 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
MANAGEMENT
Termenul Management a fost definit de catre Mary Follet prin expresia "arta de a infaptui ceva impreuna cu alti oameni". Diferite informatii care te vor ajuta din domeniul managerial: Managementul Performantei, Functii ale managementului, in cariera, financiar. |
| StiuCum
Home » management
» managementul tehnologic
» Sisteme flexibile de fabricatie. sisteme flexibile de montaj
|
|
Utilizarea robotilor in sistemele flexibile de montaj |
|
| Robotii industriali si automatizarea montajului Definitii ale robotilor. Conceptia americana Din tot evantaiul de definitii ale diferitelor tehnologii avansate, conform teoriei lui US Census Bureau, consideram ca cele referitoare la roboti trebuie neaparat prezentate, fiind in corelatie cu subiectul tezei. in acceptiunea americana exista doua mari categorii de roboti: a) robotii de tip "apuca si pune" care sunt roboti simpli, avand 1-3 grade de libertate, care transfera piese de la un loc la altul. b) categoria "ceilalti roboti", care sunt definiti ca fiind "un manipulator reprogramabil si multifunctional, proiectat sa deplaseze materiale, James Woudhuysen, consultant in tehnologia informatiei (T\) la Henley Management Centre for Forecasting, Marea Britanie, arata ca, "desi in trecut TI si realizarile ei au generat mari sperante, totusi, la inceputul mileniului trei, oamenii se vor afia intr-un raport de 6000 la 1 fata de robotii industriali." (Barker, 1995) Robotii de montaj sau montajul robotizat Rush si Bessant (1992) arata ca robotii sunt utilizati cu prioritate in industria automobilelor, apoi in industria electrica si electronica, in industria mecanica si cea metalurgica. Exista diferente importante intre tari, referitoare la utilizarea robotilor in ansamblu, dar si in anumite industrii, ceea ce arata ca factorii nationali, specifici, precum si natura industriei influenteaza robotizarea. Firmele japoneze folosesc mai mult de un sfert din totalul robotilor in procesele de montaj si mai mult de jumatate in operatiuni de manipulare. Pentru celelalte tari, majoritatea zdrobitoare a robotilor este utilizata in procese tehnologice de sudura prin puncte, vopsire, injectare, turnare. Japonezii au dezvoltat roboti simpli, in doua sau trei axe de miscare, mai ieftini, extrem de precisi si fiabili, pentru a fi asigurata o calitate superioara si constanta a produselor, si mai putin cu scopul de a inlocui oamenii. Rezultatele unei cercetari (Koshiba s. a., 1993) referitoare la sistemele de montaj automatizate si la problemele de tehnologie industriala, efectuate in 580 de firme japoneze, arata ca sistemele automatizate de montaj aau drept scop automatizarea operatiilor tehnologice de montaj^ fiind centrate pe folosirea robotilor de montaj cu echipamentele periferice aferente. imbunatatirea calitatii reprezenta cea mai importanta problematica pentru departamentul de inginerie tehnologica din firme. Obiectivul cel mai important al introducerii sistemelor automatizate de montaj era reducerea costurilor de fabricatie, urmat de scaderea costurilor cu forta de munca prin reducerea numarului de operatori direct productivi si a volumului de ore de munca directa. Tehnologii japonezi considera ca automatizarea prin intermediul robotilor de montaj este cea mai promitatoare cale de imbunatatire a calitatii produselor montate.In concluzie, firmele japoneze urmaresc, in automatizarea proceselor de montaj, cresterea calitatii produselor si reducerea costurilor de fabricatie. Parerea noastra este ca robotii de montaj sunt arma pe care japonezii o folosesc pentru a face fata concurentei tarilor sud-est asiatice, a caror forta de munca este ieftina ativ cu cea japoneza. Solutia folosirii robotilor este combinata cu cresterea pregatirii si calificarii fortei de munca, in paralel cu orientarea acesteia catre