智能智造開啟機巧改善之旅

目錄

一、 機巧改善概要

二、機巧改善的起源和發展

三、機巧改善的概念

四、機巧改善的過程設計

五、未來設想

一  “機巧改善概要”

智能智造如火如荼，但只知道一味的投資來進行智能智造的搭建，恐怕得不償失，而且在真正實施智能智造之前，還有很多基礎的改善都需要我們關注，最重要的是這些改善并不需要投入很多的資源。這樣的改善正是機巧改善 (Low Cost Intelligence Automation) 改善，即機巧改善改善。

二  “機巧改善的起源和發展”

機巧改善起源于日本的KARAKURI：機關。日本傳統藝術，由人操控細繩，或以重力及彈簧、發條為動力源，利用杠桿及滾軸完成各種動作的人偶、模型及機械裝置（下圖左一）。其實在中國，關于機關的運用也是源遠流長，例如三國時代的木牛流馬，魯班鎖等（下圖右一）。

但是20世紀90年代，日本提出“安全而省力地進行作業，在日常作業中發現困難時，自己動腦想辦法、出創意予以解決”，將KARAKURI改善深入化了。在智造現場，對于被稱為3 K 的“Dangerous / Kiken, Dirty / Kitanai, HardLabor / Kitsui ”問題，一直源源不斷地追求新的改善措施，并且于1994年舉行了第一屆 Karakuri創意大賽，即機巧改善的前身，以后逐步規范到每年一屆。

最早的KARAKURI源于現場作業人員的改善，如下圖所示。

而隨著工業的發展，生產技術人員以及其他部門的參與，逐漸演變為機巧改善的方式，即通過簡單、小巧、智慧的解決方案，形成簡便的自化裝置去解決現場的問題。如下圖所示。

三  “機巧改善的概念”

不過關于機巧改善有幾個概念需要澄清一下，有些叫做iFA ：integrated factory automation，有些叫做LCI: Low cost improvement，有些叫做LCA：Low cost automation，但是這里面都沒有體現出人的智慧的應用，所以只有體現出人的智慧的應用才能是真正價值的體現，這就是為何機巧改善：Low cost intelligence automation添加了intelligence的原因。

根據以上的原則，機巧改善的應用范圍也是非常的廣泛，例如下圖所示。

所以，只要充分的運用大家的智慧，針對問題點進行改善，就能夠有所收獲，那么如何進行機巧改善改善呢，這里面有一些方法和原則。

四  “機巧改善的過程設計”

首先，還是從價值流的繪制和設計開始，然后進行機巧改善的知識培訓，依次是機巧改善的概念設計，機巧改善的材料選取，機巧改善的模擬制作，機巧改善的完成，分別介紹一下吧。

01  價值流的設計

先是進行價值流設計，可以通過價值流的繪制找到相關的改善點，并且系統性進行改善，在設計線體的時候（如下右圖），也可以把機巧改善的點表明出來，這樣在整體設計的時候更加精益。

精益設計的概念導入

同時在設計時，根據不同作業類型實施不同的機巧改善方法，例如下面分為機加工，裝配和搬運。

1-價值流的設計-機械加工部分

1-價值流的設計-裝配部分

1-價值流的設計-搬運部分

然后在進行相關機巧改善的知識點培訓，為相關的設計找到靈感和方法。如下所示。

02  機巧改善的知識培訓

緊接著就可以進行機巧改善的概念設計了，可以使用一些簡單的線材，紙箱，木條等進行模擬，下面將展示一些圖樣的設計。例如下圖，簡單利用重力的原理，通過砝碼的拿取就可以實現物品的傳遞，不需要額外的動力，而且在傳遞的過程中是單件流動，也是非常符合精益的設計理念的。

再看下面一個案例。通過設計腳踏的裝置，讓物品直接傳送到操作面，減少了身體重力搬運，原理非常的簡單，利用的也都是邊角料加工而成，節約了成本，體現了智慧的結晶。

再看下面的案例。通常我們會使用航吊或者電葫蘆進行重物的移動搬運，但是利用下面的方式不僅簡單，而成本也非常低，僅僅利用了重力差的原理達到了效果，維護起來也非常方便。

通過以上幾個簡單的案例，大家應該可以深刻理解了機巧改善的應用了吧，那么除此之外還有一些提示的點供我們參考，可以說是很棒了。

03  機巧改善的概念設計

完成了概念的設計，就需要開始進行制作了，現在機巧改善制作也非常簡便，如下圖所示，有很多組塊以及線棒供我們使用，大部分只需要組裝就可以實現。

04  機巧改善的材料選取

選好材料之后進行制作，不過正如開篇所說機巧改善的制作依然需要符合精益的理念，例如不可過于龐大，否則不便于布局，應該可以實現快速換型，滿足多品種小批量。如下圖所示，QCD都在其中，也就是說，機巧改善的目的依然是服務于這些目標，而不是脫離目標的產物，這一點非常重要。

05  機巧改善的模擬制作

06  機巧改善的完成

最后機巧改善制作完成，讓我們看一個完整的案例吧。

在1-A工位使用了彈簧供料的原理，只需要手動拉動料箱就可以自動落下和退出，減少了人員的搬運，非常便捷。

在1-B的工位也是如此的原理，如下圖所示。

而在位置2則應用了多品種分別對待的方式，制作了機巧改善的取料裝置。如下圖所示。例如彈簧取用，每次只取一個，而整體的數量是固定的，遵循了防呆和定數的原理。

工位3的機巧改善已經實現了自動判斷的功能，達到了機巧改善的更高級別。

在工位4里面有一個很巧妙的設計，cassette的應用-在圖的右下角，是盒帶的意思，在這里引申為快速換型，一次安裝到位。而且我們看產品A和B所需的條件是不一樣的，但是通過簡單的轉輪就可以實現換型，類似于回轉壽司。

在工位5里面應用了安燈系統，對多種物料進行了快速識別，減少了人員揀選的浪費。

最后一個工位設計了與工位一相同的換箱裝置，但是不同的是利用了腳踏裝置，這樣人員在進行操作的時候，雙手可以一直在操作。而其他小型包裝的設計更是獨具匠心，運用了防呆和定數的原理，讓拿取更加便捷，減少了思考的時間，也是改善中難得的方式。

五  “未來設想”

總之機巧改善可以讓我們更加拓展思維，讓我們更有創造力，期待后續大家可以搞一個“KARAKURI改善創意大賽”，是不是很酷呢！