智能智造——开启机巧改善之旅

智能智造开启机巧改善之旅

目录

一、 机巧改善概要

二、机巧改善的起源和发展

三、机巧改善的概念

四、机巧改善的过程设计

五、未来设想

一  “机巧改善概要”

智能智造如火如荼，但只知道一味的投资来进行智能智造的搭建，恐怕得不偿失，而且在真正实施智能智造之前，还有很多基础的改善都需要我们关注，最重要的是这些改善并不需要投入很多的资源。这样的改善正是机巧改善 (Low Cost Intelligence Automation) 改善，即机巧改善改善。

二  “机巧改善的起源和发展”

机巧改善起源于日本的KARAKURI：机关。日本传统艺术，由人操控细绳，或以重力及弹簧、发条为动力源，利用杠杆及滚轴完成各种动作的人偶、模型及机械装置（下图左一）。其实在中国，关于机关的运用也是源远流长，例如三国时代的木牛流马，鲁班锁等（下图右一）。

但是20世纪90年代，日本提出“安全而省力地进行作业，在日常作业中发现困难时，自己动脑想办法、出创意予以解决”，将KARAKURI改善深入化了。在智造现场，对于被称为3 K 的“Dangerous / Kiken, Dirty / Kitanai, HardLabor / Kitsui ”问题，一直源源不断地追求新的改善措施，并且于1994年举行了第一届 Karakuri创意大赛，即机巧改善的前身，以后逐步规范到每年一届。

最早的KARAKURI源于现场作业人员的改善，如下图所示。

而随着工业的发展，生产技术人员以及其他部门的参与，逐渐演变为机巧改善的方式，即通过简单、小巧、智慧的解决方案，形成简便的自化装置去解决现场的问题。如下图所示。

三  “机巧改善的概念”

不过关于机巧改善有几个概念需要澄清一下，有些叫做iFA ：integrated factory automation，有些叫做LCI: Low cost improvement，有些叫做LCA：Low cost automation，但是这里面都没有体现出人的智慧的应用，所以只有体现出人的智慧的应用才能是真正价值的体现，这就是为何机巧改善：Low cost intelligence automation添加了intelligence的原因。

根据以上的原则，机巧改善的应用范围也是非常的广泛，例如下图所示。

所以，只要充分的运用大家的智慧，针对问题点进行改善，就能够有所收获，那么如何进行机巧改善改善呢，这里面有一些方法和原则。

四  “机巧改善的过程设计”

首先，还是从价值流的绘制和设计开始，然后进行机巧改善的知识培训，依次是机巧改善的概念设计，机巧改善的材料选取，机巧改善的模拟制作，机巧改善的完成，分别介绍一下吧。

01  价值流的设计

先是进行价值流设计，可以通过价值流的绘制找到相关的改善点，并且系统性进行改善，在设计线体的时候（如下右图），也可以把机巧改善的点表明出来，这样在整体设计的时候更加精益。

精益设计的概念导入

同时在设计时，根据不同作业类型实施不同的机巧改善方法，例如下面分为机加工，装配和搬运。

1-价值流的设计-机械加工部分

1-价值流的设计-装配部分

1-价值流的设计-搬运部分

然后在进行相关机巧改善的知识点培训，为相关的设计找到灵感和方法。如下所示。

02  机巧改善的知识培训

紧接着就可以进行机巧改善的概念设计了，可以使用一些简单的线材，纸箱，木条等进行模拟，下面将展示一些图样的设计。例如下图，简单利用重力的原理，通过砝码的拿取就可以实现物品的传递，不需要额外的动力，而且在传递的过程中是单件流动，也是非常符合精益的设计理念的。

再看下面一个案例。通过设计脚踏的装置，让物品直接传送到操作面，减少了身体重力搬运，原理非常的简单，利用的也都是边角料加工而成，节约了成本，体现了智慧的结晶。

再看下面的案例。通常我们会使用航吊或者电葫芦进行重物的移动搬运，但是利用下面的方式不仅简单，而成本也非常低，仅仅利用了重力差的原理达到了效果，维护起来也非常方便。

通过以上几个简单的案例，大家应该可以深刻理解了机巧改善的应用了吧，那么除此之外还有一些提示的点供我们参考，可以说是很棒了。

03  机巧改善的概念设计

完成了概念的设计，就需要开始进行制作了，现在机巧改善制作也非常简便，如下图所示，有很多组块以及线棒供我们使用，大部分只需要组装就可以实现。

04  机巧改善的材料选取

选好材料之后进行制作，不过正如开篇所说机巧改善的制作依然需要符合精益的理念，例如不可过于庞大，否则不便于布局，应该可以实现快速换型，满足多品种小批量。如下图所示，QCD都在其中，也就是说，机巧改善的目的依然是服务于这些目标，而不是脱离目标的产物，这一点非常重要。

05  机巧改善的模拟制作

06  机巧改善的完成

最后机巧改善制作完成，让我们看一个完整的案例吧。

在1-A工位使用了弹簧供料的原理，只需要手动拉动料箱就可以自动落下和退出，减少了人员的搬运，非常便捷。

在1-B的工位也是如此的原理，如下图所示。

而在位置2则应用了多品种分别对待的方式，制作了机巧改善的取料装置。如下图所示。例如弹簧取用，每次只取一个，而整体的数量是固定的，遵循了防呆和定数的原理。

工位3的机巧改善已经实现了自动判断的功能，达到了机巧改善的更高级别。

在工位4里面有一个很巧妙的设计，cassette的应用-在图的右下角，是盒带的意思，在这里引申为快速换型，一次安装到位。而且我们看产品A和B所需的条件是不一样的，但是通过简单的转轮就可以实现换型，类似于回转寿司。

在工位5里面应用了安灯系统，对多种物料进行了快速识别，减少了人员拣选的浪费。

最后一个工位设计了与工位一相同的换箱装置，但是不同的是利用了脚踏装置，这样人员在进行操作的时候，双手可以一直在操作。而其他小型包装的设计更是独具匠心，运用了防呆和定数的原理，让拿取更加便捷，减少了思考的时间，也是改善中难得的方式。

五  “未来设想”

总之机巧改善可以让我们更加拓展思维，让我们更有创造力，期待后续大家可以搞一个“KARAKURI改善创意大赛”，是不是很酷呢！