霍尼韦尔智能化的机器人码垛解决方案增加了人员配备和生产灵活性

来自霍尼韦尔智能的机器人码垛解决方案增加了人员配置和生产灵活性，避免了工人受伤，并节省了建筑空间

请注意:本案例研究中的“霍尼韦尔智能”指的是全经联物流。2016年被霍尼韦尔收购的Intelligrated于2009年收购了全经联Logistex的北美和南美业务。

Dan Schodowski面临着一个挑战。作为俄亥俄州索伦市JTM Products, Inc.的总裁兼首席执行官，Schodowski知道公司已经做好了成长的准备，做出正确的投资选择将是至关重要的。公司应该购买一个现有的设施还是建立一个新的设施?需要什么新的物料处理设备来支持公司的发展?也许最著名的是墨菲®油皂原始制造商的剩余部分，在1991年被卖给高露洁棕榈公司，JTM成立于1890年作为凤凰石油公司，生产车轴润滑脂，皮带敷料和润滑油为工业革命。如今，该公司仍由创始人耶利米·蒂莫西·墨菲(Jeremiah Timothy Murphy)的孙子们私人持有，他的首字母构成了公司的名字。JTM的业务集中在两个产品线:Murphy™轮胎安装和拆卸润滑剂;以及Phoenix™管道连接润滑剂，用于供水和下水管道的建设。该公司还从事自有商标和特种产品制造。在Schodowski看来，JTM年销售额高达1,000万美元的稳定表现，以及两大产品线约65%的市场份额，为公司提供了增长所需的财务稳定。 But in the back of his mind, Schodowski knew that if he were to expand JTM, changes in production techniques would be inevitable for the 114-year old company, its employees and its owners.

一旦JTM决定了一个新地点——现在的地点就在克利夫兰郊外——Schodowski的下一个挑战是满足JTM产品系列的材料处理要求。墨菲系列产品主要包装在25磅和40磅桶中，而凤凰系列主要包装在夸脱或加仑容器的情况下。由于两套产品在装运前都需要装托盘，斯库多夫斯基的工厂员工要做很多缓慢而繁重的搬运工作。“当我们决定搬迁时，我们考虑了如何以不同的方式建立我们的业务，”Schodowski说。“我们在旧建筑里的布局很分散，我们不能引进自动码垛机或其他自动化设备。我们不得不不断增加人手，手工把产品装到托盘上，然后运到其他地方进行收缩包装。”“当我们开始布置新设备时，我们知道我们有更多的空间，我们可以同时运行两条线，”Schodowski说。“在老工厂同时运行是一种困境。为了做到这一点，我们需要额外的人手，即使两条线路都没有运行，人手也会在那里。”我们需要的是一个能够处理两条产品线的解决方案。 This would allow JTM to allocate more space in the new 70,000-squarefoot facility for its chemical processing and packaging equipment and its inventory. The answer was an automated palletizer that could palletize both pails and cases.

斯库多夫斯基说:“一石二鸟，我们想，如果我们有一个自动码垛机，那么我们就不需要有人在生产线的末端了。”“我们的想法不是要减少任何工作岗位，但我们也不想在业务开始增长时增加任何人员。”两人与JTM的运营总监拉里•威尔逊(Larry Wilson)一起研究了各自的选择。两人都是高露洁棕榄的资深员工——威尔逊负责人力资源和制造业，而斯库多夫斯基负责会计和金融——都确信，自动化码垛解决方案将是最具成本效益的方式。拟定了一份供应商的简短名单。它很快被缩小到一个:霍尼韦尔智能(Honeywell Intelligrated)的码垛机，这是唯一一家提供既能处理桶又能处理箱子的集成解决方案的供应商。该解决方案将赢得JTM的销售，它是一个集成的机器人堆垛单元，配有Motoman®关节臂机器人和Alvey真空末端执行器。JTM的机器人堆垛机使用Motoman关节臂和霍尼韦尔智能公司内部设计和制造的Alvey真空型卸料器。真空末端执行器允许机器人有效地处理桶和纸箱和JTM采用的各种托盘模式。Schodowski说:“要么买两个独立的码垛机来处理箱子和处理桶，要么寻找一个可以同时处理两者的解决方案。” “When we found out that Honeywell Intelligrated’s palletizers offered us the ability to palletize both product lines with one piece of equipment, we wanted to look at that option.” Installing the robotic palletizer would also free up floor space in the new plant.