activitati creatoare de valoare adaugata mai mare. Recenta vizita (martie 1997) efectuata la uzina de montaj televizoare color a firmei japoneze Sony Corporation, filiala Spania, situata langa Barcelona, a demonstrat corectitudinea concluziilor anterioare inclusiv in cazul firmei Sony. Cele mai avansate tehnologii sunt pastrate in uzinele japoneze, subansamblele respecti fiind livrate in intreaga lume. in uzina din Barcelona se aplica sistemul de productie econom, cu unele adaptari minore la specificul spaniol. Pentru montajul unor subansamble de mare precizie si finete sunt folositi roboti. Sistemul de fabricatie de montaj este de tip sistem mixt, om-masina, cu banda de montaj pentru montajul final, dotata cu numeroase dispoziti automatizate, mecanizate si computerizate. Fluxul de fabricatie este echilibrat, iar metoda "exact-la-timp" se aplica doar pentru un numar redus de repere, fabricate de furnizori aflati pe o raza de 50-60 km de amplasamentul uzinei. Livrarea reperelor si subansamblelor se face de doua ori pe zi. Produsele finite sunt expediate "exact-la-timp" catre beneficiari. Firmele europene au dezvoltat roboti mai complicati, cu trei pana la cinci axe de miscare, mai costisitori, mai putin fiabili. Scopul lor a fost acela de a folosi roboti in procesele care contin un volum mare de munca manuala, scop care solicita roboti dispunand de o dexteritate manuala inalta, precum si de viteze mari. Robotii industriali si automatizarea montajului Zald (1994) foloseste definitia data de The Robotics Industry Association, din Ann Arbor, Michigan, USA. Un robot industrial este definit ca fiind "un manipulator reprogramabil, multifunctional, proiectat sa deplaseze materiale, repere, scule sau alte echipamente specializate, prin efectuarea de miscari programate variabil, in derea executarii une largi game de sarcini". "Miscari programate variabil" si "gama variata de sarcini, operatii", din continutul definitiei, sunt sintagme ce indica faptul ca tehnologia robotilor poate fi utilizata in mod flexibil. Aceasta inseamna ca procesul de fabricatie poate sa faca fata usor si cu costuri moderate schimbarilor de forma si dimensiuni ale produsului sau schimbarilor de metoda si de operatii de montaj. Tidd (1993) identifica robotii industriali (Rl) ca fiind principalul factor al realizarii flexibilitatii in automatizarea proceselor de montaj. Rezultatele cercetarii, prezentate in sectiune, indica faptul ca japonezii au procedat, in acest scop, astfel: intai au identificat sarcinile, operatiile pe care au dorit sa le automatizeze; apoi au trecut la proiectarea echipamentelor robotice potrivite pentru respectile operatii, sarcini. Ei au selectat doar operatii simple de montaj, in derea automatizarii. Totusi acestea reprezentau o pondere de 80% din totalul operatiilor de montaj. Rezultatul fazei a doua au fost echipamente robotice relativ simple, cu costuri mici si care puteau fi utilizate intr-o mare varietate de industrii, precum si in medii de fabricatie de serie mare. Tidd furnizeaza explicatii si vizavi de faptul ca echipamentele robotizate de montaj sunt relativ putin raspandite in Marea Britanie, la inceputul anilor '90, precum si la impactul utilizarii in montaj a robotilor industriali asupra flexibilitatii. Explicatia sumara consta in aceea ca firmele din Marea Britanie au fost nevoite sa adopte si sa utilizeze tehnologie robotizata in montaj pentru a putea depasi deficientele organizationale referitoare la: - calificarea redusa a operatorilor, datorata deficitului de pregatire si de cursuri de calificare; - proiectarea deficitara a produselor din punct de dere constructiv-functional; - calitatea slaba a subansamblelor componente. - organizarea rigida a muncii, in conformitate cu modelul mecanicist de structura organizatorica; - relatiile conflictuale dintre patronat si sindicate. Aceiasi