Tự động hoàn toàn so với bán tự động: Lựa chọn chiến lược sản xuất phù hợp

Quyết định về việc có tự động hóa dây chuyền lắp ráp MCB tại nhà sản xuất điện ở Wenzhou đã được đưa ra. Chủ đề thảo luận hiện tại là mức độ tự động hóa dây chuyền lắp ráp. Một dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động sẽ cho phép công ty chỉ sử dụng hai nhân viên mỗi ca trong khi sản xuất một cầu dao được hiệu chuẩn và kiểm tra mỗi vài giây; tuy nhiên, điều này sẽ đòi hỏi một khoản đầu tư vốn đáng kể. Một dây chuyền lắp ráp bán tự động sẽ ít tốn kém hơn; tuy nhiên, nó sẽ giữ lại một số quy trình tải và chuyển thủ công, và sẽ sản xuất ít cầu dao hơn trong mỗi ca do số lượng nhân viên tham gia vào quá trình lắp ráp nhiều hơn. Quyết định về việc sử dụng dây chuyền tự động hay bán tự động có ảnh hưởng lớn đến kinh tế nhà máy trong thập kỷ tới. Việc hiểu rõ các định nghĩa về các thuật ngữ “tự động” và “bán tự động”, lợi thế của cả hai hệ thống, và cách đánh giá lợi tức đầu tư là điều thiết yếu trước khi quyết định chọn hệ thống nào.

Định nghĩa các thuật ngữ: Ranh giới được vạch ra ở đâu

Hoàn toàn tự động Trong sản xuất hoàn toàn tự động, tất cả các nhiệm vụ được thực hiện bởi máy móc (ví dụ: cấp liệu, xử lý, chuyển sản phẩm từ máy này sang máy khác, v.v.) mà không có sự tham gia của con người trong suốt chu trình sản xuất bình thường. Công nhân trên dây chuyền sản xuất liên tục giám sát máy móc, cung cấp các bộ phận tiêu hao cho máy, và xử lý bất kỳ tình trạng báo động nào, tuy nhiên, họ sẽ không chạm vào sản phẩm. Sản xuất bán tự động có tất cả các “quy trình cốt lõi” (hàn, hiệu chuẩn, kiểm tra và in ấn) được thực hiện tự động bởi máy móc nhưng vẫn yêu cầu con người tải các bộ phận lên giá đỡ, chuyển chúng giữa các bước tiến trong công nghệ máy móc, hoặc dỡ sản phẩm cuối cùng. Trong khi một trạm hiệu chuẩn bán tự động có thể tự động hiệu chuẩn một cầu dao sau khi người vận hành tải nó vào giá đỡ, một hệ thống hoàn toàn tự động có robot hoặc băng tải chuyển cầu dao đến trạm hoặc giá đỡ đó mà không cần sự tham gia của người vận hành. Nghiên cứu ngành về McKinsey & Company các chiến lược tự động hóa sản xuất nhấn mạnh rằng các khoản đầu tư tự động hóa thành công nhất thường tiến hành theo từng giai đoạn, tự động hóa các bước quy trình quan trọng nhất trước — ngay cả khi việc xử lý vật liệu vẫn còn thủ công — và thêm tích hợp hoàn chỉnh sau khi khối lượng và sự tin tưởng tăng lên.

