Nhà sản xuất máy lắp ráp tự động theo yêu cầu

Để tăng gấp ba sản lượng bộ phận lái điện, nhà cung cấp phụ tùng ô tô Đức đã không mua thêm robot. Thay vào đó, họ tìm kiếm một giải pháp tự động hóa tùy chỉnh cho toàn bộ quy trình lắp ráp, từ chi tiết kim loại dập đầu tiên đến sản phẩm cuối cùng được kiểm tra và đánh số seri. Họ đã dành 18 tháng để phát triển từ ý tưởng đến khi vận hành, cuối cùng sản xuất được một bộ phận lái cứ sau 12 giây với chưa đến 10 công nhân tại xưởng. Mặc dù chi phí đầu tư rất lớn, nhưng lợi nhuận thu về rất cao. Đối với bất kỳ nhà sản xuất nào gặp phải những thách thức tương tự như: (sản phẩm mới), (thiếu hụt lao động), (vấn đề chất lượng do lắp ráp thủ công), cần hợp tác chiến lược với nhà sản xuất hệ thống tự động hóa tùy chỉnh. Việc xác định đối tác phù hợp với nhu cầu của bạn thông qua hàng trăm nhà tích hợp/nhà sản xuất máy móc trên toàn thế giới là bước đầu tiên và có lẽ là quan trọng nhất trong nỗ lực của bạn.

Máy lắp ráp tự động tùy chỉnh là gì?

Máy lắp ráp tự động tùy chỉnh là một loại máy sản xuất đặc biệt thực hiện một loạt các quy trình (ví dụ: cấp liệu, định vị, ghép nối, cố định, hàn, kiểm tra, dán nhãn và đóng gói) mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người. Không giống như các hệ thống robot tiêu chuẩn có thể được tái sử dụng cho nhiều sản phẩm, máy lắp ráp tùy chỉnh được thiết kế riêng cho một sản phẩm hoặc một dòng sản phẩm. Điều này tương tự như một bộ vest may đo; mỗi trạm, đồ gá và cảm biến trong máy đều được đưa vào cụ thể vì chúng cần thiết cho sản phẩm đang được sản xuất. Máy lắp ráp tùy chỉnh được chế tạo bởi các công ty kỹ thuật chuyên nghiệp cung cấp các giải pháp tích hợp kỹ thuật cơ khí, hệ thống điều khiển, hệ thống khí nén, thiết bị robot, hệ thống quang học và phần mềm thành một giải pháp hoạt động được kiểm chứng. Do đó, sản phẩm cuối cùng được giao không phải là một mặt hàng "trong danh mục" mà là một giải pháp sản xuất trọn gói sẽ sản xuất; đáp ứng thời gian (Takt) cụ thể, đáp ứng các tiêu chí chất lượng và/hoặc chi phí cụ thể. Để tìm hiểu sâu hơn về các công nghệ làm nền tảng cho các hệ thống này, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi về... Tự động hóa là gì? Cung cấp một cái nhìn tổng quan cơ bản.

Các nhà sản xuất máy lắp ráp tự động tùy chỉnh nổi bật

Thị trường toàn cầu bao gồm sự kết hợp giữa các nhà tích hợp tự động hóa đa quốc gia lớn và các nhà sản xuất máy móc độc lập, chuyên biệt. Bảng dưới đây tóm tắt một số tên tuổi nổi tiếng, cùng với một nhà sản xuất tầm trung tiêu biểu.

Đối với các nhà sản xuất trong lĩnh vực thiết bị bảo vệ điện, một đối tác chuyên biệt như... Công ty TNHH Công nghệ Tự động hóa Benlong. Benlong mang đến khả năng kỹ thuật chuyên biệt theo từng lĩnh vực mà một nhà tích hợp đa ngành không thể sánh kịp. Có trụ sở tại Ôn Châu, Trung Quốc — trung tâm sản xuất thiết bị điện hạ thế của thế giới — Benlong đã thiết kế và chế tạo các dây chuyền lắp ráp và thử nghiệm tùy chỉnh cho các thiết bị ngắt mạch thu nhỏ, thiết bị ngắt mạch vỏ đúc, thiết bị ngắt mạch khí, công tắc tơ, SPD và các thiết bị liên quan từ năm 2008. Danh mục sản phẩm của công ty bao gồm các dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động cho MCB, chẳng hạn như... Dây chuyền lắp ráp tự động MCB, tích hợp nhiều trạm thành một quy trình liên tục duy nhất. Để có cái nhìn tổng quan hơn về các loại giải pháp tự động hóa hiện có cho ngành sản xuất điện, hãy xem tổng quan của chúng tôi về các sản phẩm tự động hóa MCB hàng đầu Nội dung này bao gồm đầy đủ các loại thiết bị mà một nhà thầu xây dựng chuyên nghiệp có thể cung cấp.

