从精益制造的角度看产线设计中的CAN通讯报文含义解析：自然场景下的应用与优化

在探讨生产问题时，精益思想被视为工厂运营的基石。它围绕“质量”、“成本”和“交付”这三个核心议题展开。经过几十年的发展，精益制造已成为全球优秀制造商共同执行的运行管理体系。为了确保稳定可靠的生产，并实现数字化转型和智能化升级，我们必须让技术回归到其本质。在此基础上，我们将探讨产线设计。

面对个性化生产挑战

智能制造正在成为产业焦点的一个热点话题，其目标是解决个性化需求和成本效率不断提升的问题。总结来说，这些挑战主要集中在几个方面：

（1）通过软件定义的智能，让机器适应变化的需求；

（2）通过分析全局数据来优化生产效率。

无论是标准流水线还是大规模定制，企业竞争力都来自于质量、成本与交付能力。因此，对于投资者而言，只有稳定的高品质生产才能真正带来增值，从而长期获利。

评估产线投资效率

关键指标包括OEE（有效利用时间）、产品上市时间（Time to Market）以及投资回报（Return of Investment）。如果我们仍然延续传统模式，那么达到高品质就变得不那么容易了，如图1所示，该图展示了OEE计算关键因素及其结合控制工艺分析后的几个方面：

质量影响因素：包括开机/关机浪费，以及控制效果不稳定导致的不良品。

性能影响因素：如机械磨损导致无法高速运行，以及暂停可能因为电气干扰等原因。

可用性影响因素：对于小批量或多品种，小批量换型会降低可用性，而快速换型才能降低这一损失。

图1-OEE评估产线综合投资效率

个性化并非易事

了解了OEE这个关键指标，我们就会发现个性化实际上对于生产而言，将带来很多挑战：

开机损失：频繁更换模具导致开机浪费无法解决，因为分母变小，引发不良品率提升。

设置与调校时间增加：由于订单变小，每周更换一次模具对原有的每天数小时进行调校，对于个性化可能每天都需要数小时，那么设备增值加工时间就会减少。

传统机械产线带来的柔性瓶颈

除了换型造成品质和可用性的损失，传统机械产线还存在以下问题：

机械磨损：采用链条或皮带传输往往由于齿轮等磨损引起精度不足，使得设备无法高性能运转。

不能灵活调整：采用感应电机或者分度盘等方式组装过程，因惯区较大，不易高速平稳调整。

不能实现个性化调整：分度盘由批量加工设计，其间距、移动速度难以改变，这使新产品需重新设计系统测试验证，即使如此也难以保障整体可用性。

缓冲区设置大量占地空间；复杂维护需要大量经验丰富人员保证稳定运行。这一切都限制了OEE水平，在面临更多个体特异需求时这些问题尤为突出。

柔性电驱技术应运而生

为了应对更加个体特异需求，一代新的产线设计技术——柔性电驱输送系统应运而生，如ACOPOStrak系统，它采用长定子直线电机技术、滑块装载运行轨道之上，可以根据软件定义动子的间距、运行速度及加速度进行调整，从而解决了传统机械刚性的缺陷，使整个系统变得更加灵活见图3：

图3 - ACOPOStrak柔 性 电 驱 输 送 系 统

另外ACOPOStrak中的轨道多样形式可以构成非常灵活的组织，如图4，它可以实现汇流和分流，对于多种场景特别合适：

多产线产品混合主線组合装配，如电子工业或食品饮料包装；

高速单元后道处理不同区域不同的产品组装或包装；

专用的维修站/更换夹具站，为检测出的不良品提供专门通道处理，或作为更換夾具工作站使用。

图4 - 灵活产生组织

柔系列驱输送系统提高 OEE 的潜力

如贝加莱SuperTrak/ACOPOStrak这样的创新式设 计，不仅提供热插拔，更快地完成工装夹具替换，而且可以在当前行进中进行。此外，还有数字孪生(Digital Twin)功能，可以在虚拟环境中模拟现实世界中的操作，以确保快速进入稳态制作过程。此外，由于它们能够实现参数设置即刻调整，与传统皮带链条相比，它们具有极大的灵活度并且协同工作能力强见表5：

表5 - 柔系列驱输送系统好处

缩短 Time to Market 和 ROI 时间周期

总之，无论是在提高 OEE 还是在缩短 Time to Market 和 ROI 时间周期方面，都充分证明了一般硬件不可避免地随着时代发展逐渐过时，而软硬一体则给予企业一种前瞻性的选择。在这种背景下，一些公司已经开始考虑如何将这种理念融入他们日常业务中，以便能够持续保持竞争优势并满足不断变化市场上的新要求。