produk lainnya, sel semi-otomatis memberikan hasil yang tersertifikasi dan dapat diulang yang dibutuhkan oleh rantai pasokan modern, dengan biaya dan fleksibilitas yang tidak dapat ditandingi oleh lini otomatis sepenuhnya. Benlong Automation membangun sel-sel tersebut untuk industri kelistrikan, mengubah kalibrasi, pengujian, dan perakitan perangkat pelindung dari operasi manual yang bervariasi menjadi proses semi-otomatis yang terkontrol, terdokumentasi, dan dapat diulang.