如何避免工業(yè)機器人交付使用中的缺陷?

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當前,工業(yè)機器人的產品穩(wěn)定性和功能性都在不斷迭代,新行業(yè)應用也在不斷挖掘,所以產品在使用時出現(xiàn)錯誤很難避免。但是缺陷必須高度重視,因為是在客戶使用時而非在產品或項目研發(fā)周期中發(fā)現(xiàn),這會給客戶帶來不友好的體驗,從而影響尾款甚至后續(xù)訂單。

“每周,在綜合服務部門的客戶產品使用問題匯報會議上,軟件、電氣、機械、測試、項目等部門的人員齊聚,看著投影幕布上客戶使用問題列表,產品經理總有一種‘專家會診’的感覺。有時去到生產車間,看到被拆解的客戶返修的產品,如同‘動了手術’一般。”一位工業(yè)機器人業(yè)內人士如此感慨。

這些客戶反饋回來的產品問題,可認為是被交付出去的錯誤,即缺陷,而在交付之前被修正的錯誤,不能算是缺陷。盡管存在客戶誤操作導致的錯誤,但是大部分可以算是缺陷。

當前,工業(yè)機器人的產品穩(wěn)定性和功能性都在不斷迭代,新行業(yè)應用也在不斷挖掘,所以產品在使用時出現(xiàn)錯誤很難避免。但是缺陷必須高度重視,因為是在客戶使用時而非在產品或項目研發(fā)周期中發(fā)現(xiàn),這會給客戶帶來不友好的體驗,從而影響尾款甚至后續(xù)訂單。盡管這并非絕對的“壞事”,對于工業(yè)機器人制造企業(yè)而言,客戶間接的完善了產品測試,以便產品升級迭代。不過,很少有客戶愿意做新產品或新應用的“小白鼠”。

按豐田生產體系創(chuàng)建人新鄉(xiāng)重夫的說法:“我們絕對不可能避免錯誤,但是我們可以避免錯誤成為缺陷。”無論是工業(yè)機器人本體制造商,還是系統(tǒng)集成商,都可以避免缺陷。

主要有哪些缺陷?

工業(yè)機器人作為工業(yè)產品,客戶在使用時主要涉及三大類缺陷:軟件、硬件和服務。

工業(yè)有形產品質量模型

資料來源:公開資料

軟件易用性:機器人在編程示教時,設計方便非專業(yè)人士高效編程的使用方式(如ABB推出的Wizard簡易編程)。

軟件維護性:機器人控制器可以通過更新升級的方式解決BUG。

硬件安全性:協(xié)作機器人碰到人或者外部設備停止的能力。

硬件維修性:工業(yè)機器人因零點丟失重新標定后,原示教點可用及準確度的能力。

服務中響應性:客戶提出售后服務后,響應客戶的時效性(如8小時內遠程處理,24小時內上門服務)。

服務中有形設施:專職專業(yè)的技術支持團隊及其區(qū)域分配情況。

如何避免缺陷?

1.參考相關標準

在人類歷史上,對于有60余年發(fā)展的工業(yè)機器人而言,其可供參考的標準已較為完善。

就中國而言,1991年我國就發(fā)布了機器人相關的行業(yè)標準,1993年我國發(fā)布了工業(yè)機器人相關的國家標準。

1991年6月11日,中國機械電子工業(yè)部同時發(fā)布了三個機械行業(yè)相關的工業(yè)機器人行業(yè)標準,它們分別是:JB 5063-1991《搬運機器人通用技術條件》、JB/T 5065-1991《弧焊機器人通用技術條件》和JB/T 5064-1991《裝配機器人通用技術條件》。

1993年4月3日,全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會同時發(fā)布了二個工業(yè)機器人相關的國家標準,它們分別是:GB/T 14284-1993《工業(yè)機器人通用技術條件》和GB/T 14283-1993《點焊機器人通用技術條件》。

隨后的近30年間,我國不斷完善了工業(yè)機器人相關的安全、設計、性能、應用等方面的國家標準,為工業(yè)機器人產品及其應用行業(yè)提供質量保障,同時也是國家技術和經濟能力的綜合反映。