在JTM新工厂的中心，一侧是加工和包装设备，另一侧是堆叠的箱子和桶的托盘，放置着JTM的机器人码垛单元，它被封闭在一个安全笼中。在背景中，一桶桶墨菲轮胎润滑剂浆糊被灌满、盖上盖子并被输送到牢房。随着呼呼地运动，机器人旋转，从它的托盘装载站拿起一个空托盘，并把它放在一个出料托盘输送机开始的位置，这样它就可以开始对桶进行码垛。在该项目的原始设计中，在一个序列开始时，10个托盘被预装到托盘装载站上，机器人开始计数。霍尼韦尔智能公司目前正在进行一项修改，将允许垛机感知多少托盘已装载到托盘站。这将允许操作人员在一次作业开始时加载任意数量的托盘，最多可加载10个托盘，提供了JTM的灵活性，可以进行更短的作业时间和不同的尺寸，而无需手动将托盘从单元中取出。在单元的进料侧，霍尼韦尔智能堆积输送机从生产输送带取桶，并根据机器人控制系统的指令将桶排到机器人的队列中。根据特定码垛操作中使用的产品大小和堆垛模式，机器人的真空工具通过连接到桶的顶部，每次拾取一到三个桶，然后将它们放下，形成一排排和多层的码垛产品。当托盘装满时，它们被自动收缩包装器收缩包装，并由叉车带到车间的库存。

类似的过程发生在凤凰管道润滑剂的情况下。操作员在开始时设置系统，装载托盘，然后让机器人挑选一个托盘开始堆叠。病例从第二条输入线进入细胞，整个过程重新开始。霍尼韦尔智能化系统具有设计灵活性。虽然JTM目前还没有使用机器人的全部能力同时将两条生产线送入码垛单元，但机器人使JTM能够随时提高产量。除了允许JTM一次运行两条线之外，码垛单元处理各种堆叠模式和托盘大小，以及管理不同的桶和箱子大小。对于25磅重的墨菲桶，机器人将40英寸× 48英寸的托盘堆叠成四层，每层包含12个桶。40磅重的墨菲桶按两种模式堆叠。在40英寸乘48英寸的托盘上，图案是三层，每层12桶。在48英寸乘48英寸的托盘上，图案是三层，每层16桶。 For the Phoenix cases of quart containers, the robot uses a 40” by 48” pallet to load 10 layers of five cases each. For the cases of gallon containers, the robot stacks a 40” by 48” pallet six on a layer, six layers tall. Since the case patterns require different placement angles, the robot is able to pick two cases at a time, put one down, turn the second, and then put it down. Honeywell Intelligrated has helped add an additional stacking pattern since the robot was installed.

