探秘日产汽车未来工厂——人体工程学与技术的进步使人类和机器尽显其能

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(2020年3月6日,北京)日产汽车(简称日产)为生产新一代电动化、智能化和网联化车型,正在对工厂进行大量投资升级技术与设施。


日产汽车为生产新一代电动化、智能化和网联化车型,正在对工厂进行大量投资升级技术与设施

此次日产针对生产自动化和机器人技术的投资并不意味着机器将主导未来的工厂生产,工厂的生产仍然会依赖人工,而技术将辅助人类工作进而提高生产效率。日产的目标不仅是实现产能最大化,同时在预防操作失误、保证质量、降低工人压力与疲劳等方面展现成效。

日产工程团队致力于人体工程学的研究,分析工人在作业中的特定动作为身体带来的物理负担(例如举起重物、伸展、转身或下蹲),以及因重复操作或注意力高度集中所带来的精神负担,并选择其中最为繁重的作业流程,提出相应的解决方案,使生产环境变得更加轻松。

合理进行自动化生产

对于某些相对简单、且只需进行重复作业的生产环节非常适合交由机器来完成。比如在组装车顶的环节中,为了安装位于车顶内部的一层材质,工人必须进入每一辆车厢内部,方可完成这项高强度工作。当车辆搭载越来越多的智能网联设备后,更多的控制装置将集中在车顶区域,使得这一项工作变得更加艰巨。


通过机器人组装车顶节省更多人力

日产的解决方案是利用机器人从车辆前端将该部件送入车厢内,然后在正确的位置进行安装作业。

日产汽车公司新型自动化流程工作人员表示:“车顶组装是一项对体力要求非常高的工作,并且难度也在不断增加,而自动化需要数年的开发和测试,我们更希望让工人去完成那些需要发挥人类能动性的工作。”

自动化还能够提升质量管控过程,从而使消费者受益。日产汽车日本工厂的检测人员只需通过语音识别系统,就可以准确地完成对车辆的检测。检测结果及数据会被自动记录,不仅排除错误,还能够免除繁复的文书工作和不必要的移动。

协作式机器人提升安全保障

在焊接、组装生产线上通常会使用工业机器人。但是出于对工业机器人的尺寸、使用强度和运转速度等安全方面的考虑,通常会将机器人放置在安全围栏里。

相比之下,协作式机器人(collaborative robots)为需要工人与机器紧密协作的作业环节提供了完美的解决方案。协作式机器人主要由限定了输出功率和运行速度的机械臂组成。除了动作极度敏捷之外,协作式机器人还可以进行重新编程,以学习新任务。

日产在其追浜车辆组装工厂和横滨动力系统工厂中,利用优傲UR10协作式机器人(Universal Robots’ UR-10 cobots)完成多项需要频繁抬升或重复性的作业,如松开螺栓或搬运发动机部件等。


协作式机器人(collaborative robots)为需要工人与机器紧密协作的作业环节提供了完美的解决方案

横滨工厂生产工程师Miyako Shiraishi表示:“选择协作式机器人的原因很多。协作式机器人可以与工人们共享作业空间,我们不需要安全围栏就可以构建作业系统,并且可以轻松地移动协作式机器人以适应生产需求的变化。”

低成本自动化(Karakuri

“低成本自动化(Karakuri)”源于日本具有百年传统的机械玩偶,指使用传统的机械部件而非电子、液压或气动的装置完成作业。


日产全球各地的工厂里运用了多种“低成本自动化(Karakuri)”设备

“低成本自动化(Karakuri)”设备通过运用挂钩、滑轮及重力平衡,提供巧妙且环保的解决方案。汽车制造商使用“低成本自动化(Karakuri)”进行长距离运输,或将指定工序的零部件自动交付到工人手中,从而使工作更轻松,更高效。

日产在全球各地的工厂里运用了多种“低成本自动化(Karakuri)”设备。工程师通过不断试验,开发和测试新的设备。对于工程师而言,设计“低成本自动化(Karakuri)”设备是一项具有逻辑性和创造性的工作,可以降低生产成本并提高生产效率,简化繁琐的工作并防止出现错误。

机械外骨骼设备减轻工人负担

日产在其巴塞罗那工厂测试了机械外骨骼设备,这种创新设备显示出增强工人体力和耐力的巨大潜力。机械外骨骼设备重量较轻(重量为1.5-3公斤),能够为执行繁重作业的工人提供肩部和手臂的支撑。在日产汽车巴塞罗那工厂,该设备已被证明可以减少高达60%的肌肉疲劳。


使用机械外骨骼设备减轻工人负担

日产利用诸多技术来减轻工人的负担。在一些工厂中,工人们可以坐在附着于机器臂的“人体工学椅(ergo-chairs)”上,快速、轻松地进入车厢内部。在某些情况下,日产汽车甚至对车辆本身进行了重新设计,使其更加易于制造。

所有这些举措都基于日产对于汽车制造的理解,即无论未来的汽车工艺多么复杂,人类都是不可替代的重要组成部分。如今,日产通过技术的进步和创造性的工程解决方案确保工人发挥出最大的才能,并最大程度地减少工人的作业负担。

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