Tingkatkan Efisiensi Produksi: Otomatisasi Pengaturan dan Hapus Stres Berulang di Manufaktur

Mencari cara baru untuk memberikan kekuatan pada output produksi bengkel Anda? Otomatisasi dapat menjadi pengali kekuatan. Ini juga dapat membebaskan waktu tukang mesin paling berpengalaman dan ambisius Anda untuk mentoring, mempelajari sistem baru dan meningkatkan keterampilan pemrograman mesin. Dan ini 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. Namun otomatisasi dapat mengembalikan hasil positif dan produktif yang membantu menyederhanakan tugas yang dapat diulang dan menyerap waktu untuk bengkel dari setiap ukuran.

Aplikasi yang benar untuk robot dan cobot apa? Teknologi apa yang dapat memindahkan pemeriksaan kualitas lebih dekat dengan proses? Di mana pemilik bengkel dan manajer operasi manufaktur harus fokus?

Kami menjelajahi beberapa cara produsen telah berhasil dengan otomatisasi hari ini—dan apa yang perlu Anda ketahui saat merencanakan perubahan.

Otomatisasi di Manufaktur Memberikan Waktu Kembali kepada Pekerja dan Membantu Bengkel Tetap Bersaing

Kekerahan talenta di manufaktur nyata. Kapasitas permintaan manufaktur hari ini lebih besar dari pasokan tenaga kerja—dan diharapkan akan meningkat. Studi Deloitte dan Manufacturing Institute 2018 menemukan bahwa kesenjangan keterampilan mungkin menyebabkan estimasi 2,4 juta posisi yang tidak terisi hingga 2028 dengan dampak ekonomi potensial $2,5 triliun.

“Ini tidak akan semakin baik,” menjelaskan John Hicks, pemilik Kilgore Manufacturing, tentang kesenjangan keterampilan yang dialami oleh perusahaan mereka dalam sebuah artikel.

Bengkel kerja mungkin merasa sulit untuk bersaing dengan bengkel mesin yang lebih besar untuk talenta yang lebih berpengalaman dan mahal. Namun otomatisasi, dalam teori, dapat mengurangi dampak kesenjangan keterampilan dengan mengurangi tugas manual yang paling rutin—dan meningkatkan rasio mesin-per-orang se wherever mungkin.

Sebuah robot sering dapat merawat beberapa mesin. Dalam beberapa kasus, satu operator dapat merawat beberapa robot—dan setiap robot dapat menangani beberapa mesin pada satu waktu.

“Itu membebaskan operator untuk melakukan operasi sekunder, seperti membersihkan bur pada bagian, memasang atau menghabiskan lebih banyak waktu pada pemeriksaan kualitas,” menjelaskan Steve Alexander, vice presiden operasi di Acieta, integrator otomatisasi, dalam artikel SME “Automating Job Shops? You Bet!”

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

Kasus Penggunaan Teratas untuk Otomatisasi di Bengkel Kerja: Pergantian

Tidak ada tongkat sihir untuk menjadi terotomatisasi. Ada juga keterampilan yang berbeda dan baru dalam mengelola sistem otomatisasi—termasuk perangkat lunak, sensor dan keamanan yang berbeda. Seringkali, penggunaan otomatisasi yang paling efektif adalah fokus pada aktivitas pengaturan dan pergantian sebelum dan setelah bagian.

“Otomatisasi yang paling sesuai untuk kebutuhan bengkel kerja tidak hanya akan menekankan pengaturan yang cepat dan mudah dan mengurangi waktu pergantian pekerjaan hingga 15 menit atau kurang, tetapi juga dapat disesuaikan untuk digunakan dari satu jenis mesin ke mesin lainnya, terutama untuk tugas pergantian,” tulis Chris Felix, editor in chief Production Machining, dalam artikel “Job Shop Automation: Fast, Simple and Agile.”

Tukang mesin yang berpengalaman mungkin menghargai menghabiskan lebih sedikit waktu pada pergantian dan memuat blank—dan lebih banyak waktu fokus pada menyelesaikan pekerjaan besar dan menyelesaikan masalah manufaktur presisi.

Pada 2018, Hicks dari Kilgore Manufacturing menggunakan sel manufaktur otomatis yang berjalan delapan jam sehari tanpa pengawasan dan membantu mengirimkan 3.500 unit bagian flange setiap minggu—tetapi hanya untuk satu bagian. Untuk membantu menjadi lebih terotomatisasi dan membebaskan waktu untuk tukang mesin senior, Hicks menambahkan mesin asisten muatan.

Sistem muatan menghubungkan lengan robot dengan meja putar untuk menstaging workpiece dalam satu unit pemuatan yang dapat ditempatkan di samping dan dipindahkan ke bubut CNC atau mesin frais apa pun.

Hicks garis besar bagaimana otomatisasi yang ditingkatkan telah memberikan dampak termasuk:

• Mendapatkan lebih banyak pekerja dari basis pelanggan yang ada Kilgore.
• Menghemat ruang penting di lantai bengkel yang sempit.
• Melihat peningkatan kualitas bagian karena tukang mesin memiliki lebih banyak waktu untuk menghabiskan pada pemeriksaan kualitas.

Kemampuan untuk memenangkan lebih banyak bisnis dari licit kompetitif yang ditimbulkan dari jadwal mesin yang lebih dapat diprediksi.