中國工業(yè)機器人及其相關的國家標準

(統(tǒng)計截至2020年7月10日)

資料來源:公開資料

按照國家統(tǒng)一標準將提高工業(yè)機器人集成的普適性和易用性,如采用規(guī)定的機器人末端法蘭標準,將眾多品牌工業(yè)機器人(以小型多關節(jié)和協(xié)作為例)與末端執(zhí)行器法蘭統(tǒng)一,在安裝不同應用需求的末端執(zhí)行器(電爪、氣爪、軟爪、力傳感器、打磨工具、焊槍、噴槍等)的情況下,可以自由切換,從而省去設計和加工多種末端連接件的麻煩。

2.以客戶為中心

對于工業(yè)機器人定制化項目而言,某些應用功能的開發(fā)和集成設備的設計,都需要以客戶為中心。因為大部分本體制造商,對于多種行業(yè)所需要的工藝經驗不足,且客戶積累多年的產線加工操作技巧也需要在軟件使用上體現(xiàn)。

沒有或較少焊接經驗的研發(fā)工程師要開發(fā)弧焊軟件,除了網絡上所能查詢到的資源外,最好能通過客戶調研、訪談、分析來定義需求,同時深入客戶現(xiàn)場了解焊接工藝和與人工焊接的區(qū)別,以便開發(fā)出完善、易用、高效的弧焊軟件。

此外,對于制造業(yè)的企業(yè)而言,要實現(xiàn)“智能制造轉型”,需要“以客戶為中心”的理念。因為未來的“智能制造”將以C2M(用戶直連制造)平臺模式為發(fā)展趨勢,即基于工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等新興技術,以及通過生產線的自動化、定制化、節(jié)能化、柔性化,運用龐大的計算機系統(tǒng)隨時進行數(shù)據交換的數(shù)字化,按照客戶的訂單要求,設定供應商和生產工序,智能化的生產出個性化產品的工業(yè)化定制模式。因此,“以客戶為中心”的管理和服務,不僅表現(xiàn)在企業(yè)運營中,而且將深入企業(yè)發(fā)展的各個部門和階段。

3.嚴把測試質量

產品測試貫穿在產品研發(fā)、生產、出貨的每個階段,是產品質量保證和風險把控的重要關卡,因此在產品測試階段,建立完善的測試方法,嚴格把控測試流程,執(zhí)行權威的測試標準非常重要。

以客戶需求和應用為主的測試,將針對性的決定產品的質量。

首先,需要進行產品全功能的測試,保證產品整體性能。

其次,可以結合第三方機構進行專項測試和性能測試,以工業(yè)機器人為例,進行電磁兼容性測試、噪聲測試、振動測試、工業(yè)環(huán)境測試、位姿準確度和位姿重復性測試、距離準確度和距離重復性測試、軌跡準確度和軌跡重復性測試等。

再次,由于工業(yè)機器人適應多種行業(yè)和領域,因此需要建立多維應用測試實驗平臺,即搭建實際的應用場景(如碼垛、噴涂、拋光、焊接、裝配等)配合客戶的應用需求測試。

最后,由于大部分工業(yè)機器人都是以集成設備的形式出售給各行業(yè)終端客戶,因此,結合對應行業(yè)生產工藝,模擬產線人員操作測試,將提升設備驗收效率。

在工業(yè)機器人弧焊應用中,機器人畫圓弧的性能是非常重要的,不僅僅要測試該功能(以三點或者四點畫了圓弧為例)能否實現(xiàn),還要測試圓弧軌跡的準確度和重復性,圓弧軌跡速度特性等,以保證適應不同工件的焊接需求。

4.執(zhí)行項目仿真

在工業(yè)機器人領域,仿真不僅幫助評估機器人結構,同時表征機器人本體的運動學和動力學特性,還能構建機器人工作環(huán)境和工作流程。此外,作為智能制造的源動力,數(shù)字孿生發(fā)揮連接物理世界和信息世界的橋梁和紐帶,仿真為其提供了局部單元建?;A。

