产品的生命周期越来越短。据估计，一家典型公司每年50%的收入来自于前三年推出的产品。长期的摇钱树——在公司投资组合中存在多年的产品——正在成为过去。

这一点在消费电子行业表现得最为明显。例如，苹果公司(Apple Inc.)自2010年4月推出平板电脑iPad以来，已经推出了六代iPad。事实上，第四代iPad比第三代iPad晚了7.5个月才上市。

电子制造不是唯一体现模型营业额晕眩效果的行业。每个行业都感受到压力。咨询公司Capgemini的一项研究发现，汽车工业的产品生命周期稳步下降，从1970年的7.5岁到2005年。（产品生命周期被定义为来自模型更换或模型更换或模型更换的时间跨度主要的整容。）大概，汽车行业的产品生命周期现在较短。

在这种情况下，人们可能会预期灵活装配系统的使用在过去十年中有所增加。事实上，事实可能正好相反。

矛盾的数据

在我们的年度资本设备支出调查中，我们请读者告诉我们他们使用什么方法来完成组装任务:手动、半自动、可编程自动化或固定自动化。

在87%的工厂中，手工装配由操作人员使用手动工具或手持电动工具完成。半自动装配——在62%的工厂执行——被定义为手工装配和操作员服务机器的结合。

可编程自动化是灵活的自动化设备，无论是同步还是不同步，都以最小的操作员干预运行。它通常可以在不到24小时内重新编程并重新降低以适应产品变化。固定自动化是传统的，专用的“硬自动化”。这些是相对不灵活的系统，通常是同步的，运行最小的操作员干预。这种系统通常需要大量修改或改变以适应产品变化。

根据我们的调查，在过去10年里，使用固定自动化装配系统的工厂的比例一直稳定在18%左右。但可编程自动化却不是这样。2005年，39%的工厂采用了可编程组装系统。2014年，只有27%。

虽然可编程自动化仍然比固定自动化更受欢迎，但采用可编程技术的工厂的比例已经下降。这些数据似乎与人们所认为的需要更大灵活性的做法相矛盾。

系统集成商ATC Automation的工程总监鲍勃•赖斯承认，这些数据令人费解。“如果你今天走进我们的工厂，你会看到车间里有100个机器人，”他说。“十年前，你可能见过。这就是我们现在正在构建的东西的本质。机器人的价格下降了很多，你可以用一个机器人来代替一个专用的气动拾取和放置装置，它是完全灵活和可编程的。

“你会看到的另一件事是模块化系统。在过去，你常常会看到很多精确连接的传送带和这些大型战舰系统，所有东西都绑在一起。今天，你会看到更多基于托盘转移生产线的模块化系统。你可以很容易地把一个站点拖出来，再把另一个站点拖进去。”

Al Stone博士，系统集成商销售和应用经理创世纪自动化他也对调查数据感到困惑。他说:“我在自动化行业已经35年了，这有点像艺术品机器的时兴和过时。”“几年前，大型凸轮驱动系统很流行。他们多年来一直在生产零件。那种机器已经不存在了。制造商希望更快地进入市场，他们不想在硬自动化上投入巨资。”

Systems Integrator Flexible Inc.的总裁Andy Osterholzer，建议调查难题可能只是一个语义问题。一个调查接受者的“固定”和“可编程”自动化的定义可能与另一个不同的不同。

“对我来说，自动化几乎是编程的代名词，”他解释道。“甚至专用机器都是智能机器这些天。它们都有PLC，几乎每台机器都配备了Vision System ...一种激光标记......以及用于可追溯性的数据测井技术。“

为了说明他的观点，Osterhthzer目的是他公司最近设计的几个大容量装配系统。两者都是由Weiss North Americal Inc.的拾取O-MAT CAM驱动的旋转索引表盘建造，既需要循环时间少于3秒。

其中一个设计用来组装一个两脚电子连接器和一个四脚连接器，这两种连接器都有不同的颜色。另一种设计用于组装橡胶轮，以支持前面装载的洗衣机和烘干机的旋转滚筒。车轮采用不同的材料和轴长。总共有六个零件号组装在机器上。

“这些系统绝对是‘灵活的自动化’，但它们也是专用机器，”他说。“一旦你用工具把底盘组装起来，你就不会用它来做任何其他事情了。”