Cara Mendekati Otomatisasi di Manufaktur: Volume Bagian Penting

Apakah otomatisasi akan bekerja di lingkungan di mana volume bagian bervariasi sangat besar? Itu dapat, kata Ed Sinkora dari SME.

Bayangkan skenario lingkungan pembuatan bagian volume sedang di mana pergantian terjadi beberapa kali seminggu. “Dengan perencanaan yang tepat sel dapat diubah pada shift yang dioperasi, memungkinkan produksi tanpa pengawasan yang baik pada shift berikutnya,” menjelaskan John Lucier, manajer otomatisasi untuk Methods Machine Tools, dalam artikel SME.

SME mengatakan bahwa kecepatan yang diperlukan dari robot akan bergantung “pada waktu siklus pemesinan bagian yang diproduksi. Semakin pendek waktu siklus, semakin cepat robot perlu berada dan semakin tidak mungkin satu robot dapat mendukung beberapa mesin.”

Tetapi bengkel dengan volume lebih rendah juga dapat menjadi calon yang baik untuk otomatisasi, Lucier menjelaskan.

“Pertimbangan terpenting adalah mengurangi waktu pergantian atau bahkan menghilangkan waktu pengaturan sepenuhnya. Orang terjerat pada waktu siklus dan waktu muat/bongkar, tetapi jika volume Anda begitu rendah sehingga setengah waktu Anda dihabiskan untuk pergantian, maka menyerang waktu pergantian, bahkan dengan mengorbankan waktu siklus, mungkin masuk akal,” kata Lucier.

Pengaturan pada dasarnya dapat dihilangkan oleh otomatisasi. Robot dapat diprogram untuk mengubah alat ujung lengan mereka sendiri dan pemegang pekerja di mesin atau memuat palet dari carousel “terlepas dari bagian yang diproduksi, menghilangkan kebutuhan untuk mengubah alat robot atau memprogram gerakan muat/bongkar yang berbeda untuk bagian yang berbeda.”

Ada banyak area penting alat, klem, dan stabilitas bagian lainnya untuk dievaluasi juga, termasuk pemegang pekerja, ukuran, waktu siklus, alat ujung lengan, proses tanpa pengawasan—dan pemesinan tanpa lampu.

Otomatisasi dan Pemegang Pekerja

“Jika workpiece memerlukan penempatan di chuck atau fixture atau perlu disejajarkan dalam operasi sekunder berdasarkan fitur yang dibuat dalam operasi pertama, sistem visi atau probe sentuhan mungkin diperlukan untuk menyelesaikan tugas,” tulis Felix. “Solusi pemegang pekerja juga harus dirancang untuk memungkinkan kelonggaran yang tepat antara alat ujung lengan dan klem saat memuat dan membongkar.”

Otomatisasi dan Pengukuran

“Jika proses yang tidak terotomatisasi memerlukan operator untuk mengukur workpiece selama atau setelah pemesinan, mengotomatisasi proses pengukuran harus dipertimbangkan,” Felix menjelaskan. “Beberapa opsi dalam proses atau setelah proses tersedia, termasuk probe sentuah, kalibrasi artefak periodik atau bahkan penggunaan gauge setelah proses atau mesin pengukur koordinat.”

Otomatisasi dan Waktu Siklus

Saat mempertimbangkan mengotomatisasi proses, “waktu siklus akan menentukan kapasitas/ukuran meja antrian dan conveyor masukan/keluaran untuk workpiece selesai,” tulis Felix.

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

Menggunakan Otomatisasi untuk Meningkatkan Keamanan Tempat Kerja dan Kesehatan Pekerja

Kesehatan pekerja dan keamanan lantai bengkel bukan alasan utama produsen berinvestasi dalam otomatisasi, tetapi mereka adalah penerima manfaat. Sindrome karpal tunnel tidak jarang di pekerjaan manufaktur.

“Sesuatu sederhana seperti memuat bagian ke chuck bubut dapat dengan cepat menjadi cedera stres berulang bagi operator saat proses ini diulang ratusan kali sehari. Antara waktu hilang dan klaim, cedera ini membiayai perusahaan miliaran dolar setiap tahun,” Alexander menjelaskan.

Ada beberapa area di pekerjaan manufaktur di mana otomatisasi telah meningkat atau menghilangkan pekerjaan berbahaya—dan membantu mengurangi lingkungan yang tidak aman. Salah satu adalah dalam mengangkat dan memindahkan benda yang berat. Yang lain adalah dalam paparan dekat dengan kimia, partikel, dan suhu ekstrim, menjelaskan Jim Vinoski, pemimpin manufaktur senior dan mantan pengawas pabrik serta insinyur sistem di Seagrams dan General Mills, dalam artikel untuk Forbes.

“Cedera punggung adalah salah satu yang paling umum di pekerjaan manufaktur, dan aktivitas-aktivitas ini adalah kontributor kunci. Solusi otomatisasi termasuk sistem pick-and-place robotis, palletizer otomatis, sistem hoist vacuum, dan sejenisnya,” tulis Vinoski.

“Hari ini tidak biasa untuk pekerja mengangkat lebih dari 50 pon, dan untuk pengangkat berulang bahkan itu semakin jarang.”

Seberapa jauh bengkel Anda telah terotomatisasi? Bicarakan tentang hal itu di metalworking forum.

Poll Otomatisasi

Hambatan apa yang ada dalam menggunakan otomatisasi untuk keuntungan Anda?