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案例背景
目前市場(chǎng)典型的設(shè)備生產(chǎn)需求是小批量品種，一方面希望設(shè)備滿(mǎn)足更多型號(hào)產(chǎn)品的制造，但另一方面又想要低價(jià)。而這兩個(gè)目標(biāo)又似乎是相互矛盾：客戶(hù)需求的多樣性導(dǎo)致產(chǎn)品差異很大，從而增加了生產(chǎn)的復(fù)雜性。這也是目前大規(guī)模生產(chǎn)與大規(guī)模定制之間的矛盾。
大規(guī)模定制的趨勢(shì)不僅在汽車(chē)行業(yè)中很明顯，在家具市場(chǎng)中也是如此?？蛻?hù)有多個(gè)種類(lèi)產(chǎn)品的大規(guī)模定制，既要滿(mǎn)足個(gè)性化需要，又要獲得大規(guī)模生產(chǎn)的成本優(yōu)勢(shì)。對(duì)于浴室家具而言尤其如此，浴室家具通常必須安裝在狹窄的空間中，并且要提供各種尺寸、材質(zhì)、顏色等。同時(shí)技術(shù)參數(shù)又增加了另一種復(fù)雜性，即洗臉池的數(shù)量、形狀和大小以及出水管的數(shù)量和設(shè)計(jì)。
針對(duì)此類(lèi)需求制造商如果要依靠原有的生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)從批量化生產(chǎn)到定制化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變幾乎是不可能。但幸運(yùn)的是，有專(zhuān)門(mén)從事此類(lèi)任務(wù)的專(zhuān)家，例如來(lái)自德國(guó)南部格奧爾根斯格明德的MBFZ Toolcraft GmbH公司。該公司是先進(jìn)制造和智能制造的技術(shù)先驅(qū)，例如機(jī)器人柔性工作站解決方案交鑰匙工程。MBFZ Toolcraft GmbH成立于1989年，獲得了多個(gè)智能制造卓越獎(jiǎng)項(xiàng)。該公司目前擁有大約400名員工。它的客戶(hù)包括半導(dǎo)體行業(yè)、航空航天、醫(yī)療技術(shù)、光學(xué)行業(yè)、特種機(jī)械以及賽車(chē)和汽車(chē)行業(yè)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

客戶(hù)要求：小批量多品種的定制化制造
為了滿(mǎn)足越來(lái)越多的定制化的市場(chǎng)需求，一家知名的浴室家具制造商要求MBFZ Toolcraft GmbH開(kāi)發(fā)一種用于自動(dòng)組裝浴室家具抽屜的機(jī)器人系統(tǒng)。其中抽屜具有各種尺寸，最小的抽屜長(zhǎng)170毫米而到最大的抽屜長(zhǎng)1450毫米。同時(shí)家具制造商還被要求生產(chǎn)各種各樣的單品，每種單品的材料和顏色都不相同，幾乎每件家具都是定制化產(chǎn)品。在滿(mǎn)足客戶(hù)單品定制需求的條件下，制造商希望借助現(xiàn)代的生產(chǎn)技術(shù)，使得客戶(hù)能夠負(fù)擔(dān)得起相關(guān)費(fèi)用，而制造商也可以從中盈利。
在自動(dòng)化之前，抽屜的組裝是用手工工具手工進(jìn)行的。而新工廠旨在實(shí)現(xiàn)兩班制自動(dòng)化生產(chǎn)。新工廠設(shè)計(jì)成兩班制生產(chǎn)，它是為了方便手工流程和使單調(diào)的活動(dòng)自動(dòng)化。

通過(guò)Visual Components規(guī)劃柔性工廠
根據(jù)客戶(hù)的要求，需要在方案階段進(jìn)行可行性研究和可視化。MBFZ Toolcraft GmbH作為Visual Components的合作伙伴，借助Visual Components 3D工廠仿真軟件進(jìn)行定制化抽屜組裝生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化和驗(yàn)證。
在新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，將板料放置在傳送帶上后，通過(guò)掃描儀對(duì)其進(jìn)行記錄和處理。機(jī)器人將各個(gè)板料送入自動(dòng)裝配工位，然后將它們通過(guò)螺母緊固或壓合組裝。組裝完成后機(jī)器人將完全組裝好的抽屜放在傳送帶上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品下料，并轉(zhuǎn)運(yùn)到下一個(gè)工位。到下一個(gè)工位人工取下抽屜并進(jìn)行挑選或存放。

