条形码、直流电动工具、激光焊接等如今人们习以为常的东西,在20世纪50年代末并不存在。其他工具,如计算机和机器人,刚刚出现,并在过去50年里不断发展。
大会最多的议会问题之一于1961年发表。随着读者仔细阅读了8月份问题,很少有人可能意识到它包含两个关于技术的技术文章,这些文章将在制造业中创造大规模范式转变:计算机和机器人。值得注意的是,文章出现在杂志中的连续页面上。几十年来,机器人将是计算机化装配线的常见景象。
其他变化更加微妙,但同样深刻。例如,许多公司在20世纪80年代开始通过首先采用休闲周五在20世纪80年代放松严格的着装代码。发生这种情况时,工程师能够脱掉他们的关系,这经常在厂房上创造了安全危险。穿着衣物的松动也通过破坏传统的“美国与他们”障碍,帮助工程师更容易与运营商更容易互动,这有助于为精益制造计划铺平道路。
为了庆祝ASSEMBLY成立金周年,我们确定了10大趋势,这些趋势或好或坏,塑造了当今的制造业格局。它们是按时间顺序排列的,而不是按重要性排序。许多力量相互关联,并继续相互争斗。
例如,全球化正在刺激航空航天工业的活动增加,而航空航天工业反过来使用塑料复合材料来减轻重量和提高运营效率。全球化也给企业带来了简化供应链和实施最先进自动化的压力。
很难预测将来会发生什么。但是,当你退后一步,看看我们昨天都做了些什么,就更容易窥见我们明天可能会走向何方。随着未来50年的发展,这10种力量中的许多将继续汇聚和发展。
1.太空竞赛
ASSEMBLY首次亮相时,航空航天是世界上最大的制造业,总部设在美国。制造商们正忙着生产更大、更快、更轻的产品,用于广泛的军事和商业应用。虽然今天大多数人认为飞行是理所当然的,但在50年前,它仍然被认为是一种新奇的东西。在美国主要城市之间运送数百万人的铁路和州际公路系统还没有建成。远洋客轮是大多数人穿越大西洋或太平洋的方式。
但是,一个奇怪的事情发生在1958年:超过100万乘客飞过大西洋,首次超过了轮船乘客的总数。波音公司(芝加哥)刚才揭开其革命性的707射架器。与此同时,波音最大的竞争对手道格拉斯飞机有限公司正在建造自己的4引擎射床,称为DC-8。两架飞机都转变了航空公司行业,使飞行更快,更容易,更受欢迎。
如今,航空公司旅行是一个有争议的主题,具有舒适,安全,安全和飞行延误的加热辩论。与此同时,波音和道格拉斯不再是竞争对手。道格拉斯与McDonnell Corp.于1967年合并,以创建McDonnell Douglas,这反过来是通过Boeing于1997年获得的。
当《装配与紧固件工程》(ASSEMBLY & Fastener Engineering)的第一期出版时,美国也开始了一项大胆的新冒险:太空探索。
事实上,就在ASSEMBLY首次亮相的同一个月,美国国家航空航天局(NASA)应运而生,以回应俄罗斯最近发射的一颗名为Sputnik的小型卫星。这标志着太空竞赛的开始,在这个时代,数十亿美元被投入到开发新材料和先进的生产工艺中。
1958年11月号《ASSEMBLY》杂志上的一篇文章宣称,“随着航空和太空时代的到来,许多旧的固定方法已经过时。”今天工程师们认为理所当然的许多东西都是在这个时代开发出来的。
例如,通常用于制造电子和医疗设备的洁净室方法和工具是由美国太空计划首创的。美国国家航空航天局(NASA)在20世纪60年代早期开发的无线紧固工具技术在当代装配线上很常见。
ASSEMBLY的第一个问题反映了太空时代的情绪。其中包括几条新闻标题,如:“可回收的超音速目标导弹为纳税人欢呼”,“探索太空秘密的无线电望远镜”,“新的导弹部件工厂将成为医院手术室的清洁。”
一篇专题文章宣称:“导弹时代给我们带来了挑战……产品的可靠性。”报告解释了新阿特拉斯洲际导弹如何拥有30万个独立部件。作者声称,“高可靠性因素不仅是国防的基石,而且是未来消费者便利和技术进步导致高生活水平的跳板。”