霍尼韦尔智能机器人产品工程经理Tom Simone表示:“JTM的机器人单元使用了一种复杂的控制系统，最大限度地减少了操作界面所需的数量。“为了设计这个牢房，我们必须考虑要处理的桶和盒子的大小。由于每个产品都有自己的托盘构建模式和生产速率，我们必须确定每次必须选择多少每种产品，然后开始构建模式。西蒙尼补充说:“我们还决定，因为我们必须处理桶和盒子，我们将使用真空末端执行器而不是机械的。”“因为我们必须选择不同的产品和不同的数量，因为模式要求我们以几种不同的方式释放产品，真空是正确的工具。我们还选择了真空吸尘器，因为它可以从顶部提取两种类型的产品，这是最有效和高效的方法。”JTM的机器人堆垛机没有辜负Schodowski和Wilson的期望。虽然JTM只使用了65%的产能，剩余的产能将用于持续增长，但Wilson估计，该单元现在处理了JTM 75%的年业务量。这意味着每年超过20万桶和15万箱的表现令人印象深刻，其中75%的桶是25磅大小，75%的箱子装有夸脱容器。威尔逊说，在一个典型的堆垛工作中，该车间处理60个25磅桶的托盘，20个40磅桶的托盘，40个夸脱箱的托盘，25个加仑箱的托盘。JTM工厂目前每周工作5天，一班7.25小时，有8名工人，但不是每天都装托盘。 JTM employs 20 people overall. On a heavy day, the robot palletizes as many as 70 pallets of 25-pound pails, up to 3,300 pails total. An average day sees 2,800 pails palletized compared with the 1,800 pails that could be hand-stacked in a day at the old facility, generating a 55 percent productivity gain that has enabled moderate sales growth since the robot was installed. The robot’s addition to capacity has also freed the crew to work on other tasks in the factory. “In the old facility without the robot, I would have had to add two people to get up to this volume,” said Wilson. Beyond adding capacity, the decision to install a robot was due in large part to the founding family’s values and to the safety and ergonomic issues surrounding a loyal, but aging, factory crew. With the robot, some of the crew’s most labor-intensive work has been eliminated.

“这样做是正确的，”威尔逊说。“墨菲兄弟和所有为他们工作的人关系都很好，在JTM，每个人都相互尊重。”工厂会议室墙上的一块牌匾，可以追溯到1918年，证明了员工和墨菲夫妇之间的温暖感情。这个由公司所有员工签名的牌匾，宣告了他们对墨菲家族的奉献。Schodowski说:“并不是所有的事情都建立在经济的基础上，即使我们认为这个项目有很好的回报。”“我们可以拯救某人的背部，这可能是一个工人的赔偿要求在未来的某个地方。这些可能会非常昂贵。当你考虑到所有这些类型的成本时，你可以说这是绝对值得的。”尽管具体的数据并不是Schodowski在实施该项目时主要关注的问题，但他相信JTM在机器人上的投资将很快获得回报。他补充说:“我计算了一下，它至少相当于一个人的工资和福利，所以我的回报可能只有4年。” “I think the payback could be even quicker because as we grow, we won’t have to add additional personnel. Our original plan was to keep to a crew of eight, which is where we are today.”

当机器人第一次到达时，威尔逊说他的团队有点怀疑，也有点担心。但随着时间的推移，这些感觉变成了感激。威尔逊说，几个月后，他的船员们开始说:“哇，我们已经很长时间没有捡到任何箱子或桶了。这真是太好了。”威尔逊补充说，事实上，这种恐惧也变成了灵感，因为有一天，他的团队自己重新配置了一条繁重的人工辅助线路，让它也能通过机器人运行。他说:“他们把这条生产线倒转了所有的传送带，让它通过了垛机。”“他们现在要做的就是把箱子打包，机器人会把它们都堆起来。”JTM的机器人堆垛机，额定寿命可达20年，自安装以来一直表现可靠。JTM公司将其设备保留了很长一段时间，该公司希望其新机器人在未来几年都能成为其可靠的运营工具。

斯库多夫斯基开玩笑说:“如果你在车间里走一圈，就会发现我们有一台特别的机器，我想《摩登原始人》里的机器还在运行。”“如果我们维护这些设备，我们希望只要我们需要它，它就能使用多久。”威尔逊是该项目的首席架构师，他和斯库多夫斯基一起努力让公司的所有者和员工同意实施机器人的决定。他赞扬了霍尼韦尔智能系统的设计、集成和支持，该系统已经达到并超过了公司的所有目标。威尔逊说:“霍尼韦尔智能公司做到了一切。“他们负责工程设计、人员配备、整合，从开始到结束的整个流程。他们从一张纸开始，到地板上生产他们需要生产的东西。如果我要再买一次，我会再从霍尼韦尔智能公司买一次，不管是什么应用。”对于JTM产品的敬业员工、经理和所有者来说，同样的忠诚传统似乎是另一个114年成功的公式。