Vì sao các nhà sản xuất đầu tư vào tự động hóa lắp ráp tùy chỉnh?

Quyết định đưa vào vận hành một dây chuyền lắp ráp tùy chỉnh hiếm khi chỉ tập trung vào việc thay thế một người vận hành. Thay vào đó, nó thường được thúc đẩy bởi nhu cầu giải quyết nhiều vấn đề kết hợp, nhiều vấn đề trong số đó không thể được giải quyết bằng một thiết bị "có sẵn" hiện có. Những lý do phổ biến nhất để đưa vào vận hành thiết bị mới như sau:

• Độ phức tạp của sản phẩm khiến việc lắp ráp thủ công trở nên bất khả thi. Do thiết bị y tế có nhiều bộ phận nhỏ cần được định vị, định hướng và lắp ráp trong phòng sạch, nên thiết bị này là ứng cử viên lý tưởng để tự động hóa các quy trình lắp ráp.
• Các yêu cầu về chất lượng vượt xa sự nhất quán của con người. Việc thiếu vòng đệm O-ring hoặc siết bu lông không đúng lực có thể dẫn đến những tình huống nguy hiểm đến tính mạng trong và xung quanh các thiết bị an toàn ô tô. Quy trình kiểm tra sản phẩm tự động có thể áp dụng cùng một lực mỗi lần, xác minh từng thao tác của cụm lắp ráp và loại bỏ bất kỳ cụm lắp ráp nào bị lỗi.
• Nguồn nhân lực và chi phí lao động. Tự động hóa có thể biến điểm nghẽn trong sản xuất thành lợi thế – trong những trường hợp giá thành cao và/hoặc thiếu lao động lắp ráp lành nghề.
• Nhu cầu về thông lượng. Để hoàn thành hợp đồng mới, sản lượng trung bình mỗi ca cần tăng từ 100 đơn vị lên 500 đơn vị mỗi ca. Một dây chuyền sản xuất tự động hoàn toàn được thiết kế có khả năng sản xuất chính xác số lượng đơn vị cần thiết sẽ giúp đạt được điều này.

Các tiêu chí chính để đánh giá nhà sản xuất máy lắp ráp theo yêu cầu

Khả năng tạo ra một máy lắp ráp tự động tùy chỉnh hoạt động được không phải tất cả các xưởng gia công cơ khí đều có sẵn. Có sự chênh lệch đáng kể giữa khả năng của các nhà sản xuất thông thường so với các nhà tích hợp tự động hóa thực thụ. Do đó, việc lựa chọn đối tác tích hợp tự động hóa có thể dẫn đến một máy móc không đạt được tốc độ sản xuất theo yêu cầu, không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng hoặc một máy tự động hóa hoạt động không như mong muốn. Các tiêu chí sau đây được sử dụng để giúp xác định nhà cung cấp phù hợp và tránh lựa chọn không phù hợp:

• Kinh nghiệm chuyên môn. Nhà thầu đã giao máy móc cho doanh nghiệp của bạn chưa? Ngành công nghiệp ô tô, thiết bị y tế, điện tử và hàng tiêu dùng có các quy định, yêu cầu về vệ sinh và kiểm định khác nhau. Một nhà thầu đã từng thực hiện việc này trước đây sẽ học được cách giao hàng từ kinh nghiệm, do đó sẽ có một quá trình học hỏi nhất định (và phù hợp với ngân sách của bạn).
• Đội ngũ kỹ sư nội bộ giàu kinh nghiệm. Năng lực cốt lõi của công ty nên là thiết kế cơ khí, thiết kế điện, lập trình PLC, tích hợp hệ thống thị giác máy tính và robot. Việc thuê ngoài kỹ thuật điều khiển sẽ khiến nhà thầu gặp bất lợi khi cố gắng khắc phục sự cố trong một chuỗi thao tác phức tạp; họ cũng sẽ đổ lỗi cho người khác về bất kỳ vấn đề nào xảy ra trong quá trình gỡ lỗi.
• Tính nghiêm ngặt trong quản lý dự án. Mỗi dây chuyền sản xuất theo yêu cầu là một dự án độc lập với phạm vi, chi phí và tiến độ được xác định rõ ràng. Khách hàng sẽ được đảm bảo rằng nhà sản xuất có thể chế tạo thiết bị theo đúng thông số kỹ thuật thông qua một quy trình tuyến tính bao gồm kế hoạch quản lý dự án toàn diện, quy trình xem xét thiết kế chính thức, thử nghiệm nghiệm thu tại nhà máy (FAT) và thử nghiệm nghiệm thu tại địa điểm sử dụng (SAT). Nếu hợp đồng dự án không xác định rõ các mốc thời gian này cho nhà sản xuất, bất kỳ sự chậm trễ nào trong dự án sẽ thuộc trách nhiệm của nhà sản xuất, do đó làm tăng rủi ro cho khách hàng.
• Hỗ trợ sau bán hàng và phụ tùng thay thế. Một nguồn cung cấp bổ sung các cảm biến, bộ truyền động và các bộ phận hao mòn thay thế sẽ cần thiết cho một máy móc hoạt động 24 giờ một ngày và 7 ngày một tuần. Với một nhà sản xuất duy trì kho dự trữ các phụ tùng thay thế thiết yếu gần máy móc hoặc có thể giao các phụ tùng đó trong vòng hai mươi bốn (24) giờ, bạn có thể ngăn chặn việc ngừng hoạt động hoàn toàn dây chuyền sản xuất của mình khi chỉ một (1) bộ phận bị hỏng.

Điều gì quyết định giá thành của một máy lắp ráp theo yêu cầu?

Chi phí cho một máy lắp ráp tự động tùy chỉnh có thể rất khác nhau, khiến việc đưa ra một con số chính xác là không thể. Ví dụ, một hệ thống gắp và đặt đơn giản để bàn thường có giá khoảng 150.000 bảng Anh, trong khi một dây chuyền lắp ráp thiết bị y tế hoàn toàn tự động, được kiểm định, trang bị hệ thống kiểm tra hình ảnh tại mỗi trạm làm việc, đặt trong phòng sạch và sử dụng phần mềm truy xuất nguồn gốc toàn diện có thể lên tới hơn 145.000 bảng Anh. Danh sách sau đây bao gồm một số thành phần chính góp phần vào tổng chi phí:

• Số lượng trạm lắp ráp và độ phức tạp của mỗi thao tác. Mỗi trạm đều bổ sung thêm cấu trúc cơ khí, bộ truyền động, cảm biến và bộ điều khiển.
• Năng suất yêu cầu (thời gian chu kỳ). So với dây chuyền lắp ráp sản xuất linh kiện mỗi ba giây, dây chuyền đó cần các bộ truyền động nhanh hơn, hệ thống điều khiển chặt chẽ hơn và thiết kế mạnh mẽ hơn.
• Yêu cầu về thị giác và kiểm tra. Các dây chuyền thủ công không thể cung cấp khả năng xác minh như những gì có thể đạt được với độ phân giải cao hơn của camera, hệ thống chiếu sáng và phần cứng xử lý.
• Tuân thủ quy định. Chi phí tài liệu kỹ thuật và chi phí thử nghiệm phát sinh do tất cả các thủ tục thẩm định của FDA, chứng nhận CE, chứng nhận ATEX và các yêu cầu bắt buộc khác của tổ chức.
• Vận chuyển và cấp liệu. Các loại máng cấp liệu, khay cấp liệu và hệ thống băng tải phải được thiết kế riêng cho từng thành phần cụ thể.

Nếu được quản lý hiệu quả, khoản đầu tư sẽ mang lại lợi nhuận đầu tư (ROI) tốt sau khoảng 18 – 36 tháng nhờ tiết kiệm chi phí nhân công, giảm phế liệu, tăng năng suất và nâng cao chất lượng. Điều quan trọng nhất là hợp tác với một nhà thầu chính có thể đưa ra ước tính chính xác về chi phí xây dựng dựa trên bản đặc tả kỹ thuật được xác định rõ ràng; điều này hữu ích hơn nhiều so với việc làm việc dựa trên một ý tưởng quá chung chung về kết quả sẽ đạt được.