在1962年9月12日在休斯敦的着名演讲中,约翰F.肯尼迪总统说:“我们在这十年中选择去月球。..。“这些话推出了一个积极的空间计划,最终1969年7月20日的阿波罗11月着陆。
随着20世纪60年代的进展,大会复合着许多发展和创新,包括汞,双子座和阿波罗空间计划。农历模块胜利在1969年8月出现在庆祝第一个月亮登陆。
那期杂志的一篇社论赞扬了制造业和工程界为使阿波罗11号任务成为可能所付出的巨大努力。“总共有1500万个零件在最严格的条件下完美地发挥了它们的预期功能,”它宣称。“但是,我们还只是在探索外太空和星际旅行的门口,还有许多发现和成就等着我们去做。”
在过去的50年里,航空航天工业不断地挑战极限。ASSEMBLY在新材料和连接方法方面不断发表了许多新进展,如粘合剂、钎焊、复合材料、激光、铆接和超声波焊接。
今天,航空工业正处于另一个繁荣时期,它将在未来继续推动制造业的进步。蒂尔集团预计,从现在到2016年,全球将建造44,364架飞机,价值1.3万亿美元,比过去10年增长28%。
据蒂尔公司高级飞机分析师理查德•阿布拉菲亚(Richard Aboulafia)表示,有几个因素将推动这种强劲增长。例如,虽然该行业历来是由军事应用驱动的,但这在未来可能会改变。
阿布拉菲亚说:“随着价值向以网络为中心的系统和传感器转移,军用飞机变得越来越不重要。”“军用飞机正成为更大、能力更强的国防架构中的节点。飞机的实际性能不那么重要,而机载传感器和武器更重要。”
未来大多数军用飞机的生产将集中于无人机(uav)。然而,阿布拉菲亚预测,短期内它们仍将“充满技术创新所特有的问题和延迟。”战术无人机需要在可靠性、耐久性和数据链可靠性方面进行重大改进,才能被视为军事力量结构的一个组成部分,而不仅仅是另一个奇怪的实验玩具。”
虽然关于无人机的性质仍有许多未解的问题,但它们在军事和安全应用之外有着巨大的前景。例如,这项技术最终将用于无人货运飞机。而且,它将逐步延伸到其他和平应用领域。
在未来50年里,拖拉机、联合收割机和其他农业设备将使用机器人、自动系统进行操作。而且,一旦智能道路基础设施在美国建成,长途卡车运输行业将采用无人机技术来解决其反复出现的司机短缺问题。
未来的工程师将把注意力集中在混合翼体机身和高旁通推进系统上,这将使飞机更安静,更省油。这些设计可能以灵活的机翼和可变形的机身为特色,可以在飞行中改变形状。可改变形状的机翼将提供适应性的空气动力学和更大的燃油经济性。而且,未来的飞机可能会使用新的技术来控制,比如等离子体和电磁脉冲。
无论未来的飞机是什么样子,它们都很有可能比以往任何时候都要用更多的复合部件来组装。“复合材料正在日益改变飞机制造业,”阿布拉菲亚说,他相信波音787和空客A350喷气客机代表了“未来的潮流”。随着它们投入使用,任何仍不愿使用复合材料的情况都将消失,复合材料的主要结构将成为标准。”
航空一直是私人企业家和创新者渴望推动信封的避风港。其中一名Visionaries是Munro&Associates Inc.(特洛伊,MI)的销售和营销总监Joe Facord,这是精益制造咨询公司。他和他的同事最近开发了一个他们认为将彻底改变一般航空的个人空气。
范式是一架目前正在进行现场测试的四乘客飞机。它采用先进的自动化和导航系统,如激光引导和倾斜角传感器,以便在没有飞行员的情况下自行起飞,飞行和落地。
“我们的目标是一个需要运营商,而不是飞行员的飞机,”心理说。“飞机会吸引那些不一定有飞行员执照的人。它将改善安全性并同时减少培训。“
Paradigm设计还采用了汽车制造技术,以实现批量生产,同时保持低复杂性和高可靠性。“技术转让是降低成本和提高质量的关键,”Feord解释说。例如,Paradigm采用长轴推杆配置,配有一个尾管,七叶可变螺距螺旋桨,以降低噪音。它的特点是一个未改装的V-8铝块汽车引擎和碳纤维驱动轴是动态平衡的。
由于在接下来的3到5年内,费用希望在某个时候开始批量生产飞机。PARADIGM还将使用新的装配技术,例如激光焊接键合,这可以用机器人自动化。除了消除铆钉的使用外,心肌表示激光焊接将提供15%的纤维结构。与此同时,他认为它将将大会成本降低了41%。
