低成本自动化（LCA）设计(专题2)

低成本自动化（LCA）的构成要素在这里介绍LCA的基本要素：机构部分、驱动部分、控制部分的概要。首先介绍LC...

低成本自动化（LCA）的构成要素

在这里介绍LCA的基本要素：机构部分、驱动部分、控制部分的概要。首先介绍LCA的三个基本要素的定义。

LCA基本要素的定义

■机械装置由于驱动部分和控制部分/传感器的输入，产生了加工、组装等附加价值。

■驱动部分将非机械能的输入转变为机械能的输出。

■控制部分将信号输入转变为非机械能的输出。

■传感器将各种物理现象的输入转变为信号的输出。

关于LCA的构成要素

关于好的设计

为了发挥LCA的实际效果，首先需要在理解“好的设计”的思想的基础上，进行LCA的构想。

而什么是LCA的“好的设计”呢？
对设计制作的LCA进行评价的最相关的用户，当然是在制造现场使用它的作业员。因此，最迫切需要的是LCA的设计者具备提出对操作员而言的“好”方案。为此，LCA的设计者必须具备以下能力。

1.具备关于产品的知识。2.熟悉产品的制造过程及其作业内容。3.能够理解产品的成本构成。4.拥有相关的生产技术的见识（或者是能够理解）

此外，关于“好的设计”，随着时代需求的变化，其内容也在发生变化。早期的自动化以后，以投资对生产效果的性价比作为评价基准，这是以企业的视点为主的观点。但是最近，对社会系统（例如，废弃处理费用）所产生的影响程度也被视为评价视点。作为其代表例，产品生命周期成本（LCC：参照注释-1）项目也成为重要的研究讨论课题。

※注释-1

生命周期成本（LCC : Life Cycle Cost）

是评价从硬件开发制作开始到废弃处理为止所需要的总性价比的思考方法。由以下算式进行定量评价。

由此，LCA的设计者不但要了解操作员的需求，还需要考虑与社会系统之间的关联，作出有效的设计。在以下的表格中，对在功能方面必须考虑的关键词及“好的”LCA关系进行了汇总。

LCA的必要功能 (VQCDPSL)应作为目标的“好的”LCAV：实现价值（Value）功能的LCA实现产品规格最小公差的LCAQ：质量（Quality）同上实现不良品为零的产品质量的LCAC：成本（Cost）同上折旧费用少的LCAD：时机（Delivery）同上制作周期缩短、容易变更种类的LCAP：生产性（Productivity）同上容易操作、容易变更种类的LCAS：安全性（Safety）同上可以放心使用的LCAL：生命周期成本（LCC）性价比高的LCA维护费用、报废费用少的LCA

关于适应多品种少量生产的好的设计

在这里介绍什么是面向多品种少量生产线的好的LCA设计。

首先对设计的流程（参照【图1】）进行整理。设计是指在产生了想实现“什么”的需求之后，决定实现该“什么”所需要的所有信息（在这里包括LCA的性能、制作LCA所需要的图纸信息、使用LCA所需要的信息）。为了适应多品种少量生
产，如果什么都不考虑地设计下去，每个产品都会需要设计图纸，这会导致工作量成倍地增加。实际上，企业所提供的产品也趋于多样化。

作为多样化的应对，有VR（Variety Reduction）设计方法。

【表】VR设计方法说明A)“固定—变动”设计方法B)“组合”设计方法1.固定部分是实现基本规格的单元
2.变动部分是应对多品种规格的部分
3.通过固定＋变动来应对多品种1.在产品/单元/零部件的层次展开LCA
2.简化零部件和单元，作出具备互换功能的设计。
3.通过单元和零部件的组合来应对多品种例子在世界汽车的构想中，将底盘（基本的车体结构）作为固定部分，将各国规格的外装、内装、周边结构作为变动部分进行设计和制造，进行多品种应对。在登山自行车的生产中，根据使用者的体型，可从框架到周边附属品进行选定并组合在一起，量身定制应对每一位客人的单个产品。LCA固定部分＝基本构架
程序语言
输入输出样式等
变动部分＝工件保持夹具
工具单元　等线性导轨滑块单元等
・１轴滑块单元
・2轴（X-Y轴）滑块单元
・上述零部件的互换性

LCA设计的重要性

从构想到制出图纸的设计业务的好坏，很大程度上决定了LCA的成功与否。

设计就是设计者考虑出与制作LCA相关的所有信息（包括LCA的性能、制作LCA所需要的图纸信息、使用LCA所需要的信息）的作业。从设计到完成LCA的流程图如【图1】所示。

【表1】LCA的低成本化与LCA设计的关系采购件的低成本化（1）多用在VR设计方法（在第8次中介绍）的“固定部分”
（2）通过互换设计减少闲置采购品，减少LCC（在第7次中介绍）

（3）选定合适的规格（避免超出规格）加工件的低成本化（4）可以让加工费便宜的设计（材料选定、形状、公差等）
（5）减少零部件数目的设计组装/维护的低成本化（6）便于组装的设计（组装标准、组装方向、零部件共通化等）
（7）便于拆卸/修理的设计等

LCA就是要把LCA的功能绘在草图等上，形成构思，绘制出设计图纸并绘制出制作图纸。这个设计流程，是将抽象的构思和想法表达在图纸上的作业。完成设计作业之后，就按照设计图纸制作零部件并购买采购品，完成这些零部件的组装和程序编制作业等。可以说这些作业全部按照“设计”所确定的内容进行。所以，可以说优秀的设计决定了优秀的LCA。包括LCA的生产设备，都是由螺丝、弹簧等采购零部件和马达等采购机械品、以及由原材料加工出的加工零部件（包括控制用程序）构成的。可以将各个部分的低成本化的考量作出如下的整理。对组装作业和维修作业的低成本化与设计的关系也作出了相应的整理。从这个表中可以看出，LCA的成功比例在很大程度上取决于设计。

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