Automation Nation:Mengurangi Penyetelan dan Pekerjaan Stres Berulang di Manufaktur

Mencari cara baru untuk meningkatkan hasil produksi toko Anda? Otomasi mungkin merupakan pengganda kekuatan. Ini juga dapat membebaskan waktu masinis Anda yang paling berpengalaman dan ambisius untuk bimbingan, mempelajari sistem baru, dan keterampilan pemrograman mesin yang naik level. Dan itu dapat membantu menurunkan premi asuransi.

Kasus penggunaan untuk mengotomatisasi banyak fungsi di bengkel kerja sangat berbeda dari pabrik otomotif besar atau fasilitas manufaktur volume tinggi lainnya. Tapi otomatisasi bisa memberikan hasil positif dan produktif yang membantu menyederhanakan tugas yang berulang dan menyita waktu untuk berbagai ukuran toko.

Apa aplikasi robot dan cobot yang benar? Teknologi apa yang dapat mendekatkan pemeriksaan kualitas ke proses? Di mana pemilik toko dan manajer operasi manufaktur harus fokus?

Kami mengeksplorasi beberapa cara produsen meraih kesuksesan dengan otomatisasi hari ini—dan apa yang perlu Anda ketahui saat merencanakan perubahan.

Otomasi dalam Manufaktur Memberikan Waktu Kembali kepada Pekerja dan Membantu Toko Tetap Kompetitif

Krisis bakat di bidang manufaktur adalah nyata. Permintaan kapasitas produksi saat ini lebih besar daripada pasokan tenaga kerja—dan diperkirakan akan meningkat. Studi Deloitte and Manufacturing Institute tahun 2018 menemukan bahwa kesenjangan keterampilan dapat menyebabkan sekitar 2,4 juta posisi tidak terisi hingga tahun 2028 dengan potensi dampak ekonomi sebesar $2,5 triliun.

“Ini tidak menjadi lebih baik,” jelas John Hicks, pemilik Kilgore Manufacturing, tentang delta keterampilan yang telah dilihat perusahaannya dalam sebuah artikel.

Toko kerja mungkin merasa sulit untuk bersaing dengan toko mesin yang lebih besar untuk bakat yang lebih berpengalaman dan mahal. Namun otomatisasi, secara teori, dapat mengurangi dampak kekurangan keterampilan dengan mengurangi sebagian besar tugas manual yang hafal—dan meningkatkan rasio mesin-ke-orang sedapat mungkin.

Sebuah robot seringkali dapat merawat banyak mesin. Dalam beberapa kasus, satu operator dapat merawat beberapa robot—dan setiap robot dapat menangani beberapa mesin sekaligus.

“Itu membebaskan operator untuk melakukan operasi sekunder, seperti membersihkan suku cadang, merakit atau menghabiskan lebih banyak waktu untuk pemeriksaan kualitas,” jelas Steve Alexander, wakil presiden operasi di Acieta, integrator otomatisasi, dalam artikel UKM “Mengotomatiskan Toko Pekerjaan? Anda Bertaruh!”

Video:Lihat bagaimana Augustine Die &Mold menggunakan otomatisasi untuk meningkatkan prosesnya—dan membantu mengelola delta keterampilan.

Kasus Penggunaan Teratas untuk Otomatisasi di Toko Pekerjaan:Pergantian

Tidak ada tongkat ajaib untuk menjadi otomatis. Ada juga keterampilan yang berbeda dan baru dalam mengelola sistem otomasi—termasuk perangkat lunak, sensor, dan keamanan yang berbeda. Seringkali, penggunaan otomatisasi yang paling efektif berfokus pada aktivitas perubahan dan penyiapan sebelum dan sesudah bagian.