当大会第一次出现在50年前,人们对一个梦幻般的未来流口水,这将是一个充满飞机的未来。今天,他们仍然只是一个梦想,但飞行的汽车变得比小说变得越来越重要。例如,Terrafugia Inc.(剑桥,MA)打算在3年内拥有“第一个真正的实用脚踏式航空器”,而Moller International Inc.(戴维斯,加利福尼亚州)计划设有其长期期待着期待的Skycar,准备到了同一时间。
尽管一些观察人士声称,飞行汽车完全是无稽之谈,但其他人预测,它们肯定会在未来50年内成为现实,特别是如果空中交通管理系统得到改进,采用全球定位卫星技术等先进的导航工具,以创建安全的“空中公路”。
“我们需要开发一个点对点的分布式网络,以缓解拥堵,并开放通往美国各地数百个未充分利用的飞机跑道的通道,”前航空公司机长Feord说。“联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,简称faa)目前使用的系统相当过时;就好像他们还在使用电话总机一样。”
无论地球上发生了什么,广阔的外太空的地平线在未来肯定会变得更加拥挤。航空航天工业协会(弗吉尼亚州阿灵顿)主席兼首席执行官约翰·道格拉斯说:“40年前,我们的太空竞赛只与苏联进行。”“现在,我们正与俄罗斯、巴西、印度、日本、中国和欧盟在民用和商用航天产品的几乎所有市场上展开竞争。”
中国于2003年发射了第一次载人航天任务,并计划在未来10年内实现载人登月。“相对而言,中国和印度的太空预算增长速度快于美国宇航局,”蒂尔集团(Teal Group)高级太空分析师马可•卡塞雷斯(Marco Caceres)表示。“事实上,中国可能会在美国再次登月之前到达月球。”
2005年,国会批准雄心勃勃的计划将美国送回月球。“目标是在2020年到2020年在月球上建立永久基地,”Caceres指出。“这将作为载人的马斯任务的踏脚石,这将在2030年和2040年之间发生一些时间。
“由于涉及的大距离 - 2.5亿英里,需要保护宇航员免受辐射,火星的旅程将是非常困难的,”加卡利斯加入。“相比之下,去月球很容易。”
然而,在月球上生活和工作将呈现自己的困难。例如,月球粉尘将对未来的工程师构成巨大挑战,他们将不得不找到一种保护轴承,齿轮,密封和其他关键部件的方法。电磁过滤器和屏蔽系统将是必不可少的。
月球殖民者还需要新的宇航服,使他们能够轻松移动。月球基地可能会由建造在月球两极附近的充气模块组成,这些模块具有适宜的温度和充足的阳光。一些结构可能被埋在月球表面下,以保护太空先驱免受危险的太阳耀斑。
为了支付这笔巨大的费用,NASA希望让私营企业参与到未来的太空探索工作中来。卡塞雷斯说:“未来,我们将看到工业界更多地成为合作伙伴。”“采矿可以支撑月球基地,因为在那里最简单的事情就是挖掘。”
卡塞雷斯认为,月球也可能成为某些组装应用的理想地点。他指出:“微重力环境下生产的优势非常明显。”“非常清洁的环境将吸引半导体、医疗设备和其他高科技产品的制造商。昂贵的部分是后勤。”只有小的、轻的、高价值的产品才能保证昂贵的往返运输。
在未来,私营企业也将参与太空旅游。卡塞雷斯希望看到越来越多的企业家涉足太空飞行。第一步将是开发模块化或可充气的轨道空间站,可以用作酒店。卡塞雷斯说:“除非有地方可以带人们去,否则太空旅游没有意义。”“第一个太空旅馆要到2015年才能建成。”
传统上,太空飞行需要液体燃料火箭,这既昂贵又危险。然而,当ASSEMBLY在2057年庆祝其百年纪念时,人们和货物可能会定期通过太空电梯旅行。太空电梯是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室前物理学家、黑线阿森森有限责任公司(洛斯阿拉莫斯,纳米)总裁布拉德利·爱德华兹博士提出的一种从地球到太空的运输系统。
