你能自动化的比你想象的更多
这家工厂通过减少对员工的依赖来加快3D铣削工作,减少在加工中心开始切割之前发生的所有与信息相关的任务。
使用CNC加工中心,您可以击中循环开始并支撑。想象一下,如果整个机器店都这样做了。想象一下,如果客户的几何形状设置在动作中,一系列无人看管或轻微参与的步骤导致成品部分即将在几个小时后发出门。
这是理查德·斯威特。斯韦特先生拥有一家拥有九名员工的机械车间,每天经营和运送50至75份不同的工作。商店机器的每一块都像雪花一样独特,具有独特的3D几何形状,不像商店将永远机器的任何其他部分。每一件零件都会在几何文件到达后的48小时内送到顾客手中——如果文件在下午5点前到达,则会在24小时内送到。
这家商店是佛罗里达州桑福德市的东南辐射产品店。这家商店生产用于癌症治疗的“组织补偿剂”。这些部件就像放射治疗机的滤光片或透镜。它们让医院在一定程度上控制了放射治疗设备,这比过去的情况要好得多。
斯威特先生在放射治疗物理学领域工作了8年。他成为了一个机械车间的老板,因为他看到了改进的扫描和建模技术的机会,该技术开始在医院可用。今天的测量技术使得确定癌症肿瘤的精确三维坐标以及周围健康骨骼和组织的精确位置和密度成为可能。这些数据使得为辐射头设计一种金属配件成为可能,该配件利用金属厚度的变化来改变辐射强度,产生符合患者地形的辐射场。斯威特先生甚至为这种定制加工的部件发明了一个品牌名称,称之为“铝数字增强补偿/强度调制”。也就是说,“小数”。
很难想象还有比这更敏感的部分。需要这种治疗的病人现在就需要,所以每一张医嘱都是紧急医嘱。而且几乎没有出错的余地,因为在两个不同的订单上标注的加工差异或错误会给病人带来严重的后果。这些需求可能会限制业务的规模,因为需要更大的规模来承担更多的工作,可能会带来太多的错误或延迟。简而言之,这项业务是不可扩展的。或者更准确地说,只要车间继续按照合同机械车间通常的方式运作,它就无法扩展。
对于公司增加其数量,需要赢得现有员工的更具价值。它需要一种自动化过程,可以将工作提供给车间,员工的干预较少。自动化加工不是挑战的有效数控加工中心照顾。挑战是为了简化必须在加工中心完成工作之前执行的信息相关任务。
今天,这种精简的过程已经基本到位。通过电子邮件发送到商店的订单会自动记录,从而自动打印出行者。建模和编程功能是如此自动化,以至于每项CAD/CAM工作需要5到10分钟。一旦工作交付,电子邮件确认和发货跟踪号码就会发送给客户,而公司中的任何人都不需要考虑关闭这个循环。该系统接近于不干涉——对于一个独立的商店,可能是尽可能接近于不干涉
这种精简的成功值得研究,原因至少有两个。其一,它为其他希望自动化自己的信息相关任务的企业提供了一个模型。
但从根本上讲,SRP的例子表明可以应用自动化广泛。这家商店设法自动化各种无害和“模糊”任务,这些任务似乎不会是自动化候选人。换句话说,含义是您可以自动执行超过您的方式。
今天,减少的人为干预使得该过程不仅可以扩展,而且还可重复。汗料现在可以想象在一些遥远的位置复制这家商店。事实上,他已经开始思考这一点。对于依赖于快速交付的业务,单独时区内的设施可能是一个重要的好处。
文件的翻译
精简的过程并非一蹴而就。它是分阶段开发的,而这些阶段是在多年的过程中展开的。第一阶段—文件翻译—与自动化完全没有直接关系。对于商店来说,能够为任何工作编程是很有必要的。
描述组织补偿器几何形状的数据文件不会以一种典型商店能够识别的格式出现。这里没有IGES。相反,对于不同型号的辐射设备,数据有大约五种不同的形式,坐标测量通常以厘米为单位,点的位置通常使用一些非笛卡尔坐标系,比如球坐标。
设计转换器将这些文件转换为可用于凸轮的模型落到佛罗里达州冬季斯普林斯的Camcad Technologies。Camcad是来自Surfware的CAM软件SRP使用-Surfcam的经销商 - 以及后处理和制造相关软件自动化提供商。汗汗先生继续雇用该公司的所有阶段,遵循这一点。
凸轮自动化
本文中的照片显示了典型的补偿器的外观。随着患者身体对辐射需求的变化,液体部位的厚度也发生了变化,其结果就是形成了复杂而看似随机的3D形式。
但这种形式并不是唯一的关键特征。同样重要的是,将补偿器与唯一正确的病人匹配的刻字识别号。SRP通过将医院的ID字符串与它自己的内部ID字符串组合在一起来组成这个数字。组合的字符串被添加到零件的CAD模型中,除了关键的3D形式外,在某些平面面积上。
此任务 - 放置序列号 - 是函数似乎不是自动化候选者的一个示例。ID字符串易于导入和轻松,程序员将眼球放入位置。相比之下,自动化任务是一项挑战。它需要设计算法,其可以以本能和直观的方式识别该部件的表面。但如果没有这种自动化,撰写和放置ID标签仍然是一个对人类的一个更重要的一步。自动化任何进程包括解放来自人类参与的重要任务,一次一小段一项小任务。
实现车间CAM工作自动化的另一个方面是定义一个加工策略库。起初,这个库可以帮助程序员思考,但最终它将允许自动分配策略。
斯威特先生和康嘉德的工作人员之间的一系列对话开始了图书馆的人潮。他们只是头脑风暴,问:生产这些零件的每一个可能的操作是什么?以及:哪些规则决定了这些操作所需的工具和参数的选择?