系统设计因素

影响多工位自动化装配系统总体设计的因素很多，包括产量、车型组合、占地面积要求，以及要装配的部件的尺寸和数量。如果产量高，车型组合少，零件少，固定自动化是可行的。除非组件是分段处理的，否则线性输送系统将难以匹配更传统的“硬自动化”的输出。

如果产量较低，模型混合较多，且零件相对较大，则需要更灵活的元胞方法。事实上，工程师甚至可以选择一系列独立的半自动机器，而不是集成生产线。

“你现在看到了更多的精细细胞，”米饭说。“曾经是一个禁忌，因为精益细胞需要运营商。好吧，你可以买到最灵活的设备是一个人。如果您有一个才能持续三个月的产品，那么您将更好地享受运营商处理下一步变更。“

如果生产量是唯一的考虑因素，OstorHolzer说，如果基于输送机的线性系统和旋转索引拨盘之间的选择是折叠的。

“如果周期在4到8秒之间，你可以任意选择，”他说。“旋转拨号系统可能比同等的传送带系统更便宜。

“另一方面，在某种程度上，你只是不想在旋转拨号机周围放更多东西。它变成了一个难以伺候的大怪物。输送机系统更容易维护，因为它可以接近设备。你可以把它们展开。你的生产层中间不会有这么大的区块。”

成本也是一个因素。通常，首次购买自动化产品的人对自动化装配系统能实现什么有宏大的想法，但后来在审查集成商的报价时，却遭受了高昂的价码。

“我们与客户合作。你的预算是多少?你的核心竞争力是什么?你真正需要的是什么技术?”石头解释道。“然后我们会想出一个符合他们预算的系统——只要预算是合理的。许多客户认为我们可以用不到2000美元的价格实现一个视觉系统。这是不现实的。”

甚至个人偏好也会影响这个等式。奥斯特霍尔泽说:“我知道有些人永远不会让过低的传送带进入他们的工厂。”“即使传送带会减少机器的总占地面积，他们也不会使用它。”

获得灵活性

他们可能不会对客户这么说，但是自动化工程师不喜欢“灵活性”和“模型变化”这样的词。他们更愿意设计一台机器来运行单一的产品。

“有时候，为机器创造灵活性意味着你必须做出很多妥协，”Stone说。“假设你想在同一台机器上组装6个变种，但其中一个真的很难组装。工程师们总是会在设计上做出让步，以适应运行速度低、难度大的部分，而他们本可以有一台更坚固的机器。”

灵活性也增加了复杂性和成本。当变体在一台机器上组装时，防错误就变得至关重要。需要多个传感器和视觉系统，以确保正确的部件安装在正确的产品。

这并不是说汇编者无法期望或需要从自动装配系统中获得一定程度的灵活性。与韦斯的HP线性电机的拾取单元一样，来自COMEMOTION Inc.的EZ伺服驱动的旋转索引器的HP线性电动机旋转单位，或来自Magnemotion Inc.的Quickstick线性电机运输系统，使工程师前所未有的对索引控制和装配动作。

ATC的Rice回忆了最近一个涉及伺服驱动旋转分度仪的项目。表盘有16个位置，但一半用于一种产品，其余8个用于另一种产品。转换仅仅是一个简单的改变索引位置的问题——一个简单的编程修正。

当然，机器人是最终的灵活组装技术。实际上，如果产品设计和循环时间允许它，一个机器人可以从开始完成整个产品。

自动化工程师喜欢机器人并不是因为它们处理产品变体的能力，而是因为它们处理突发事件的能力。它们是风险管理工具。

“必须气动机制只能从点A到B点，”OsterHolzer说。“但如果我需要去点C怎么办？如果客户突然决定他的机器应该有三个放电车道而不是两个，而不是问题。我只能重新编程机器人。“

作为一个例子，Osterholzer指出，最近的一个组装应用程序要求将塑料垫圈压在塑料配件上。他回忆道:“垫圈并不总是能很好地将工具剥离，有时它会挂在配件内部的闪光上。”“因为我们在这个应用程序中使用了一个机器人，所以我们能够对它进行编程，在Z行程上执行轻微的双击动作。这种动作几乎察觉不到，但它有助于把洗衣机放到位。用气动拾取装置是绝对做不到这一点的。

“现在，这与产品结构无关。这只是风险缓解。当你在项目的引用阶段时，你永远不知道部件会如何表现，这就是为什么我们更倾向于使用机器人。”