根据Edwards,由碳纳米管制成的缎带将延伸数百英里进入太空。最后的配重将通过离心力保持绷紧。电梯汽车将在30分钟内将250英里爬到空间,使用高强光激光器和太阳能电池板的组合。
无论航空航天的未来会发生什么,有些事情可能不会改变,比如装配线上的自动化使用。虽然钻井、铆接和其他劳动密集型流程已经实现了半自动化,但该行业仍然严重依赖操作团队和机械师。
波音公司的一位高级工程师预测说:“一架飞机的组装完全自动化程度永远不会超过20%。”然而,复合材料使自动化生产变得更容易。在过去,飞机的大铝型材必须手工铆接在一起。电脑控制的胶带铺设机现在允许制造商将碳纤维胶带缠绕在一个大的模具上,从而制造出单个的胶带。
2.自动化
传统上,工会对自动化既害怕又厌恶。事实上,在20世纪50年代末,美国汽车工人联合会(United Auto Workers)甚至要求制定法律来规范自动化,以保护工人的工作。Because of automation, worker productivity actually rose by 35 percent between 1945 and 1960. Today, automation is widely embraced by many U.S. workers, who see it as a way for American manufacturers to successfully compete against low-cost labor readily available in Brazil, China, India, Mexico, Slovenia and other countries.
ARC咨询集团(ARC Advisory Group Inc., dedeham, MA)离散自动化研究主管萨尔•斯帕达(Sal Spada)表示:“如果我们50年前没有开始使用自动化,消费者将无法负担今天的商品成本。”它允许制造商用低技能的劳动力生产高价值的产品。如今,如果不将自动化引入生产流程,就很难与之竞争。”
在过去的50年里,自动化的目标一直保持不变:降低成本,增加产量,减少周期,提高产品质量,并获得竞争优势。由于较短的产品生命周期是当今的规则,而不是例外,大多数制造商都想要能够重复、大批量生产的高速组装设备。
汽车工业一直处于最先进的装配自动化的前沿。事实上,福特汽车公司(Ford Motor Co., Dearborn, MI)的一位工程师在第一期ASSEMBLY问世前几年创造了“自动化”这个词。福特克利夫兰发动机厂是第一个广泛使用自动化的工厂,与传统的组装方法相比,它减少了49%的直接劳动时间,减少了17%的占地面积。
在战后时期,劳动力的稀缺、实际工资的上涨和消费者的高需求鼓励制造商试验压缩空气、液压动力和电气设备来实现生产设备的自动化。这些设备中有许多是由电话式继电器组成的硬线控制面板运行的。
汇编的早期文章吹捧自动化的好处。例如,1965年3月的一期杂志宣称,“自动化零件制造过程中涉及的许多问题已经解决。”但是,在自动化装配操作方面,这只是冰山一角。”
20世纪60年代末,可编程自动化的发展为制造商投资自动化装配线提供了主要动力。“它降低了部署自动化的成本,”Spada解释说。
通用汽车公司(General Motors Corp., GM, Detroit)推出了第一台可编程逻辑控制器(PLC),并很快被其他汽车制造商用于控制设备。它允许制造工程师用电子设备取代硬线继电器系统。1969年,通用汽车公司在密歇根州伊普西兰蒂的Hydra-Matic变速器工厂首次应用了PLC。
多年来,PLC已经变小,更聪明,更快,更便宜,更容易使用。如今,PLC负责管理大会线条。高端控制器现在可以提供运动控制,与视觉系统的接口,收集高速测量数据并与企业网络通信。事实上,高端PLC更加多,以至于他们甚至有一个新的名称可编程自动化控制器。