factori s-au manifestat si in economia japoneza. Ei au fost contracarati prin dirse actiuni, ceea ce Ie-a permis japonezilor sa aiba nevoie si sa utilizeze in procesele de montaj roboti mai putin sofisticati. Cu toate acestea, firmele japoneze recunosc ca aceste echipamente robotizate simple necesita inca supraghere umana, care sa ofere certitudinea ca entualele blocaje vor fi eliminate rapid. Este vorba de asa-numitul "sindrom chinez", descris de managerul cu fabricatia al firmei Calsonic, participant la cercetarea efectuata de mine in Marea Britanie. Caracteristici ale robotilor de montaj Consideram ca, in acest punct, este necesar sa precizam cateva aspecte legate de caracteristicile robotilor de montaj, precum si de cerintele pe care trebuje sa le indeplineasca acestia pentru ca eficienta utilizarii lor sa se imbunatateasca. in acest sens, doresc sa subliniez ca patrunderea robotilor in domeniul montajului de subansamble si produse finite este, in prezent, lenta, spre deosebire de alte domenii, cum sunt: vopsirea, sudarea, manipularea. Aceasta se datoreaza faptului ca este mult mai dificil, la nilul actual al tehnologiei robotice, sa se gaseasca in procesele de montaj utilizari ale robotilor superioare metodelor traditionale. Am identificat, in acest sens, patru explicatii: 1) repeilitatea, necesara pentru executarea operatiilor de asamblare, are un ordin de marime diferit de celelalte domenii de utilizare a robotilor; 2) viteza de operare este si ea mai inalta decat pentru celelalte activitati; 3) complexitatea operatiilor, logica asociata executarii lor si echipamentul senzorial de detectare necesar'pentru indeplinirea efectiva a sarcinilor de montaj ridica mult nilul cerintelor pe care trebuie sa le indeplineasca un robot de montaj fata de alte tipuri de roboti; 4) dirsitatea deosebit de mare din punct de dere al dimensiunilor si formelor reperelor care trebuie apucate, transportate si inserate in derea montarii produsului finit. Un articol interesant (Tsuchiya, 1993) scoate in evidenta faptul ca, opus perceptiei publicului larg, raspandirea actuala a robotilor industriali este mica. Cauzele sunt, in esenta, doua: 1) Sarcinile de montaj sunt atat de dirse si de inalt specializate incat sistemele de montaj unicat, ajustate la necesitatile clientului si, de aceea, foarte costisitoare, trebuie proiectate pentru fiecare aplicatie in parte. Asadar, cand operatorii umani sunt eficienti din punct de dere al costului, nu este necesara inlocuirea lor cu roboti de montaj. in consecinta, sunt necesare reducerea costului robotilor si deci a pretului lor de vanzare concomitent cu cresterea vitezei si performantelor acestora. Numai astfel este posibila cresterea raportului performante-pret si transformarea deciziei de achizitionare a robotilor de montaj intr-o decizie manageriala inteligenta. 2) Mediul de munca pentru sarcinile de montaj este relativ prietenos pentru lucratori, permitandu-le sa lucreze in comun cu alti oameni.In Japonia, toti specialistii implicati in fabricatia de roboti coordoneaza complet procesul de dezvoltare a robotilor de montaj pana in momentul in care sistemul functioneaza bine in cadrul liniei de montaj de la client. La Yamaha Motor Co., noua politica referitoare la utilizarea robotilor in montaj consta in eliminarea oricarei caracteristici inutile sau nefolosite a robotilor si utilizarea doar a robotilor care executa numai sarcinile pentru care sunt proiectati.In SUA se pare ca aceste sarcini - proiectare, fabricatie, productie, montaj -sunt adesea separate sau foarte specializate, tinzand sa fie independente. Aceasta este consecinta elementelor de baza ale managementului american, referitoare la structuri functionale strict delimitate. O prima trasatura caracteristica a robotilor de montaj, care ii deosebeste fundamental de echipamentele specializate de