So sánh hai phương pháp trong thực tế

Khi nào nên chọn bán tự động: Con đường thực tế

A bán tự động dây chuyền có thể rất có lợi nếu ngân sách vốn hạn chế, các lô sản xuất không đủ lớn để biện minh cho việc có một dây chuyền tích hợp hoàn toàn, hoặc sự pha trộn các sản phẩm được sản xuất thay đổi đủ thường xuyên khiến việc phát triển một hệ thống xử lý tự động hoàn toàn sẽ phải lập trình lại liên tục. Ví dụ, một nhà sản xuất làm nhiều kích thước khung MCCB trên cùng một dây chuyền có thể quyết định tự động hóa các trạm hiệu chuẩn và kiểm tra (cả hai đều là các thao tác quan trọng), nhưng giữ việc tải và dỡ hàng thủ công. Quy trình có thể được vận hành nhất quán ở những nơi quan trọng, và với khối lượng hiện tại, chi phí lao động liên quan đến việc tải và dỡ sản phẩm là chấp nhận được. Cách tiếp cận tự động hóa này khá phổ biến trong ngành sản xuất điện ngày nay và thường được sử dụng như một bước tăng dần hướng tới tự động hóa hoàn toàn. Benlong Automation cung cấp cả dây chuyền bán tự động và tự động hoàn toàn cho sản xuất MCB và MCCB, và nhiều trạm bán tự động — chẳng hạn như bàn hiệu chuẩn nhiệt bán tự động MCB — được thiết kế với giao diện cơ khí và điều khiển cho phép tích hợp vào hệ thống xử lý tự động hoàn toàn sau này, mà không cần thay thế trạm chính.

Khi nào nên chọn tự động hoàn toàn: Cam kết mở rộng quy mô

Khi sản lượng sản xuất ở mức cao, thiết kế sản phẩm không thay đổi, và chất lượng sản phẩm không được phép bị ảnh hưởng bởi bất kỳ biến số nào từ người vận hành thông qua việc sử dụng dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động, thì đó sẽ là loại dây chuyền sản xuất mà nhà máy sẽ chọn để sản xuất hàng triệu bộ ngắt mạch mỗi năm cho thị trường xuất khẩu, nơi một sản phẩm lỗi có thể dẫn đến kiểm toán. Các bộ ngắt mạch sẽ được đưa vào dây chuyền từ phễu, được hiệu chuẩn, kiểm tra, in ấn và phân loại mà không cần sự can thiệp của con người. Sản lượng từ quy trình này sẽ đồng nhất, thời gian chu trình sẽ được dự đoán trước (nhờ sử dụng tự động hóa), và dữ liệu sẽ cung cấp lịch sử truy xuất hoàn chỉnh của các bộ phận được sản xuất. Benlong’s Dây chuyền lắp ráp tự động MCB là một ví dụ về cấu hình này: một hệ thống tích hợp nhận các thành phần ở một đầu và giao các bộ ngắt đã được kiểm tra, chứng nhận ở đầu kia. Để hiểu về trình tự lắp ráp và kiểm tra mà một dây chuyền như vậy thực hiện, hướng dẫn của chúng tôi về Dây chuyền kiểm tra tự động MCB là gì? giải thích chi tiết từng trạm.

Bốn loại tự động hóa và vị trí của tự động hóa bán phần và toàn phần

Bằng cách sử dụng một hệ thống phân loại cơ bản cho hoàn thiện công nghiệp, một hệ thống không tự động, bán tự động hoặc tự động hoàn toàn có thể được phân loại chung liên quan đến các hệ thống khác về cách chúng được phân loại liên quan đến tự động hóa.

• Tự động hóa cố định (cứng): Một hệ thống sản xuất tự động đã được thiết lập để sản xuất một loại hoặc thiết kế sản phẩm duy nhất (MCB), và trong khi nhà sản xuất có khả năng lớn để sản xuất loại sản phẩm này, khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau của họ bị hạn chế (không linh hoạt).
• Tự động hóa lập trình: Tự động hóa lập trình là thiết bị cho phép tạo ra nhiều loại hàng hóa hoàn chỉnh khác nhau một cách tự động thông qua việc thay đổi công thức quy trình sản xuất. Một ví dụ điển hình về việc sử dụng tự động hóa lập trình là bàn hiệu chuẩn bán tự động (kết hợp với các thiết bị khác) có thể được lập trình lại bằng công thức mới để chuyển đổi định mức cầu dao cho mạch điện.
• Tự động hóa linh hoạt (mềm): Thay đổi vị trí và bộ máy để cho phép sản xuất các sản phẩm khác nhau mà không cần cùng một thiết lập và cấu hình, (điều này là vấn đề lớn hơn khi gia công so với lắp ráp). Khái niệm này áp dụng trong sản xuất các sản phẩm điện khi một dây chuyền sản xuất cụ thể được sử dụng để sản xuất các loại cầu dao khác nhau.
• Tự động hóa tích hợp: Tất cả các trạm trong hệ thống tích hợp này (tự động hoàn toàn) đều liên lạc với nhau. Vị trí này được gọi là dây chuyền tự động với MES tập trung; tại đây, hệ thống bán tự động và tự động hoàn toàn gặp nhau tại điểm mà chúng đã chuyển sang tự động hóa việc xử lý sản phẩm thô và thành phẩm, và cùng nhau cung cấp dữ liệu tại kho dữ liệu trung tâm.