在不久的将来,老牌PLC预计仍将是制造业的支柱。ARC咨询集团(ARC Advisory Group)高级分析师希曼舒•沙阿(Himanshu Shah)表示:“为了在全球市场上竞争,制造商将继续面临提高生产率、降低产品成本、降低工厂运营成本和增加投资回报的挑战。”plc的应用还受到诸如节能、状态监控、安全、协同制造和实时优化策略等关键因素的推动,这些因素对终端用户的竞争实力和增长至关重要。”
最先进的制造业的“未来工厂”的概念始终兴致了每一代制造工程师。JAWS在1970年6月开通了哦,植物的新领主营业时间。由于计算机控制的自动化,它拥有世界上最快的装配线。
超过90%的车身焊接操作是自动化的,而在旧的工厂只有20%到40%。新工厂每小时可以组装100多辆汽车,而其他汽车工厂每小时可以组装55到60辆汽车。虽然自动化在洛兹敦被誉为成功,但这家工厂很快成为劳资纠纷的温床。多次罢工以激烈的罢工而达到高潮。
十年后,当ASSEMBLY成立25周年之际,通用电气公司(General Electric Corp.)启动了一项大规模的工厂自动化项目,旨在降低成本和提高质量。1982年12月号的一篇文章解释了这家世界上最多元化的制造企业是如何在自动化领域投资超过20亿美元的。十多年后,通用电气开始以奉行六西格玛管理理念而闻名。
一般电气投资3800万美元,在凯伊路易斯维尔翻新洗碗机工厂。“当它开始运营时,很多部件都会通过机器人触摸的工厂,”文章指出。“他们将获得20%的洗碗机从20%的楼层空间增加了40%的废料和返工减少了40%。
坐在三个视频显示器和电脑键盘前,一个操作员就可以完全控制洗碗机制造系统。计算机控制系统跟踪系统中的每个主要部件,提供实时的库存状态。此外,显示器还能连续显示所有自动化设备的状态,从机器人到自动装配机器。”
通用电气的几位高管称此举是“通过工厂自动化实现的美国工业生产率的复兴”。自动化正在帮助我们为客户提供质量更好、可靠性最高的产品。
“在技术上,建造一座大型的、完全自动化的工厂,并使其高效、有利可图,比人类登月计划更困难。人类曾在月球上行走,但从未在完全自动化的工厂里行走。”
在过去的25年里,部署自动化的成本下降了。而且,随着这些年来产品变得越来越小,许多制造商被迫将装配线自动化。同时,可编程运动、数字伺服电机、远程诊断、高速数字伺服网络、智能传感器和其他设备的进步提高了自动化程度。
“全球制造商正在实施战略,以迎接‘扁平世界’的挑战,”Shah说。“对新兴市场机会的快速和敏捷行动的需求,不断增加的改善财务表现的压力,以及全球化正在推动制造商使用更多的自动化。”
在未来,数字工厂将具有更小,更紧凑的装配线。制造工程师将规划和控制所有生产过程。
“最终目标是有数字重新配置的装配线,”Spada解释。“无需重新编程各个机器的产品转换。工程师只需下载数字规格。“
圣地亚哥自动化顾问吉姆•平托(Jim Pinto)表示:“大型集中式生产工厂已成为过去。”“未来的工厂将是小型的,可以移动到资源和客户所在的地方。”这样一来,就不需要将原材料长途运输到工厂进行加工,然后再将由此产生的产品长途运输到消费者手中。
将来,自动化将与零件,生产流程,产品和人员无缝集成。一切都将与无线网络连接,无线网络消除昂贵的电线和电缆,同时提高灵活性。基于传感器的高级诊断,如声发射传感器,也将在明天的工厂中发挥重要作用,消除了讨厌的维护挑战。
Maxim Foursa,虚拟环境智能分析和信息系统(Sankt Augustin,德国)的虚拟环境部门项目经理(Sankt Augustin,德国),设想了一个未来的工厂,其中生产像发条一样。在这种情况下,他说“产品是快速有效地制造的,此过程中的任何错误都与其原因自动显示,当时他们需要维修时的机器报告自己的协议,生产设施更便宜。”
根据Foursa,一个“智能连接控制平台”将使它一切成为可能。摄像机,传感器和其他智能组件将监控和分析生产过程,并立即响应任何问题。Foursa说,系统将“自动调整各个流程并报告装配行所需的任何更改。”“不需要编程[将],无论形状是否要圆形而不是正方形,颜色更深的阴影或更难的材料。”