montaj, consta in capacitatea lor de a executa o paleta larga si dirsificata de sarcini, in conditiile in care schimbarea determinata de trecerea de la o sarcina la urmatoarea necesita un efort relativ redus. Este vorba, desigur, de schimbarile legate de structura robotului de montaj si nu de echipamentele periferice ale acestuia, care executa operatiile tehnologice propriu-zise de montaj. Astfel, ei pot culege repere din dirse locuri si pot sa le aseze in altele. in practica, se constata ca aceasta ca-pacitats este subutilizata. O alta trasatura caracteristica a robotilor de montaj, determinata de faptul ca acestia sunt dotati cu un sistem complex de control computerizat, consta in capacitatea lor de a accepta si mai ales de a raspunde informatiilor furnizate de dirsi senzori. Ca atare, rob 1) Robotul mobil cu un singur brat nu necesita, de obicei, acelasi grad de manevrabilitate, complexitate sau inteligenta ca robotul cu mai multe brate; 2) Robotul cu un singur brat, lucrand pe o singura linie de montaj, solicita reperul pe care trebuie sa il monteze pentru a obtine un anumit produs mult mai frecnt decat robotul prevazut cu mai multe brate; 3) Costul pe operatie de montaj este cu mult mai mare in cazul utilizarii robotului cu mai multe brate fata de situatia in care este folosit robotul cu un singur brat, intrucat echipamentul este mult mai scump, iar ciclul sau de executie, mai lung. Cresterea eficientei economice a utilizarii robotilor in procesele de montajIn scopul cresterii eficientei economice a utilizarii robotilor in procesele de montaj se poate actiona pe mai multe cai, si anume: 1) producerea de roboti mai rapizi; 2) limitarea capabilitatii robotilor in derea ieftinirii lor; 3) utilizarea unor dispoziti de apucat multilaterale, flexibile si, implicit, putin costisitoare; 4) identificarea familiilor de produse; 5) imbunatatirea eficientei montajului; 6) utilizarea de dispoziti ieftine de alimentare cu repere a robotului (Clark si Fujimoto, 1992). Cresterea vitezei de actionare a robotilor de montaj este limitata de anumite cerinte referitoare la precizia deosebit de ridicata impusa de executarea corespunzatoare a operatiilor de montaj, precum si de anumite limite tehnice, cum ar fi greutatea bratului, determinata de necesitatea evitarii deformarii sale sub greutatea sarcinii, puterea motoarelor de actionare. Ieftinirea robotilor de montaj se va produce pe masura ce rata de crestere a productiei acestora va creste ca urmare a extinderii utilizarii lor in procesul de productie. O alta cale o reprezinta combaterea tendintei care se manifesta in productia de roboti de montaj, si anume capabilitatea de miscare echivalenta cu cea a unui operator uman. Cauza principala a acestei tendinte consta in faptul ca proiectarea produsului nu este adecvata asamblarii robotizate. Proiectantii produsului si tehnologiilor de executie ale acestuia nu tin cont de limitele impuse prin utilizarea unui echipament robotizat de montaj, motiv pentru care robotii de montaj au, de obicei, cinci sau sase grade de libertate, similar cu operatorul uman, desi nu intotdeauna este necesara o asemenea capabilitate. Ca atare, robotii de montaj sunt deosebit de complecsi si costisitori. Tendinta producatorilor este de a dezvolta roboti tot mai sofisticati, dotati cu dispoziti de prindere tot mai sofisticate, care vor determina aparitia unui sistem unirsal de montaj robotizat, capabil sa monteze practic orice produs care se inscrie intr-o anumita clasa de dimensiuni si greutate. Solutia comuna propusa de specialistii in proiectarea produselor si a robotilor este de a se elabora, pe de o parte, un set de reguli de proiectare a produselor in derea montarii lor robotizate, iar pe de alta, o lista specificativa de performante pentru un robot cu capabilitate limitata, robot care sa fie mai ieftin, dar sa asigure o