工業(yè)機器人仿真軟件在客戶項目驗收前的重要表現(xiàn):

1)以最快方式初步評估項目可行性,以便深入溝通需求;

2)直觀構建工作環(huán)境和工作流程,便于項目方案的評估;

3)隨時接受和更改客戶需求變更;

4)減少項目部署調試時間;

5)讓項目參與人員遠離特定應用下危險環(huán)境。

目前,常用的工業(yè)機器人專用仿真軟件有RobotStudio、RoboGuide、MotoSim、SIMPro、RobotMaster、RoboDK等。部分機器人系統(tǒng)集成商會采用通用建模設計軟件進行機器人應用項目仿真,如Solidworks、PRO/E、SolidEdge、UG、CATIA等。

常用的工業(yè)機器人專用仿真軟件

資料來源:公開資料

大部分專用機器人仿真軟件是與離線編程功能整合的,仿真的同時采用離線編程,將大大節(jié)省項目開發(fā)周期,同時節(jié)省調試時間。以六軸工業(yè)機器人為例,其集成項目開發(fā)中,運用仿真可以直觀測試出機器人運行時奇異點位姿及數(shù)量,從而優(yōu)化機器人執(zhí)行工藝所需的運行路徑,同時提升機器人運行程序時的節(jié)拍效率,還可以減少真實機器人停機時間,對復雜工藝任務編程縝密思考,便于修改和測試機器人程序等。

5.優(yōu)化服務體系

就有形產品而言,產品服務是實施“以客戶為中心”理念的必要條件。對于工業(yè)機器人產品而言,其產品服務包含:售前服務、售中服務和售后服務。

其中,售前服務是企業(yè)與客戶建立聯(lián)系之前,企業(yè)對產品的宣傳推廣服務,如客戶服務熱線,線上宣傳,線下宣傳等;售中服務是企業(yè)與客戶建立聯(lián)系的過程中,企業(yè)所實施的服務,如業(yè)務咨詢,演示參觀,需求對接,意向交流等;售后服務是企業(yè)與客戶達成合作開始到產品生命周期結束,企業(yè)所提供的服務,如項目合作,戰(zhàn)略合作,安裝調試,培訓指導,維修退貨等。

售前和售中服務可以看作交付產品之前的服務,因此,產品的缺陷轉變?yōu)榉盏娜毕?,于是健全的產品服務將決定產品的最終交易情況。

目前大部分企業(yè)采用CRM(客戶關系管理)系統(tǒng),比較良好的建立和保證了企業(yè)與客戶的關系。CRM理念概括包含一個中心、兩個核心點、三個支柱,即一個中心是以客戶為中心;兩個核心點分別是客戶細分和客戶生命周期管理;三個支柱是市場營銷、銷售和客戶服務。

作為衡量制造業(yè)發(fā)展水平的標準之一,工業(yè)機器人也隨著智能制造的發(fā)展而顯得不可替代。于是在智能制造的推動下,企業(yè)不僅要完善CRM系統(tǒng),還需要由生產性服務轉變?yōu)橹圃旆栈?,再上升到服務型制造,即按照《關于進一步促進服務型制造發(fā)展的指導意見》,積極利用工業(yè)互聯(lián)網等新一代信息技術賦能新制造、催生新服務,加快培育發(fā)展服務型制造新業(yè)態(tài)新模式,促進制造業(yè)提質增效和轉型升級。

企業(yè)可以通過Web3D技術,實現(xiàn)線上產品或項目3D展示和演示的功能,幫助客戶更加直觀的了解產品和項目,同時減少需求對接時間。還可以通過VR技術,更方便和直觀的提供項目設計展示,以便完善每個細節(jié)。此外,設備的管理對于終端企業(yè)和集成商來說都很重要,可以采用設備全生命周期管理(DLM),隨時隨地查看設備狀態(tài),同時在遇到報警故障發(fā)生時,自動提供故障處理建議,提高故障排除效率。

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