更快,更快的创新将加快明天的制造环境的步伐,从而产生更多的新产品,比以往更加多样。为了保持步伐,制造商将需要灵活的自动化,可以适应秩序的生产策略,适应不断变化的生产配置。
Galip Ulsoy声称:“公司不会建造新工厂来生产新产品或引进新技术,而是为一个产品家族建造工厂,并简单地用新功能升级或重新配置这些现有工厂。”美国密歇根大学可重构制造系统工程研究中心主任。
Ulsoy预测:“可重构工厂将减少产品开发时间,并使制造商更有能力在不同产品之间切换生产。”“制造商将能够用更少的时间和更少的钱为消费者提供更多的选择。”
3.电脑
电脑和大会一起长大。当杂志首次出现时,电脑占据了整个房间甚至整个建筑物。例如,1958年,IBM建立了AN / FSQ-7,它由安装在4层建筑中的两个完整的旋风II电脑组成。275吨,2.25亿美元的机器需要一支60名员工的军队,用于圆时钟的维护,例如每天失败的数百个真空管或倾向于Finicky Punch卡。幸运的是,在过去的50年里,计算机的体积和成本一直在缩小,而功率和速度却在增长。今天,典型的台式电脑的能力是25年前世界上最快的计算机的10倍。
当ASSEMBLY首次亮相时,许多人认为这是科幻小说。尽管大多数早期的计算机应用都是用于军事用途,工程师们还是对制造的可能性着迷。
例如,10月1961年10月的文章描述了“完全计算机控制的沉积电阻器的过程”。据信块长阵列构成了用于组装离散电子元件的第一完全自动化过程。控制设备的心脏是一个带有4096字磁鼓内的数字计算机。“西部电气公司的工程师使用计算机化系统来编程生产控制并进行统计质量控制,以检测接受公差的任何变化。
在整个20世纪60年代,其他制造商实验有电脑。到1966年,大会正在发布关于该主题的众多文章,并宣布“虽然仍有相当数量的工作仍有待完成的工作,但计算机化工厂的趋势已经成熟。”
在5月份的杂志中,哥伦比亚大学(纽约)商学院的一位生产管理教授警告读者:“工厂运营正处于快速的进化变革之中。”未来几年的管理和制造系统将变得越来越复杂。打开未来工厂大门的钥匙是管理科学和计算机。”
5月和6月1966年6月,IBM的Poughkeepsie,NY,工厂的经理解释了计算机如何提高厂房效率。他声称“计算机变得与工程和制造业相连得多。”该工厂使用最先进的计算机化制造设计并生产IBM流行的系统/ 360大型机中使用的电路板。
只有几个月的一篇文章题为“如何与电脑相处”。它解释了为什么计算机是重要的“工具,可以在帮助解决问题和降低成本方面发挥重要组成部分。计算机化系统的出现提供大会管理人员,主管,也是一个很好的机会,可以大大改善运营。“
大多数早期组装计算机的应用都是在航空航天工业中,以支持太空计划。ASSEMBLY的几篇文章讨论了制造商如何使用计算机以低成本高效地生产复杂线束的标签和打印工作说明。
1967年6月号的一篇文章解释了计算机是如何帮助跟踪组装NASA巨大的土星运载火箭这一令人难以置信的任务的。例如,可变装配序列的开发是为了跟踪用于帮助引导、导航和控制每枚火箭的仪器单元中的2400多个组件。每个单元高3英尺,直径21英尺。该文章指出,“用于识别配合和浇注零件的排序编码方法使我们有可能看到所需的所有零件和装配件的总体关系。”
汽车行业是电脑的播放款的另一个早期支持者。在其未来派的Lordstown工厂,GM使用的计算机用于简化装配线操作,以提高效率和准确性。计算机化系统用于平衡沿着建立创新的VEGA轿车的装配线工作负载。
“该系统允许单个操作员足够的时间妥善完成工作,从而最大限度地减少了线路中断和站出车站维修,”10月1970年10月在大会上报告。“When options or model mixes change, the computer can immediately rebalance the line for the new conditions.”