pozitionare precisa si care sa fie capabil sa execute majoritatea sarcinilor de montaj, fiind, totodata, mai usor de programat. Utilizarea dispozitilor unirsale de prindere cat mai ieftine urmareste reducerea costurilor de montaj pe doua cai: in primul rand, se doreste reducerea timpului aferent schimbarii acestor dispoziti, intrucat aceasta este o operatie neproductiva; in al doilea rand se urmareste reducerea ponderii costului acestor dispoziti in totalul costurilor de montaj, prin reducerea numarului lor. Prima solutie este cea care poseda cel mai inalt potential de reducere a costurilor montajului robotizat. Identificarea familiilor de produse nu are o insemnatate deosebita din punct de dere al montajului in cazurile in care se utilizeaza sisteme de montaj flexibile, deoarece unul dintre avantajele majore ale sistemelor mentionate este tocmai flexibilitatea lor, data de capacitatea lor de a executa o mare dirsitate de sarcini de montaj, in conditiile in care trecerea sistemului de la un produs la altul se face cu usurinta si intr-o perioada de timp scurta. O limitare a flexibilitatii este determinata de flexibilitatea mai redusa a dispozitilor de alimentare a robotilor cu repere. Identificarea macara unor familii de repere componente ale produselor poate determina o crestere a flexibilitatii sistemelor de alimentare a robotilor. Eficienta sistemelor automate de montaj este influentata si de calitatea reperelor care sunt montate. Uneori, calitatea unora dintre aceste repere este inferioara celei prescrise in procesul tehnologic de montaj, creand probleme atat sistemelor automatizate specializate de montaj cat si celor flexibile. Solutia consta in minimizarea efectului reperelor de calitate slaba asupra sistemului prin: 1) incadrarea reperelor folosite in limite tolerabile din punct de dere al montarii lor; 2) ificarea activitatilor robotului in asa fel incat sa execute operatiile de montaj in cea mai potrivita ordine; 3) programarea robotului in asa fel incat sa raspunda "inteligent" intr-o situatie 'nedorita" in care unul din reperele pe care trebuie sa le monteze este calitativ inferior. Asa cum am aratat mai inainte, capacitatea de a raspunde asa-numitelor situatii "nedorite" constituie unul dintre cele mai importante avantaje ale sistemelor robotizate de montaj flexibile fata de cele specializate, rigide. Eficienta montajului robotizat si derea artificiala Un rol important in cresterea fiabilitatii si a performantelor sistemelor automatizate flexibile de montaj, incluzand montajul automat robotic, revine sistemelor vizuale ale masinilor ("Industry Week", 1994). Acestea constau dintr-o camera de iederi care capteaza imaginea, o conrteste in informatie digitala, apoi analizeaza informatiile respecti utilizand software-ul adecvat pentru automatizarea deciziilor de control de tip "trece/nu trece", rificarea montajului, localizarea reperelor si ghidarea masinii, robotului, efectuarea de masuratori dimensionale, bucle de feed-back, recunoasterea caracteristicilor si identificarea reperului, chiar si intretinere prentiva. Astfel, firmele Motorola si 3M folosesc extensiv aceste echipamente in procesul de montaj si de control al componentelor de dimensiuni mici. Ele au obtinut efecte de tipul: cresterea preciziei echipamentelor automatizate de montaj si a celor de control, cresterea vitezei lor de lucru, precum si cresterea calitatii. Cresterea performantelor iederii artificiale a dus la dezvoltarea de echipamente automatizate de montaj robotice, care pot face fata cu usurinta modificarilor pozitionale in operatiile de montaj. Ca urmare, a fost eliminata necesitatea utilizarii de scule complexe intr-o paleta larga de industrii, de la asamblarea semiconductorilor pana la montajul de ansambluri mari, cum sunt autoturismele. Exemplele citate in acest sens sunt firmele: Ford, Pope & Talbot, Fabristeel Products USA, Polaroid, JVC (Japonia). 