“Otomasi yang paling sesuai untuk kebutuhan job shop tidak hanya akan menekankan penyiapan yang cepat dan mudah serta mengurangi waktu pergantian pekerjaan hingga 15 menit atau kurang, tetapi juga dapat disesuaikan untuk digunakan dari satu jenis mesin ke jenis mesin berikutnya, terutama untuk tugas pergantian. ,” tulis Chris Felix, pemimpin redaksi Production Machining, dalam artikel “Otomasi Job Shop:Cepat, Sederhana, dan Lincah”.

Teknisi berpengalaman mungkin menghargai menghabiskan lebih sedikit waktu untuk pergantian dan memuat blanko—dan lebih banyak waktu berfokus untuk menyelesaikan pekerjaan besar dan menyelesaikan masalah manufaktur presisi.

Pada tahun 2018, Hicks of Kilgore Manufacturing menggunakan sel manufaktur otomatis yang beroperasi delapan jam sehari tanpa pengawasan dan membantu mengirimkan 3.500 unit suku cadang flensa setiap minggu—tetapi itu hanya untuk satu suku cadang. Untuk membantu menjadi lebih otomatis dan waktu luang bagi teknisi yang lebih senior, Hicks menambahkan mesin asisten beban.

Sistem beban menghubungkan lengan robot ke meja putar untuk meletakkan benda kerja dalam satu unit beban kerja tunggal yang dapat ditempatkan di samping dan dipindahkan ke mesin bubut atau penggilingan CNC.

Hicks menguraikan bagaimana peningkatan otomatisasi telah berdampak termasuk:

• Mendapatkan lebih banyak pekerjaan dari basis pelanggan Kilgore yang sudah ada.
• Menghemat ruang penting di lantai toko yang sempit.
• Melihat peningkatan kualitas suku cadang karena masinis memiliki lebih banyak waktu untuk dihabiskan untuk pemeriksaan kualitas.

Kemampuan untuk memenangkan lebih banyak bisnis dari penawaran kompetitif yang ditolak dari penjadwalan mesin yang lebih dapat diprediksi.

Cara Mendekati Otomatisasi dalam Manufaktur:Volume Bagian Penting

Akankah otomatisasi bekerja di lingkungan di mana volume bagian sangat bervariasi? Bisa, kata Ed Sinkora dari SME.

Bayangkan skenario lingkungan pembuatan bagian volume menengah di mana pergantian terjadi beberapa kali seminggu. “Dengan perencanaan yang tepat, sebuah sel dapat diganti pada shift berawak, memungkinkan sejumlah besar produksi tanpa pengawasan pada shift berikutnya,” jelas John Lucier, manajer otomatisasi untuk Methods Machine Tools, dalam artikel SME.

SME mengatakan bahwa kecepatan robot yang dibutuhkan akan bergantung “pada waktu siklus pemesinan dari suku cadang yang diproduksi. Semakin pendek waktu siklus, semakin cepat robot yang dibutuhkan dan semakin kecil kemungkinan satu robot dapat mendukung beberapa mesin.”

Tetapi toko dengan volume yang lebih rendah juga bisa menjadi kandidat yang baik untuk otomatisasi, jelas Lucier.

“Pertimbangan yang paling penting adalah mengurangi waktu pergantian atau bahkan menghilangkan waktu setup sama sekali. Orang-orang terjebak pada waktu siklus dan waktu memuat/membongkar, tetapi jika volume Anda sangat rendah sehingga separuh waktu Anda dihabiskan untuk mengganti, maka menyerang waktu pergantian, bahkan dengan mengorbankan waktu siklus, mungkin masuk akal, ”kata Lucier .

Setup pada dasarnya dapat dihilangkan dengan otomatisasi. Robot dapat diprogram untuk mengubah perkakas ujung lengan mereka sendiri dan pegangan kerja di mesin atau memuat palet dari korsel “terlepas dari bagian yang diproduksi, menghilangkan kebutuhan untuk mengubah perkakas robot atau untuk memprogram gerakan muat/bongkar yang berbeda untuk bagian yang berbeda.”