在20世纪60年代末,小型机开始取代中央控制室的大型中央主机,并产生了分布式控制系统。然而,平托说,它们仍然是“相对较大的计算机硬件和装满输入输出连接的机柜”。
但是,当IBM Corp.推出第一个个人计算机时,这是在1981年8月发生的变化。它配备了16千字节的记忆,可扩展至256k。
PC革命使制造商能够以成本效益的方式将计算机电源安装在工厂车间的每一个工作站,使工程师能够共享信息并直接与操作人员沟通。它还可以让公司捕捉和跟踪关键绩效指标,如库存周转、机器停机时间和吞吐量。
20世纪80年代中期,计算机监视器开始对装配线进行常见景象。“制造工作站和个人电脑的普及是基于其可用性,低成本和多功能性,”1986年11月“议题”的一篇文章指出。“他们还从数据处理部门解放用户的事实是一个有吸引力的奖金。
“工作站不仅成为车间的眼睛和耳朵,而且还成为大脑,”文章补充道。“他们允许运营商收集数据,看看发生了什么。工作站允许生产线工人承担对实际生产过程的控制,并对在线生产的变化做出决定。”
个人电脑的出现也为新的应用打开了大门,例如计算机辅助设计、计算机辅助制造以及用于制造和装配的设计。1982年,一篇题为《为生产力而设计——通往高生产力之路》的文章,产生了1000多封来自渴望驾驭计算机的工程师的来信。
它是由马萨诸塞大学的Geoffrey Boothroyd教授写的,他最近开发了一个计算机系统来评估设计的效率,以方便组装。这篇文章解释了施乐公司(Xerox Corp., CT)是如何通过减少零件数量和“提高剩余零件的可装配性”来大幅缩短装配时间的。
由于工程师对计算机变得更加舒适,他们开始使用仿真工具来消除生产瓶颈并简化装配过程。数字建模技术允许工程师模拟工作流程,零件,工具,装配线,操作员和生产过程。
到1994年,波音公司能够吹嘘其新的777是第一个在计算机上完全开发和预先赚取的客机。虽然汽车工程师已经设计了没有全尺寸样机的数字汽车,但这是技术首次在大规模上使用该技术。三维工具允许工程师检查横截面,检测对齐问题,并在几个小时而不是数周内进行更改。
如今,计算机使制造商及其供应商能够自动调整库存供应和生产流程,以满足不断变化的消费者需求。而且,它们使工程师能够远程监控生产,以跟踪质量,预测问题和修复故障。
廉价的平板电脑的增长越来越多,现在允许越来越多的制造商用禁纸的工作说明书装备其装配线,自1980年代中期以来已经成功地使用了低批量,复杂的运营,如航空航天和国防制造.
电子作业指导书改善了信息的流动和控制。它们还消除了大量的纸张。例如,两年前,在实施在线作业指导系统之前,波音商用飞机公司每天打印6万到8万张纸。
因为计算机技术迅速变化,因此对同行难以降至未来。但是,一个趋势是某种趋势:计算机电源将继续增加,而设备变得较小,更容易使用。
目前的大多数研究都集中在人类如何与电脑互动上。在未来,工程师和操作员可能会使用无处不在的可穿戴电脑,像墙纸一样无缝地融入背景。无线技术、传感器和微芯片将被嵌入到不显眼的电子纺织品中,不会妨碍装配线上的移动。然而,散热和电池电力的挑战必须首先解决。
在少数群体报告中,一个受欢迎的2002部电影在2054年,主角使用由嵌入式传感器检测的手势操作计算机。这种情况的情景不是太远。事实上,斯坦福大学(Palo Alto,CA)的研究人员开发了一个名为指南的设备。凝视增强的用户界面设计系统使用高清摄像头和红外发光二极管,以允许用户只需通过查看屏幕即可激活计算机。
自动化和计算机技术正在迅速融合,创造出强大的新一代“智能装配”工具。ARC的Spada解释说:“这是一个利用真实和虚拟方法集成生产流程、人员、设备和信息的概念,以实现生产率、交货时间和灵活性的显著提高。”“那些(实施)智能组装战略要素的公司将获得竞争优势。”