Cách chọn nhà sản xuất phù hợp cho dự án của bạn

Việc lựa chọn nhà sản xuất máy móc lắp ráp tự động theo yêu cầu là một quyết định cần sự chú trọng cẩn thận đến từng chi tiết trong quá trình mua sắm. Áp dụng phương pháp tiếp cận có hệ thống:

1. Hãy xác định rõ ràng các yêu cầu của bạn. Thông số kỹ thuật cụ thể của sản phẩm và các yêu cầu về hiệu suất liên quan là gì? Khi nào nên bắt đầu sản xuất? Chi phí sản xuất là bao nhiêu? Những loại kiểm soát chất lượng nào sẽ được thực hiện? Ngân sách hoạt động sẽ là bao nhiêu? Nếu yêu cầu báo giá (RFQ) nêu rõ những gì cần thiết, khả năng nhà cung cấp sẽ đưa ra đề xuất nghiêm túc sẽ cao hơn.
2. Hãy ghé thăm xưởng sản xuất của nhà thầu. So với những gì bạn có thể tìm thấy trong tờ rơi quảng cáo, một chuyến tham quan nhà máy sẽ cho bạn thấy quy trình lắp ráp máy móc và cho phép bạn trò chuyện trực tiếp với các kỹ sư thay vì chỉ với đội ngũ bán hàng. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng bạn được xem một trong những máy móc đang hoạt động, tương tự như máy của bạn.
3. Kiểm tra thông tin tham khảo. Hãy liên hệ với những khách hàng trước đây để tìm hiểu xem máy móc hoạt động như thế nào; thời gian chu kỳ so với ngày giao hàng thực tế là bao nhiêu và máy có được bảo trì sau bán hàng hay không cũng rất quan trọng.
4. Làm rõ các tiêu chí chấp nhận. Hợp đồng cần nêu rõ các mốc thời gian của cả quá trình FAT (Kiểm tra chấp nhận tại nhà máy) và SAT (Kiểm tra chấp nhận tại xưởng). Các mốc thời gian này bao gồm loại thử nghiệm được thực hiện, tiêu chí để đạt các bài kiểm tra đó và các biện pháp sẽ được thực hiện trong trường hợp máy móc gặp sự cố.
5. Đánh giá tổng chi phí sở hữu. Giá mua ban đầu chỉ là một trong những chi phí liên quan đến việc sở hữu máy móc trong 10-15 năm. Các chi phí khác bao gồm phụ tùng thay thế, đào tạo bảo trì và hỗ trợ liên tục từ nhà sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

Máy lắp ráp tiêu chuẩn và máy lắp ráp theo yêu cầu riêng có gì khác biệt?

Máy lắp ráp tiêu chuẩn là những nền tảng được thiết kế sẵn, cho phép người dùng thích ứng với nhiều sản phẩm khác nhau, thường là trong những giới hạn nhất định. Ví dụ, bàn xoay có các dụng cụ có thể thay thế, cho phép người dùng linh hoạt lắp ráp sản phẩm một cách hiệu quả và chính xác. Máy lắp ráp tùy chỉnh được thiết kế dành riêng cho một ứng dụng cụ thể. Mỗi cơ cấu lắp ráp (trạm) và đồ gá lắp ráp (dụng cụ gắn vào sản phẩm) đều được thiết kế dựa trên hình dạng, vật liệu và phương pháp lắp ráp cụ thể của sản phẩm đó.

Cần bao lâu để xây dựng một dây chuyền lắp ráp tự động theo yêu cầu?

Thời gian thực hiện khác nhau tùy thuộc vào từng dự án dựa trên độ khó của chúng. Một thiết bị trạm đơn có thể có thời gian thực hiện từ 4-6 tháng kể từ khi yêu cầu đến khi giao hàng, trong khi một hệ thống tự động hoàn toàn nhiều trạm với quá trình thử nghiệm/kiểm định rộng rãi có thể kéo dài từ 12-18 tháng (hoặc hơn) tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của khách hàng. Tiến độ dự án nên bao gồm các thành phần sau: Xem xét thiết kế; Mua sắm; Chế tạo; Kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy; Vận chuyển; Lắp đặt; và Kiểm tra nghiệm thu tại công trường.

