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自动化瘦路：LJ焊接精简电气工艺

石油和天然气似乎与医疗设备制造没有太多共同点，但总部位于埃德蒙顿的LJ焊接自动化公司(LJ Welding Automation)在阿尔伯塔省的能源业有着根基，它拥有通用电气医疗保健公司(GE Healthcare)所需的专业知识，帮助其位于南卡罗来纳州佛罗伦萨的工厂简化两个关键流程。

最初的项目涉及5.5吨的铝氦容器的处理和焊接，这是磁共振成像(MRI)机器的核心部件。这一成功导致了第二个项目的设计和建造，涉及到一个通用的圆形夹具——一个28轴形成装置，纠正船舶在运输和处理过程中经常发生的轻微变形。

LJ had begun to diversify when its current owners acquired the company in 2006. Because oil and gas is “one of the more technologically advanced businesses,” notes engineer and LJ co-owner Ryan Holt, the company’s specialty – delivering automated material handling and welding solutions for pipes and vessels – has proven to be remarkably versatile.

“无论您是焊接用于油气和天然气的血管还是MRI扫描仪的氦气，相同的原则都适用，”Holt说。

精益方式的自动化

GE Healthcare是精益生产方法的全球领导者，并根据精益原则应用自动化。因此，而不是询问，“我们如何自动化人类完成的任务以减少头部？”GE Healthcare生产团队询问，“如何自动化如何帮助我们使这个更好的过程？”

在此愿景中，在GE Healthcare的自动化解决方案的创建是协作的 - 输入所有利益相关者，包括商店地板上的运营商。“这不是提供闪亮的产品，”霍尔特说。“这些人想要拥有这项技术并使其工作，并将它们分开。”

GE Healthcare生产团队正在寻找的是一种创造一个称为单件式流量的精益条件的方法，其中船只通过焊接过程无线地流动，然后，一旦焊接完成，就会在相对的端进入过程在工作区域，触发下一个船只装载。

“不要问，‘我们如何能将人工完成的任务自动化，以减少员工数量?通用电气医疗生产团队在问，“自动化如何帮助我们使这一过程变得更好?”’”

当实现流动时，产生的速度，质量，安全性和成本的改善通常是戏剧性的。

以前的过程是以两个阶段执行的。首先，将容器通过辊上的起重机放置，露出两个接缝区域，该接缝区域手动焊接。然后，船被起重机重新定位，以进入焊接器完成剩余两个接缝的第二区域。

从倾斜的角度来看，这种船只额外的船只是一体式流动的屏障，而GE生产团队正在寻找一种消除船舶额外定位的方法。

经过严格的供应商选择过程，GE最终选定了LJ，与天然气供应商Praxair合作。尽管与3000公里外的加拿大供应商合作存在一些问题，但LJ的沟通技巧赢得了团队的支持。

一种新方法

LJ的工程师咨询了Praxair的工程师和GE医疗生产团队，然后提出了一个独特的解决方案。因为容器是甜甜圈形状的，所以可以使用一个膨胀的抓取器从内部固定它，暴露整个工作表面。通过这种方式，焊接可以在不重新定位容器的情况下完成，这使得创建流程和自动化焊接过程成为可能。

通用电气医疗集团(GE Healthcare)首席制造工程师凯尔•拉塞尔(Kyle Russell)表示:“为了抓住下一块市场，你希望一切都从后面拉动。”这正是他的解决方案所要做的。我把氦气容器装上，它是一个单独的部件，流经整个过程。然后它拉动下一个血管，然后它进入并移动。所以这真的推动我们朝着我们所寻找的单一流心态前进。”

有趣的是，最大的挑战不是自动焊接，而是5.5吨船舶的处理。霍尔特说:“你不能让血管变形，但你必须牢牢地抓住它，这样它才不会掉到地上。”“这听起来很简单，但其实有很多。”

为了获得批准，LJ向一个多功能团队演示了这一概念，使用了通用电气医疗保健公司从LJ的计算机辅助设计模型中生产的3d打印生产组件的复制品。团队同意了这个计划，LJ也得到了批准。