去年,全国标准与技术研究所(NIST,Gaithersburg,MD)举办了一个关于智能装配系统的研讨会,吸引了来自领先制造商的参与者,如波音,毛毛虫,一般动力学,通用汽车,洛克希德马丁和丰田。它专注于如何开发和整合智能工具,例如馈线,夹具,机器人和紧固设备,可以解决明天的无尽产品种类需求和随后的工作站级复杂性。
NIST制造工程实验室主任戴尔•霍尔指出:“智能装配不仅仅意味着更多的自动化、机械化、传感器和优化控制。它以整体的视角,把人作为最重要的价值来源。它是由知识和信息密集型的制造业劳动力实现的。智能组装中的大多数‘智能’来自于人。”
大厅表示,目标是制定一个国家制造政策,利用“我们传统的信息技术和系统工程中的传统实力。在本领域的当前状态下,有一个“数字鸿沟”。在将来,虚拟模型将从工程工厂无缝地移动到生产地板,并且将更新虚拟模型以反映实际的工厂楼层情况。虚拟模型成为实时控制,条件监控和决策支持的基础。
波音公司目前正在使用智能装配原理开发智能工具。在NIST研讨会上,装配、集成和测试高级经理Bryan Dods解释了这家航空巨头是如何应对“数字化设计工具和生产现场系统之间的信息移动自动化”的挑战的。
波音工程师正在使用最先进的技术,如室内GPS,激光投射,射频识别和智能手动工具。该工具无线连接。例如,以网络为中心的操作将位置和处理要求传达给工具。
在操作期间,该工具将实际位置和处理变量传送到网络。网络与“逻辑”匹配“按照执行”的进程以验证和记录组装操作。根据Dods的说法,应用于这些过程的智能组件主要集中在创建智能工具上,即不再需要运营商为特定操作设定限制或扭矩。
本文的第2部分将于下月发表。它研究了塑料、产品责任、机器人和其他因素对制造商昨天、今天和明天的影响。一个
塑造组装的10种力量
1.太空竞赛。2.自动化。
3.电脑。
4.塑料。
5.机器人技术。
6.产品责任。
7.安全性和人体工程学。
8.供应链管理。
9.精益制造。
10.全球化。
10定义时刻
每隔一段时间,就会有一件事发生,它定义了一代人,或区分了一个时代。《ASSEMBLY》于1958年10月首次出版时,承诺成为“方法和思想的源泉,新观念的汇集之地和先进思想的交流中心”。一本帮助你的杂志,有时给你娱乐,甚至刺激你,但任何时候都把你的问题放在心上。”以下是10个额外的关键日期,帮助改变了过去50年的制造业的形状和范围。该清单并不意味着穷举 - 事实上,您可能不同意其中一些或质疑他人为什么被遗忘。实际上,一些事件缺失,例如柏林墙(1961年8月13日)的勃起和古巴导弹危机的开始(1962年10月14日)。这两项活动都会推动冷战,并帮助刺激了航空航天和国防行业的众多进步。
1958年10月1日
美国国家航空航天局(NASA)是美国国会为了回应俄罗斯最近发射的人造卫星而成立的。1961年6月13日
George Devol Jr.获得美国专利2988237号“程序化物品转移”,这是世界上第一个工业机器人。1963年1月24日
一个地标加州法院决定,“格林曼与yuba Power产品公司”,重新定义了产品责任。19770年12月29日
理查德M.尼克松总统签署了1970年的职业安全和卫生法,创造了职业安全与健康管理局。1977年8月15日
旭电公司成立。该公司在为太阳能设备组装电子控制器时率先提出了合同制造的概念。1981年8月12日
IBM公司推出第一台个人电脑。1982年11月1日
第一辆车在马里斯维尔的新装配厂驶入了哦,哦。1990年10月15日
首款揭示丰田生产系统的书籍之一,“改变世界的机器”发表,并创造了“精益制造”一词。1992年12月17日
北美自由贸易协定是由加拿大、墨西哥和美国签署的。2001年12月11日
中国正式加入世界贸易组织。点击“额外”,找到过去50年的制造,工程,技术,商业和流行文化中的关键事件时间表。