Ada sejumlah area perkakas, penjepitan, dan stabilitas suku cadang penting lainnya yang harus dievaluasi juga, termasuk workholding, gaging, waktu siklus, perkakas ujung lengan, proses tanpa pengawasan—dan pemesinan mati lampu.

Otomasi dan Workholding

“Jika benda kerja memerlukan pemosisian di chuck atau perlengkapan atau perlu disejajarkan dalam operasi sekunder berdasarkan fitur yang dibuat pada operasi pertama, sistem penglihatan atau probe sentuh mungkin diperlukan untuk menyelesaikan tugas tersebut,” tulis Felix. “Solusi workholding juga harus dirancang untuk memungkinkan jarak bebas yang tepat antara perkakas ujung lengan dan klem saat memuat dan membongkar.”

Otomasi dan Pengukuran

“Jika proses tidak otomatis mengharuskan operator untuk mengukur benda kerja selama atau setelah pemesinan, otomatisasi proses pengukuran harus dipertimbangkan,” Felix menjelaskan. “Beberapa opsi dalam-proses atau pasca-proses tersedia, termasuk probe sentuh, kalibrasi artefak berkala, atau bahkan penggunaan pengukur pasca-proses atau mesin pengukur koordinat.”

Otomatis dan Waktu Siklus

Saat mempertimbangkan untuk mengotomatisasi suatu proses, “waktu siklus akan menentukan kapasitas/ukuran tabel antrian dan konveyor infeed/outfeed untuk benda kerja yang sudah jadi,” tulis Felix.

Waktu siklus perlu diurutkan dalam koordinasi tugas “yang diperlukan robot/otomatisasi, seperti memuat ke pengukur, mengoordinasikan mesin pengukur, stasiun cuci atau stasiun pergantian” atau dalam mengelola palet.

Menggunakan Otomatisasi untuk Meningkatkan Keselamatan Tempat Kerja dan Kesehatan Pekerja

Kesehatan pekerja dan keselamatan lantai toko bukanlah alasan utama produsen berinvestasi dalam otomatisasi, tetapi mereka adalah penerima manfaat. Sindrom terowongan karpal tidak jarang terjadi dalam pekerjaan manufaktur.

“Sesuatu yang sederhana seperti memuat bagian ke dalam chuck bubut dapat dengan cepat berubah menjadi cedera stres berulang bagi operator ketika proses itu diulang ratusan kali sehari. Antara waktu yang hilang dan klaim, cedera ini merugikan perusahaan miliaran dolar setiap tahun, ”jelas Alexander.

Ada beberapa area dalam pekerjaan manufaktur di mana otomatisasi telah meningkatkan atau menghilangkan pekerjaan berbahaya—dan membantu mengurangi lingkungan yang tidak aman. Salah satunya dalam mengangkat dan memindahkan benda berat. Yang lainnya berada dalam paparan dekat bahan kimia, partikulat, dan suhu ekstrem, jelas Jim Vinoski, pemimpin manufaktur senior dan mantan supervisor pabrik dan insinyur sistem di Seagrams and General Mills, dalam sebuah artikel untuk Forbes.

“Cedera punggung adalah salah satu yang paling umum dalam pekerjaan manufaktur, dan kegiatan semacam ini adalah kontributor utama. Solusi otomatis mencakup sistem pick-and-place robot, pembuat palet otomatis, sistem kerekan vakum, dan sejenisnya,” tulis Vinoski.

“Saat ini tidak biasa ada pekerja yang mengangkat lebih dari 50 pon, dan untuk pengangkatan berulang bahkan sebanyak itu menjadi semakin jarang.”

Sampai level berapa toko Anda menjadi otomatis? Bicarakan di forum pengerjaan logam .

Jajak Pendapat Otomatisasi

Hambatan apa yang ada dalam menggunakan otomatisasi untuk keuntungan Anda?