L姐有話說：

2015年3月，發那科（FANUC）營業利潤率超過40％。當時發生了什麼，讓其利潤提高的如此迅猛？

今天，我們就回到2015年的發那科，一探究竟。

事實上，發那科獲得高盈利的原因之一，是其位於日本山梨縣忍野村的總部工廠實現了全面自動化。

自20世紀80年代開始，發那科便著手鑄造零部件等機械加工工序的自動化專案，並且一直專注於研究“多關節機器人的組裝工序自動化”課題。2015年5月，製造部監管人、發那科副總裁山口賢治宣佈：“我們的目標，是讓90％左右的機器人組裝工序實現自動化。”

用機器人組裝機器人

發那科希望實現組裝工序自動化率達90％的產品，指的是6軸垂直多關節機器人“FANUC Robot R-2000iC”系列（注1，圖1）。2015年，發那科的機器人產量約為每月4000臺左右，而“R-2000iC”是其中最暢銷的，佔據近一半的銷量（注2）。

【注1】：“R-2000iC“系列的負載能力為125kg～210kg，水平方向擺動軸的擺動範圍為2655mm～3100 mm，垂直方向的移動範圍為3414mm～4733 mm，在發那科機器人中屬於大型機器人，主要用於車身點焊。

【注2】：發那科機器人的生產能力為每月5000臺。

圖1： 發那科的 6軸多關節機器人“R-2000iC”

圖1： 發那科的 6軸多關節機器人“R-2000iC”

發那科投放大量機器人進行零部件加工和組裝，以提高自動化率。

傳統意義上，機器人都要透過手工作業來組裝。2011年12月，發那科在忍野村建立新工廠，開始探索機器人組裝工序的自動化。2013年，發那科順利開發出新機型“R-2000iC”，並對其進行組裝自動化研究。

原本2011年底時，發那科的自動化率僅為20％，而到了2015年5月，發那科卻“實現了80％的自動化”（山口賢治）。至此，發那科並未止步，它的下一個目標，是將自動化率再提高10％（實現90%的自動化）。

值得注意的是，在發那科的自動化程序中，最為活躍的是多關節機器人。它既是被生產的產品品種之一，也能用來組裝其他的多關節機器人。

分散式倉庫

發那科把具有輸送功能的零部件倉庫稱之為“分散式倉庫”。在分散式倉庫周圍，分佈著多個機器人單元格（CELL），可以組裝機器人子元件（UNIT）（圖2，圖3）——每個單元格都可以從分散式倉庫中取出零件，將它們組裝到子元件狀態，然後再返還到分散式倉庫；有些單元格甚至可以將其他單元格內組裝好的子元件搬運過來繼續組裝。如此一來，在單元格（圖3中所示的⑦和⑪）內，就可以完成機器人上部（上臂周圍）元件和下部（基部周圍）元件的組裝工作。

圖2：用於組裝多關節機器人子元件的機器人單元格

圖2：用於組裝多關節機器人子元件的機器人單元格

移動、定位和緊固工作由佈置在單元格中的若干機器人進行。 圖中顯示的是正在組裝的機器人上部的子元件。

圖3：多關節機器人的組裝過程

圖3：多關節機器人的組裝過程

發那科引入多關節機器人到單元格，用於子元件的組裝工序，以實現自動化組裝。發那科活用分散式倉庫，將整個組裝工序分為11個步驟，用機器人傳遞零件和子元件。2015年5月時，計劃在2015年秋季完成最終組裝單元的自動化。

在單元格中執行組裝任務的多關節機器人（組裝機器人）還可以執行多個任務。例如，要連線兩個部件使之構成機械臂，可以讓安裝有壓力感測器的組裝機器人把持住其中一個部件，將其壓靠在另一個部件上，同時進行定位以使花鍵齧合。之後，再讓另一個組裝機器人根據視覺感測器傳匯出的資訊，用螺栓固定減速器（齒輪）。

綜上所述，每個單元格都要分擔各自的組裝任務。這種生產形態有別於流水線作業，是單元格生產的集合體（注3）。

【注3】：以往，儘管多關節機器人的組裝工序中也有一些子組裝工序，但基本上都是沿著一條生產線一點點組裝起來的。

那麼，發那科為什麼採取這種方式進行生產呢？

山口賢治表示：“雖然固定成本可能略有增加（需要增加額外的裝置），但當突然需要增產、產品型號改變、需要定製化生產，或者需要提高生產率時，單元化生產能靈活應對這些難題。而這種靈活度，靠流水線作業是無法實現的（注4）。”

【注4】：在發那科，不僅是機器人，其他如數控（NC）裝置等專案的組裝工序也是基於機器人單元格和分散式倉庫組裝而成的。

已有案例證明，靈活的單元格生產方式的確會得到良好的效果。“R2000-iC”之前的型號是“R2000-iB”，組裝時只能依靠手動將法蘭盤用螺栓連線到傳動軸上，因為儘管發那科的組裝機器人具備緊固螺栓的功能，但其機械臂卻無法進入間隙。

2014年1月，“R2000-iC”開始批次生產，發那科希望改進“R2000-iC”的設計，解決上述弊端。而此時量產已經開始，發那科沒有改變整個組裝過程，只添加了一個負責螺栓連線的機器人，便成功解決了這個難題。

由機器人完成最終組裝

2015年5月，發那科已經完成了上部元件和下部元件的自動化程序，但將上下元件進行合體組裝的最終組裝工序和電纜佈線工序仍需手動完成（注5）。而最後的這道工序，發那科也決定由機器人來完成。

【注5】：除了電纜佈線工序，發那科的“操作測試”工序中的異常聲音檢測也必須依靠人工來完成。

發那科添加了一個“最終組裝單元”，依靠大型機器人來完成上下元件的合體組裝任務。具體來說，就是每個元件在其單元格內被組裝完成之後，大型機器人會將其運送到最終組裝單元，進行最終的合體組裝。目前，最終組裝單元的設計已經結束。

新設計一旦投入使用，除了電纜佈線工序，發那科將實現機器人組裝工序的全線自動化。山口賢治說：“電纜佈線工序很難由機器人來完成，以目前的狀態，人工佈線更高效一些。”

儘管發那科從未提及此項改革具體能降低多少成本，但其表示這項舉措一定會提升該專案的盈利能力。

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