Liệu máy lắp ráp theo yêu cầu có thể được điều chỉnh để sản xuất sản phẩm mới sau này không?

Ở một mức độ nào đó, đúng vậy. Một máy móc được chế tạo đúng cách sẽ có một số tính linh hoạt trong cách thiết lập cả đồ gá và chương trình. Tuy nhiên, máy này được chế tạo theo yêu cầu riêng. Do đó, nếu bạn có những thay đổi lớn đối với sản phẩm — chẳng hạn như kích thước sản phẩm hoặc các loại linh kiện mới — bạn sẽ cần phải thiết kế lại máy để phù hợp với những thay đổi đó. Bạn nên tham khảo ý kiến nhà sản xuất về việc bổ sung một mức độ linh hoạt nhất định ngay từ giai đoạn thiết kế vì việc thêm các tính năng này trong quá trình chế tạo ban đầu sẽ ít tốn kém hơn so với việc tạo ra chúng sau này như một quá trình nâng cấp.

Những ngành công nghiệp nào sử dụng máy lắp ráp tự động tùy chỉnh?

Tự động hóa tùy chỉnh chiếm ưu thế trong hầu hết các ngành công nghiệp sản xuất hàng hóa vật lý hàng loạt. Các ví dụ điển hình bao gồm sản xuất linh kiện ô tô và động cơ điện, thiết bị y tế và vật tư tiêu hao, điện tử tiêu dùng, thiết bị bảo vệ điện (MCB & MCCB), bao bì dược phẩm và các cụm phụ được sử dụng trong quy trình sản xuất hàng không vũ trụ. Nói cách khác, hầu như bất kỳ sản phẩm nào có trình tự lắp ráp lặp đi lặp lại và/hoặc yêu cầu mức độ nhất quán nhất định về chất lượng/độ bền đều có thể được tự động hóa.

Tài liệu tham khảo

• Công ty TNHH Hệ thống Công cụ Tự động hóa ATS. — Là công ty hàng đầu thế giới về tự động hóa và tích hợp tùy chỉnh cho các ngành khoa học đời sống, dược phẩm và hàng tiêu dùng.
• Tự động hóa Eclipse — Các giải pháp tự động hóa tùy chỉnh cho ngành y tế, hạt nhân và vận tải.
• Công ty Arthur G. Russell. — Hệ thống lắp ráp và kiểm tra tự động tốc độ cao dành cho các sản phẩm y tế dùng một lần và sản phẩm tiêu dùng.
• Tập đoàn FANUC — Robot công nghiệp, hệ thống CNC và các giải pháp tự động hóa nhà máy.
• RōBEX — Tích hợp robot và tự động hóa cho các quy trình đóng gói, lắp ráp và xử lý vật liệu.

Đưa vào vận hành một máy lắp ráp tự động tùy chỉnh Lựa chọn máy móc phù hợp là một quyết định mang tính đầu tư cao, có tác động lâu dài đến hoạt động sản xuất trong suốt một thập kỷ hoặc hơn. Máy móc phù hợp, được chế tạo bởi đối tác phù hợp, sẽ trở thành lợi thế cạnh tranh: nó giúp giảm chi phí, nâng cao chất lượng và cho phép tốc độ sản xuất mà các đối thủ khó có thể sánh kịp. Máy móc không phù hợp sẽ trở thành một phần diện tích nhà xưởng đắt đỏ và lãng phí. Sự khác biệt nằm ở sự chặt chẽ của quy trình lựa chọn — sự rõ ràng của thông số kỹ thuật, chiều sâu kinh nghiệm liên quan của nhà sản xuất và cấu trúc của các mốc dự án chi phối quá trình chế tạo. Benlong Automation là một trong những công ty cung cấp sự chặt chẽ này cho ngành sản xuất điện, chuyển đổi hàng thập kỷ kinh nghiệm chuyên môn thành các dây chuyền lắp ráp sản xuất ra các thiết bị đã được kiểm tra và chứng nhận với tốc độ mà thị trường toàn cầu yêu cầu.