20% din cele 500 de sisteme robotice introduse in fiecare an de Sony sunt dotate cu viziune artificiala. Vederea artificiala a masinii este raportata si de catre "Industry Week" (May 2, 1994) ca fiind deja capabila sa capteze o imagine, sa o conrteasca in date digitale, sa analizeze datele respecti, utilizand software, pentru a automatiza: decizii de control de tipul "merge/nu merge", rificarea montajului; localizarea unui reper si ghidarea masinii, potrivire-masurari dimensionale, bucle de control de tip "feed-back" si recunoasterea caracterului - identificare, chiar intretinere prentiva. Vederea artificiala este cea care permite "fabricatia agila" prin alimentare flexibila, schimbarea rapida a' liniei, asamblarea robotica, in conditiile in care se reduc costurile de schimbare a sculelor si costurile cu rebuturile generate de repornirea procesului de fabricatie dupa schimbarea produsului. Vederea artificiala este parte integranta a programelor de fabricatie avansata si calitate totala la firme precum: AT&T, Ford, GM, Chrysler, Motorola, Polaroid, dar si la toate firmele producatoare de semiconductori, medicamente, produse electronice. Beneficiile se regasesc in cresterea vitezei operatiilor de montaj-procesare, in cresterea calitatii, in cresterea exactitatii si acuratetei echipamentelor automatizate flexibile de montaj. Vederea artificiala s-a dezvoltat in relatie cu asamblarea robotizata. JVC Electronics din Japonia introduce in productia uzinelor sale 500 de sisteme robotice noi in fiecare an, 20% dintre acestea fiind dotate cu dere artificiala pentru alimentarea flexibila cu repere. Sistemele sunt folosite in asamblarea flexibila a camerelor video (camcorders) si a aparatelor videorecordere, fiind capabile sa selecteze si sa plaseze diferite repere componente in derea montarii acestora de catre roboti. Vehiculele Ghidate Automat (VGA) si rolul lor in cresterea eficientei proceselor de montaj Folosirea VGA pentru manipularea eficienta a materialelor, pieselor si subansamblelor in cadrul proceselor de fabricatie reduce multe dintre cheltuielile de productie ale sectoarelor de fabricatie, contribuind la cresterea calitatii si a serviciilor (Castleberry, 1992). Avantajul esential al VGA-urilor consta in adapilitatea si flexibilitatea lor fara efectuarea de schimbari majore la nilul amplasarii echipamentelor sau al fluxurilor materiale. Aceasta flexibilitate reduce uzura, majoreaza gradul total de utilizare al sistemului de montaj, determina imbunatatirea controlului de catre managementul firmei. VGA sunt mai eficiente, fiind recomandate pentru inlocuirea liniilor de montaj organizate cu conioare, intrucat permit o mai mare flexibilitate, productivitate si un control de calitate superior. Vehiculele ofera posibilitatea executarii de operatii directe de montaj a unor produse de dimensiuni mari sau mici, transportate. Computerele sunt cele care asigura integrarea sistemului in sistemul global de productie al uzinei. Flexibilitatea montajului este marita de faptul ca VGA pot manipula o varietate de repere in ordine aleatorie, pot fi reprogramate pentru a manipula noi repere, pe noi rute de fabricate, pot manipula, intr-o secnta predeterminata, o grupa, o familie de piese bine definita. Opinam caproblema cresterii eficientei utilizarii robotilor in procesele de montaj este influentata atat de progresele tehnologice de tip dere artificiala, cuplare cu palete inteligente, mijloace de transport avansate inteligente, cresterea fiabilitatii si rsatilitatii componentelor si a robotilor ca atare, cat si de permanenta imbunatatire a aspectelor organizationale si umane ale sistemelor de fabricatie de tip om-robot-computer. |
|
|
Politica de confidentialitate
|
Despre sisteme flexibile de fabricatie. sisteme flexibile de montaj |
||||
|
||||
