丹麥優傲機器人(UniversalRobots，以下簡稱為UR)是首家提出人機協作機器人理念的公司，也是目前全球協作機器人銷售量排名第一的公司。UR協作機器人在許多知名汽車企業生產線上有成功的應用案例，日產汽車橫濱工廠是其中一家。

案例概述

日產汽車橫濱工廠主要生產發動機、軸、電動汽車和混合動力汽車的電機，范圍覆蓋原材料加工到裝配。為了提高生產效率，日產汽車對于生產線節拍超時問題進行了分析，并希望通過使用機器人來消除這一瓶頸。最終，優傲機器人UR10協作機器人分別應用于兩條生產線，使得工廠的整體生產效率得到提高，節約了因額外人工而產生的成本。

勞動力老齡化及

節拍超時影響生產效率

當前，日本面臨著少子化和老齡化的雙重挑戰導致勞動力短缺問題嚴重。這是個社會現實，不止是對汽車行業，整個制造業都有影響。日產汽車橫濱工廠需要自動化的生產流程以應對這一困境。

此外，工廠在“節拍時間”的水平（與特定流程的周期時間有關）上也遇到了難題。此時間如果超出限制，工人必須換班，這意味著增加勞動力和人員成本。

在發動機裝配流程的進氣管安裝階段，工廠遇到了這樣的問題：工人的配置會根據產量變化進行調整，但每次調整的時長是不同的，這就導致有的工位間隔時間超出額定的時間界限，成為生產線上的瓶頸。因此，日產汽車決定嘗試引入機器人，希望通過新的生產方式解決節拍時間超時的問題。

解決方案：

安全、靈活、有效載荷高

由于工人所在的位置在傳送帶的對面，因此工廠希望與之配合的機器人不需要安全圍欄，協作機器人無疑是最佳之選。為了測試人機合作可以達到什么程度，日產汽車橫濱工廠從一開始就使用了UR協作機器人。機器人需要運送進氣管自重約為4公斤進氣管，加上進氣管手柄總重量約為6公斤，因此要求機器人必須能夠承受這樣的負載。在比較了其它機器人品牌之后，日產汽車選擇使用UR10協作機器人。

日產汽車與集成商Kantum Electronics合作，快速學習了UR10協作機器人的性能和使用方法，進行快速安裝。除了用于部件搬運之外，日產汽車在另外一條產線上，為協作機器人手臂安裝了螺帽扳手，用于擰開NAD CAM螺栓。

工廠發動機部門專家負責人中村先生指出：“在選擇機器人之前，我們與其他公司的機器人進行了對比，最后選擇了UR10，因為它在單個機器人的成本及承重能力方面具有很大的優勢。UR10能夠用腳輪移動也是一項很大的優勢。安裝進氣歧管時，在我們關注的其他產品中，只有 UR10 的有效載荷為 10公斤。”

動力總成生產工程部的藤井先生解釋道：“最初引入機器人是用于松開氣缸蓋凸輪支架上的螺栓，需要特定類型的機器人。這些要求意味著機器人的主體應輕便且易于移動，與 100V 插座兼容，并且可以在不設安全欄的情況下使用。UR協作機器人完全符合。”

協作機器人六大優勢改善生產流程，提升成本效益

通過使用了新的生產工具，日產汽車解決了產線節拍超時的問題。并且從實際的使用過程感受到了機器人帶來的便利。

■ 減少團隊負擔

在實際使用的過程中，原先由于手工作業，工人要用人工搬運沉重的進氣管，工作一天非常疲勞。現在使用了UR協作機器人，替代人工把零部件搬運到工人面前，工人直接進行組裝，這樣一來他們的勞動負荷大大減少。

日產汽車在橫濱工廠的兩條生產線部署UR10 協作機器人，以便讓工人有更多時間在其它地方積累寶貴的生產線經驗，同時消除節拍時間超限的問題。

■安全的人機協作

由于UR10不需要安全圍欄，因此工廠在使用的過程中可以靈活地設置工位，放心地讓機器人與工人協同作業。這對于現有的產線布局也不會造成太大的變化，為項目的測試和開展節省了許多時間。日產汽車也因此考慮在未來將人機協作機器人投入到更廣泛的應用中去。

■輕巧易安裝

優傲對協作機器人的設置進行了變革，將以星期為衡量單位的典型機器人部署縮減到以小時為衡量單位。

UR10自重輕，可使用100V電源，并且無需安裝安全圍欄。與之前使用的其他設備相比，日產汽車能夠更加方便地進行生產調整。在一個應用案例中，UR10安裝在配有腳輪的平臺上，方便移動，這樣的組合對于生產應用來說相當方便。

■結構緊湊靈活部署

工廠內部空間有限，安裝空間也有限，因此日產汽車在選擇機器人解決方案時要求機器人能夠和工人共用空間。而且機器人無需固定安裝位置，能夠根據生產需求進行移動。

UR10的直徑為190毫米，有效工作半徑達到1,300毫米，非常適合進行不同操作區域間距離較長的操作?

■編程簡單

UR擁有專利技術，以便無編程經驗的操作人員能快速設置和操作直觀、3D 可視化協作機器人。只需將機器人手臂移動至需要的位置，或觸摸方便易用的觸屏平板電腦上的下箭頭鍵即可。

日產汽車橫濱工廠很高效地安裝了 UR10 機器人并進行了編程，參與其中的操作人員都經過了培訓，并且一個星期左右便掌握了基本操作。程序在安裝后進行了詳細調整，并一直穩定運行，解決了公司節拍時間的超限問題，并減少了員工的繁重工作量。

■投資回收周期短

基于兩班制，日產汽車在使用UR10協作機器人后，在1年內就可以收回成本。原先因為緊急生產需求會需要增加人員，因此產生額外的人工成本，現在使用機器人之后能夠靈活地滿足各種生產需求，節約了人工開支。

未來，日產汽車計劃進一步擴展機器人的使用，嘗試在各種場景下使用UR協作機器人。對于工廠來說，盡管工人的配置會根據產量變化進行調整，但可以通過將機器人移動到生產節拍超時的工位，來消除生產瓶頸。有了如此強大又簡單易用的工具，工廠在靈活部署和提高生產效率上有了更多的想象空間。

發動機部門組長大西先生總結道：“我們將通過整合強大的現場和工程能力，進一步深化全球試點工廠的職能。因此，我們接下來一定會增加協作機器人的數量。”