当工作原型准备就绪时，GE Healthcare团队飞往Edmonton，以便在行动中查看解决方案。成功完成测试后，GE Healthcare团队开始将系统放入生产中的过程。

该项目一直是一项重大成功，即使由高标准而设为精益改进。焊接过程的循环时间从九小时减少到五个，已经消除了架空起重机使用，并且该过程中的直接劳动已经减少了一半。流线型解决方案还降低了焊缝缺陷和返工。

虽然该项目吹嘘了2.5年的乐度，但这并不是关于铺设生产人员。事实上，该项目被用作培训练习，以帮助员工与技术保持同步。

“我们认为这是人们发展他们技能的机会，”罗素“说，”我们的很多焊工都有机会探索传统上被认为是更高级别的工作的事情。例如，他们能够练习超声波测试和模具遥测测试等非破坏性测试方法。“

拉塞尔说，在其等级中拥有更深层次的专业知识使公司更加强大。“通过使公司更加强大，我们有更多人回到支票的能力 - 这真的把我们推向了未来。”

减少各种设备

在氦船焊接过程的成功改进之后，GE生产团队要求LJ帮助改善另一个过程。外部真空圆柱体在氦气容器周围提供绝缘层，通过运输和处理来显微扭曲，但必须完全圆形以满足生产标准。通过施加仔细压力来实现圆角，以便形成部分以确切的规格。

在以前的环境中，有五个圆形夹具根据经过舍入面积的产品而互换，它们未配置为创建流量。这些问题在商店地板上被广泛承认。

“该网站一直在偶尔这样做，”斯科特仓促，高级制造工程师，GE Healthcare说：“这是一个机会得到它。”

为了更好地了解情况，GE Healthcare生产团队将通过一个名为生产准备过程（3P）的过程进行咨询，这是一个咨询方法，跨职能团队使用精益标准调查问题。

“我们做了3P的研究，发现为了创造流程，我们必须在所有产品中拥有共同的设备，”仓促。“如果我们可以坚持普通，我们可以开始减少该地区所需的设备数量。这意味着减少维护，更少的变化，更少的火灾。“

夹具设计也需要改变。“我们现有的舍入站都是一个单向的，”仓促说。“你将零件推进，然后你反向将它们拉出来。所以你没有任何通过。“

仓促与LJ团队合作开发一个概念，其中船舶可以装入舍入站的前端，一旦过程完成，就会流出后端。“我们想用单件线性流量排列 - 直接沿着线条，”他说。

和之前的项目一样，这个过程是协作的，最终的设计由运营商提供了许多想法。哈斯蒂说:“我的客户是必须使用这些设备的运营商，所以我必须获得他们的支持。”利用正在做这些工作的人是我们试图从中捕捉到的最重要的事情之一。”

与之前一样，该计划的实施产生了一些令人印象深刻的数字。设备和起重机的移动减少了79%，直线移动减少了66%，这一过程所需的地板面积减少了64%。

再一次，这不是一个员工替换项目，而是运营商关注人类最擅长什么并帮助公司前进的机会。哈斯蒂说:“有些小事情必须发生，操作员可以看到，而机器不能。”

运营商对技术威胁而不是感到威胁，令人兴奋地拥有非常复杂的高科技解决方案。“人们在他们去上去时微笑，”仓促。“他们必须成为工厂测试的一部分。他们是这个冠军，现在他们是专家。“

仓促获得LJ在项目中的作用。“这不是油气，它完全没有焊接，”仓促说。“LJ乘坐了牛角，并挑战自己完成工作。沟通是开放，诚实，透明的，一直通过。“

根据Russell的说法，从这些项目中吸取的教训可能会导致进一步的过程改进。他说:“通用电气医疗一直在不断创新，所以未来是广阔的。我们对这种植物感到很兴奋。”

雅各布·斯托勒(Jacob Stoller)是一名记者和作家，撰写有关精益、信息技术和金融的文章。

本文的浓缩版本原本出现在2020年1月/ 2月的问题制造自动化。