起初,这一信息是使用Excel电子表格捕获的。该文档成为过程改进的基础,允许车间设计测试切割来评估所选的策略。因此,策略得到了改进。今天,这些优化的策略驻留在一个数据库中,数据库通过让车间实现CAM自动化的软件链接到CAM软件。
创建数据库
由Camcad创建的软件现在以两种重要的方式自动化CAM编程。它根据零件的几何形状从加工数据库中导入参数和刀具选择。但首先,它通过在补偿部件的标准部分添加独特的3D形式来帮助定义这个几何体。这个标准部分是一个圆盘形状的板,其尺寸和孔模式匹配特定的辐射机。除了分配加工策略外,CAM自动将这些标准元素从用这些表单填充的数据库中提取出来。其结果是,每个部分的编程时间减少到5到10分钟。
后处理器
下一阶段涉及后处理器,只是因为此时公司购买了新机器。
这家商店一直坚持与一家CNC设备供应商马扎克(mazak)合作。然而,它已经学会放弃某些基本类型的机器。卧式加工中心被证明是一个糟糕的选择。当使用墓碑夹具在一个循环中运行多个部件时,HMC处于最佳状态,而SRP在不得不开始切割工作之前,在实践中很少能够等待足够的订单来填充墓碑。意识到垂直产品更合适,这家商店对马扎克的“Nexus”系列虚拟主机进行了标准化。这家商店已经买了八台这样的机器。
Camcad在提供高质量的后处理器方面的作用是重要的,因为创建NC代码代表了一个显然必须在没有人手的情况下运行的链接。商店的流程化流程没有时间处理可能需要手工编辑代码的各种故障。
订单自动化
现在,该公司已经准备好从CAM编程转向其他与信息相关的步骤的自动化。对于细心的员工来说,输入订单是另一个相对简单的功能,但要自动化却很困难。
SRP的订单以电子邮件的形式到达,几何数据在文件附件中。过去,每一份命令都是手工打开和输入的。如今,定制软件会在收到电子邮件时扫描这些信息,比如医院名称、放射治疗设备类型和病人的ID字符串。该软件还会检查冗余订单,以防同一订单被电子邮件发送了两次。当它能够找到它需要的所有信息时,该软件就会创建并打印出用于车间的旅行者。
有时软件找不到它需要的信息。软件处理失败的订单将被转移到一个保留文件中,以便员工手工处理。问题可能很简单,只是客户名称或机器类型的输入错误…否则,问题(如果这是正确的词)可能是尚未进入系统的首次客户。
换句话说,自动化并没有完全消除人类的监督,但也不是必须的。订单输入系统的成功不是通过处理每一个订单,而是通过处理大部分订单,这样员工就可以把时间花在实际需要人工判断的相对较少的订单上。
这家商店今天
实施所有这些阶段的时间跨度约为3年。下一阶段,仍在计划中,打算通过在加工中心的探头检验后从CNC中提取数据,实现QA文档的自动化。
以下是到目前为止该商店自动完成的步骤:
- 进入通过电子邮件收到的工作
- 分配工作订单号
- 打印旅行者
- 通过分配围绕独特几何形状的标准零件特征来完成CAD模型
- 分配加工策略
- 通过绘制通过测试精制的加工策略来降低切割时间
- 通过电子邮件向客户发送确认和跟踪信息
商店明天
如今,SRP提供次日交付的能力受到了限制。由于时区差异,当地时间下午5点的最后期限意味着西海岸医院的最后期限是下午2点。实际上,对于医院来说,下午2点还太早,无法完成病人的测量并准备通过电子邮件发送。
那为什么不在西海岸开一家工厂呢?斯韦特说,在未来,他现在的商店可能会成为众多类似商店中的一家。
事实上,姐妹店可能比三个时区还要远。斯韦特已经会见了来自东南亚、欧洲和南美的潜在合作伙伴。SRP的组织补偿器为已经使用了几十年的放射治疗设备带来了新的效率水平,这方面的产品在世界上一些医院通常缺乏最新设备的地区特别有吸引力。
斯威特一直在纠结,自己如何能对一家位于不同大陆、受不同法律制度制约的企业保持足够的控制权。这个问题没有简单的解决办法。但从纯粹的物流角度来看,他说,SRP的程序、数据库和软件没有理由不能立即复制到另一个大洋彼岸或另一个半球的类似商店。
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