最終MBFZ Toolcraft GmbH公司借助Visual Components平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了該抽屜裝配定制化之智能工廠的規(guī)劃，并最終實(shí)施、建設(shè)和投產(chǎn)。
Visual Components中的工廠組件庫(kù)加速工廠規(guī)劃
在工廠規(guī)劃初期，項(xiàng)目面臨諸多的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)之一是裝配線(xiàn)需要復(fù)雜的傳感器技術(shù)和監(jiān)控，因?yàn)榻M件必須彼此精確地定位。為了確保系統(tǒng)的完全的靈活性，需要通過(guò)同一套機(jī)器人夾具系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有板料的拾取與安裝。同時(shí)，需要開(kāi)發(fā)全自動(dòng)組裝壓力機(jī)并將其集成到生產(chǎn)線(xiàn)中。

規(guī)劃此類(lèi)系統(tǒng)通常都是從2D布局開(kāi)始?；诖瞬季?，將諸如傳送帶系統(tǒng)、組裝壓力機(jī)、機(jī)器人和機(jī)器人末端等工廠組件集成到一起，形成一條生產(chǎn)線(xiàn)。在產(chǎn)線(xiàn)搭建過(guò)程中，MBFZ Toolcraft GmbH不僅借助了Visual Components提供的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，同時(shí)添加了一些庫(kù)中沒(méi)有的特定機(jī)器。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中沒(méi)有的組件或設(shè)備，可通過(guò)現(xiàn)有的CAD模型創(chuàng)建該組件或設(shè)備并將其插入庫(kù)中。而Visual Components支持所有主流CAD系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)接口，給MBFZ Toolcraft GmbH帶來(lái)了極大的方便。

Visual Components有助于生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)

Visual Components解決方案對(duì)本項(xiàng)目的成功完成發(fā)揮了關(guān)鍵作用。首先，整個(gè)工廠都進(jìn)行了虛擬仿真驗(yàn)證和可視化，虛擬仿真驗(yàn)證可以確?？蛻?hù)要求的概念和最終方案的可行性。

在Visual Components中完成虛擬工廠的搭建，同時(shí)虛擬工廠的所有設(shè)備數(shù)據(jù)均與真實(shí)的設(shè)備設(shè)計(jì)制造數(shù)據(jù)相同。這樣就可以通過(guò)對(duì)虛擬模型的仿真驗(yàn)證，以確定機(jī)器人的可達(dá)范圍以及所有工作區(qū)域的可及性。同時(shí)確定組裝壓機(jī)、機(jī)器人和傳送帶安裝位置。

使用Visual Components優(yōu)化生產(chǎn)周期
Visual Components庫(kù)還包含一些設(shè)備的其他重要屬性，例如機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可用于執(zhí)行精確的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)模擬。因此可以計(jì)算虛擬系統(tǒng)的生產(chǎn)節(jié)拍，同時(shí)也可通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)節(jié)拍。通過(guò)這種方式，Toolcraft公司向客戶(hù)證明該系統(tǒng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益。

借助Visual Components，不僅可以確定技術(shù)可行性并量化經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠通過(guò)Visual Components創(chuàng)建的模型對(duì)最終用戶(hù)（家具制造商）進(jìn)行系統(tǒng)說(shuō)明和生產(chǎn)培訓(xùn)，讓方案溝通與交付變得更加簡(jiǎn)單和高效。

使用Visual Components實(shí)現(xiàn)復(fù)雜項(xiàng)目可視化
Bernd Krebs也意識(shí)到，即使對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，借助Visual Components解決方案也可以輕松顯示并呈現(xiàn)。使得即便是非技術(shù)人員也能輕易了解并理解掌握。

所有參與者的雙贏局面
最終，MBFZ Toolcraft GmbH和Visual Components幫助浴室家具制造商在價(jià)格合理的情況下實(shí)現(xiàn)了小批量多品種定制化需求。在保持相同質(zhì)量的同時(shí)提高了產(chǎn)量，同時(shí)將工人從枯燥而單調(diào)的任務(wù)中解放出來(lái)，所有相關(guān)人員都是雙贏！