Các nhà sản xuất hàng đầu của hệ thống sản xuất tự động

Thị trường quốc tế có nhiều nền tảng nhóm lớn, cũng như các chuyên gia nhỏ hơn, tập trung hơn. Nhiều tổ chức nổi tiếng tham gia vào tự động hóa sản xuất bằng cách trở thành một phần của dự án tổng thể. Tuy nhiên, khi bạn nghĩ về thị trường toàn cầu, ngoài các tổ chức đa quốc gia lớn hơn, có nhiều công ty thường được nhắc đến liên quan đến các dự án công nghiệp (thông thường).

• Tự động hóa ATS (Canada): Là nhà cung cấp giải pháp tự động hóa toàn cầu, chúng tôi đã trở thành một trong những nhà cung cấp hàng đầu thế giới trong nhiều loại ngành công nghiệp khác nhau. Sự nhấn mạnh của chúng tôi vào việc cung cấp sản phẩm chất lượng và hỗ trợ khách hàng được thể hiện qua khả năng làm việc với danh sách khách hàng quốc tế rộng lớn.
• Rockwell Automation (Hoa Kỳ): Hệ thống sản xuất tự động bao gồm tất cả các loại giải pháp sản xuất (Một phần, Toàn phần) sẽ bao gồm các yếu tố cốt lõi của tự động hóa và điều khiển (Bộ điều khiển logic lập trình -PLC-, Hệ thống tích hợp (Drive) và Kiến trúc điều khiển tích hợp lập trình) cần thiết để thực hiện các quy trình tự động hóa công nghiệp và sản xuất tự động.
• FANUC (Nhật Bản): FANUC là nhà sản xuất robot lớn nhất thế giới và cung cấp tất cả các thiết bị xử lý robot cần thiết cho nhiều quy trình lắp ráp tự động.

• Công ty tự động hóa Benlong (Trung Quốc): Một nhà sản xuất chuyên về các dây chuyền lắp ráp và kiểm tra tự động và bán tự động cho ngành công nghiệp điện áp thấp. Thiết bị của Benlong bao phủ toàn bộ phạm vi từ các bàn hiệu chuẩn bán tự động độc lập đến tích hợp hoàn toàn Dây chuyền sản xuất tự động MCCB, với thế mạnh cụ thể trong hiệu chuẩn, kiểm tra và quản lý dữ liệu mà chứng nhận điện yêu cầu. Đối với người mua trong ngành điện, Benlong cung cấp kỹ thuật chuyên ngành mà một nhà tích hợp tổng quát sẽ cần học hỏi với ngân sách của người mua.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa tự động hoàn toàn và bán tự động là gì?

Tự động hóa hoàn toàn các hoạt động hỗ trợ việc cấp liệu, sản xuất, vận chuyển, kiểm tra và phân loại hàng hóa sản xuất mà không cần sự can thiệp của con người. Đối với hệ thống bán tự động, các hoạt động cơ bản được tự động hóa, nhưng cần có người vận hành để tải, dỡ và vận chuyển các bộ phận. Sự khác biệt chính giữa hai hệ thống là các bộ phận xử lý thuộc một loại, trong khi chất lượng của quá trình xử lý cốt lõi thuộc loại khác.

Tự động hóa có 4 loại?

Bốn loại tự động hóa bao gồm tự động hóa cố định (hoặc cứng) được sử dụng cho sản xuất số lượng lớn một sản phẩm duy nhất; hệ thống lập trình tự động dùng cho sản xuất theo lô; và tự động hóa linh hoạt (hoặc mềm) được sử dụng trong sản xuất các dòng sản phẩm hỗn hợp. Cuối cùng, cả bốn hình thức tự động hóa đều được kết nối thông qua việc sử dụng các hệ thống/công nghệ máy tính tích hợp.

