Tool Gauge位于美国华盛顿州西部的塔科马港市，是一家生产精密金属和塑料部件及组件的公司，客户主要为航空航天类企业。由于长期客户合同无法重新谈判，Tool Gauge将目光投向了自动化，希望借此缓解劳动力短缺的局面，降低人工成本。两台智能机器人实现了这一目标，人工成本缩减达75%，点胶和数控机床管理应用的产能翻了一番，员工们也摆脱了大量重复、枯燥的工作内容。现在，工作的价值和安全性提高了，大家对工作的满意度也跟着上来了。

　　挑战
 
　　Tool Gauge的总经理Jim Lee打算发展国际化业务，但却遇到了瓶颈。尽管该公司与美国西北部地区的许多客户合作密切，但这些客户也可以在其他国家和地区开展业务，比如人工成本更低的市场。Lee计划雇佣100名新员工，但在美国西北部地区的劳动力市场上根本找不到这么多人，他说：“我们很清楚，要想提高核心竞争力，我们不应该一味地增设新机构，而应该掌握更多新技术，然后用这些技术创造更多价值。”

　　即便Tool Gauge招到了操作员，操作员的工作内容也很难由人工完成，尤其是往塑料挤压件上涂胶水这种工作。Tool Gauge的制造工程师Steve Ouzts表示：“需要涂胶水的区域非常狭窄，所以时间一长，操作员肯定会累，而这又增加了工伤的风险，废品率也会跟着往上涨。”
 
　　解决方案
 
　　Tool Gauge需要提升效率，他们发现机器人（UR）的智能机器人能满足他们的需求。Lee介绍了智能机器人的三项关键优势。“我们选择机器人的第一个原因，就是因为他们的产品是智能机器人：我们一度认为自动化生产是笔大投资，所以在这件事上，过去我们总是畏手畏脚，但机器人改变了我们的想法。第二，我们不想把部分生产线转移到自动化单元中，但引入机器人后，我们发现这种情况并不会发生。第三，我们可以将智能机器人配置到数百种应用场景中；它们是高度可配置的，并且可以轻松移动。所以对我们来说，是最佳解决方案。”

　　金属加工应用中的智能机器人带来了立竿见影的回报
 
　　Tool Gauge安装了两台智能机器人，以完成金属和塑料零件部门中重复性高的工作。在金属零件方面，一名熟练的专职数控机械师正在生产一个易损坏的铜制加工件，机械师只需将零件从数控滑槽上取下、清洗、冲洗、干燥并装箱即可。现在，这些零件会通过一个近距离传感器，该传感器会向UR3智能机器人发送信号，然后机器人会拣选这些零件。随后，智能机器人会先将零件放入冲洗槽中冲洗，然后把它们放在烘干机前烘干，最后，零件将被放入单独的纸箱单元中。

　　借助智能机器人中内置的堆垛向导，Tool Gauge可以轻松编程机器人，让机器人将每个零件放入网格化布局的盒子的开放单元中。引入机器人后，Lee将机械师安排到了价值更高的工作中（如设置和编程数控机床），机械师的才能得以充分挖掘，他表示：“启用机器人后，人工成本骤降，第一批订单我们就省下了9,000美元，这样的情形以后必然会越来越多。”
 
　　智能机器人将产量翻番，同时将人工成本减少75%
 
　　在注塑部门，一台UR5机器人的工作内容是完成复杂的塑料挤出装配，拾起塑料板的端盖，并将这些端盖移过点胶机。在端盖中正确点胶后，UR5会将零件放置在工作台的执行器中，然后零件会被夹具夹紧。然后，操作员会接过零件，检查粘合情况，并移出零件。放在以前，这项任务需要四名操作员合力完成，日均产能大约为200个。现在，只要一名操作员与一台UR5智能机器人就能实现自动化生产，日均产能可升至400个，废品率可从15%降至3%。

　　Tool Gauge的首席执行官Debbie Lee表示，由于劳动量下降，重复性动作导致的身体损伤减少，这也为公司省下了不少成本。她说：“机器人承担这些单调的工作后，生产车间里的工伤和纠纷事件也变少了。”
 
　　缺乏机器人操作经验，也能轻松编程
 
　　在接触机器人之前，除了在大学里使用过传统非直观的SCARA机器人外，制造工程师Ouzts对机器人知识不甚了解。轻松编程是机器人的一项巨大优势。他说：“机器人的图形用户界面非常直观，这点打动了我。而且软件中的所有术语都很通俗易懂，理解起来不费劲儿，我能清楚地知道代码从头到尾的运行方式，图形化的正面反馈能显示我的每个指令让机器人执行的每个动作。” 

　　机器人能将数字和模拟输入信号轻松连接到控制箱，这是它的另一项优势。Ouzts发现，使用近距离传感器就像将电线插入一个12伏数字输入端口一样简单，只需从UR3示教器上的I/O屏幕上选择该传感器，然后等待传感器发送信号，告知智能机器人拣选零件的时间即可。
 
　　智能机器人大受员工欢迎
 
　　引入智能机器人后，公司的新员工岗位编制从100人缩减到了50人，而且能为新员工提供他们想要的工作岗位。Lee说：“原先手工操作的工作内容被机器人接管后，员工们都喜形于色，大家很喜欢和机器人一起工作，我觉得我们还得再订购些。这些机器人很实用，工作时很安静，他们生产的产品类型和数量都能提前设置。如果你去问问大家对机器人的安全性能是否有顾虑，那你肯定只能听到一个声音：‘完全没有’”。

　　投资回报率远超预期，未来将部署更多的智能机器人
 
　　在航空航天工业中，产品样式可能二三十年都不会变，因此资本的投资回报周期会比许多其他行业长。一开始，Lee认为机器人的投资回报周期能达到3-4年就不错了，但机器人的时间还不到1年，这让他万万没想到。他情不自禁地说道：“真是太棒了。”
 
　　智能机器人能够轻松移动和重新编程，以满足其他应用需要，臂端工具可轻松更换，因此Tool Gauge可将智能机器人部署到多种应用中，以实现提高产能的目标。例如，智能机器人能替代注塑机上的传统机器人，还能管理压力机、完成多种加工任务以及最终装配任务。

　　工程师Ouzts计划将智能机器人部署到工作量更大的岗位中，比如铆接和装配应用。他说：“一个特定的零件需要安装20个铆钉，这对于人工操作来说工作量太大，但对于机器人来说，倒是很合适。”
 
　　Ouzts讲述他和机器人一起工作的场景时，喜悦之情溢于言表。他说：“探索未来的感觉好极了，对于大多数制造企业来说，自动化发展是大势所趋，未来肯定人人都喜欢。”
 
　　克服的自动化挑战：
 
　　在劳动力短缺的背景下，依然保有竞争力
 
　　让高价值员工从事核心工作
 
　　自动化单调繁重的工作
 
　　缩减1/2岗位编制
 
　　无需任何防护栏即可自动执行，能够与工人并肩作业
 
　　零维护，无停机时间或机器周期中断
 
　　关键价值驱动因素：
 
　　投资回报周期小于12个月
 
　　人工成本削减75%
 
　　产能翻倍
 
　　废品率从15%骤降至3%
 
　　点胶路径完全一致
 
　　协作性与安全性
 
　　编程简单
 
　　可轻松与外围设备（如传感器）相连
 
　　智能机器人完成的任务：
 
　　拣选和放置待点胶的塑料挤压件
 
　　零件冲洗和干燥处理