Bán tự động có nghĩa là gì?

Bán tự động hiệu chuẩn, kiểm tra, hàn và in ấn là các bước quan trọng được thực hiện tự động bởi máy móc nhưng việc tải/dỡ do người vận hành thực hiện giữa mỗi chu trình không yêu cầu người vận hành tham gia kiểm soát hoạt động sản xuất thực tế – điều này được thực hiện bằng thiết bị sử dụng để sản xuất các bộ phận.

Sự khác biệt giữa bán tự động và tự động là gì?

Với thiết bị bán tự động, người vận hành nhấn nút để bắt đầu một chu trình hoạt động; tuy nhiên, với hệ thống tự động hoàn toàn, không cần đầu vào của người vận hành để thiết lập quy trình. Các bộ phận di chuyển qua hệ thống tự động bằng băng tải hoặc các phương pháp tương tự, và toàn bộ quá trình, từ cấp liệu đến phân loại, diễn ra tự động và không có sự thao tác hoặc tham gia thủ công.

Thời gian hoàn vốn điển hình cho tự động hóa là bao lâu?

Phần lớn các khoản đầu tư vào tự động hóa sẽ hoàn vốn trong khoảng thời gian từ 18 đến 36 tháng dựa trên tiết kiệm lao động, cải thiện hiệu quả xử lý, giảm lãng phí hoặc phế phẩm, và tránh chi phí bảo hành. Ngoài ra, các trạm làm việc bán tự động thường có thời gian hoàn vốn ngắn hơn nhiều so với các trạm làm việc tự động hoàn toàn do chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn.

Có thể nâng cấp dây chuyền bán tự động lên tự động hoàn toàn sau này không?

Chắc chắn, các trạm làm việc bán tự động có thể được thiết kế với cả giao diện cơ khí và điều khiển cho việc xử lý tự động. Benlong đã xây dựng các băng thử hiệu chuẩn và kiểm tra bán tự động của họ với các nâng cấp để cũng có thể đáp ứng loại tự động hóa này nhằm giúp nhà sản xuất có thể chọn tự động hóa việc xử lý chỉ khi khối lượng sản xuất và ngân sách cho phép — do đó cho phép họ giữ nguyên lõi hiện tại của các trạm hiện có.

Tài liệu tham khảo

• McKinsey & Company — Chiến lược Tự động hóa Sản xuất — Nghiên cứu về kinh tế của tự động hóa và phương pháp tiếp cận theo giai đoạn đối với đầu tư sản xuất.
• Rockwell Automation — Hệ thống Tự động hóa và Điều khiển Công nghiệp — Sản phẩm và hướng dẫn cho cả sản xuất bán tự động và tự động hoàn toàn.
• FANUC Corporation — Robot Công nghiệp và Tự động hóa — Giải pháp xử lý robot cho các cell sản xuất tự động và bán tự động.
• Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) — Tài nguyên giáo dục và tiêu chuẩn cho các chuyên gia tự động hóa.

Lựa chọn giữa tự động Và bán tự động sản xuất không phải là một cuộc thi với một người chiến thắng duy nhất. Các dây chuyền bán tự động là lựa chọn thực tế, theo giai đoạn và có ý thức về ngân sách cho nhà sản xuất cần tự động hóa các bước quan trọng về chất lượng ngay bây giờ và tích hợp việc xử lý sau này. Các dây chuyền tự động hoàn toàn là cam kết về khối lượng, sự nhất quán và dữ liệu mà thị trường có khối lượng lớn và yêu cầu chứng nhận cao đòi hỏi. Hầu hết các nhà sản xuất thiết bị điện bắt đầu với hiệu chuẩn và kiểm tra bán tự động — các bước ảnh hưởng trực tiếp đến chứng nhận sản phẩm — và thêm việc xử lý tự động khi khối lượng tăng lên. Benlong Automation xây dựng cả hai loại, với cùng sự nghiêm ngặt về kỹ thuật và cùng sự hiểu biết về quy trình chứng nhận điện, vì giải pháp đúng là giải pháp phù hợp với thực tế kinh doanh hiện tại và có thể phát triển cùng nó trong tương lai.