Công nghệ nhà máy UBTech: Đưa robot vào sản xuất robot, cứ 10 phút xuất xưởng một sản phẩm

Nhà máy mới của UBTech tại Liễu Châu, Quảng Tây (Trung Quốc) chính thức đi vào vận hành từ ngày 12/9, đánh dấu bước chuyển mình quan trọng từ chế tạo nguyên mẫu giới hạn sang sản xuất thương mại hàng loạt. Cơ sở sở hữu quy mô sản xuất hơn 10.000 robot hình người mỗi năm, tương đương tốc độ hoàn thiện trung bình cứ 10 phút lại có một robot xuất xưởng. Điểm đột phá nằm ở việc UBTech bố trí chính các thế hệ robot hình người trực tiếp tham gia chuỗi cung ứng và lắp ráp các cỗ máy tiếp theo.

Cơ chế vận hành: Khi robot trực tiếp lắp ráp thế hệ kế cận

Cơ sở sản xuất của UBTech được quy hoạch trên diện tích 14.000 m2 với chiều cao công trình 13,8 m, tập trung chế tạo hai dòng sản phẩm chủ lực là Walker S và Cruzr. Thay vì hoàn toàn phụ thuộc vào công nhân kỹ thuật truyền thống, các mẫu robot thông minh như Cruzr Y1 và Cruzr S2 đã được triển khai ngay tuyến đầu để xử lý vật liệu, dỡ hàng, xếp hàng và vận chuyển linh kiện.

Những robot hình người thông minh tham gia vào nhiều công đoạn của chuỗi sản xuất. Ảnh minh hoạ.

Tại khu vực lắp ráp cuối, dây chuyền tích hợp đồng bộ giữa robot cộng tác (cobot), bộ điều khiển trợ lực cơ học, xe vận chuyển tự hành (AGV) và bàn thao tác xoay 360 độ. Giải pháp phần cứng này cho phép tiếp cận và cố định chi tiết từ nhiều góc độ với độ chính xác cao. Đáng chú ý, hệ thống có khả năng sản xuất linh hoạt nhiều model trên cùng một mặt bằng, giúp loại bỏ thao tác thay đổi hạ tầng phức tạp mỗi khi ra mắt thiết kế mới.

Quy trình kiểm định khắt khe và hệ thống lưu trữ lập thể

Dù ứng dụng tự động hóa trên diện rộng, tiêu chuẩn kiểm định xuất xưởng vẫn được giám sát chặt chẽ. Mỗi robot sau khi lắp ráp hoàn chỉnh đều phải trải qua hơn 4 giờ vận hành thử nghiệm liên tục toàn bộ hệ thống cơ điện tử. Tiếp đó, thiết bị được đưa qua hầm chiếu sáng đạt chuẩn kỹ thuật nhằm kiểm tra bề mặt và chi tiết ngoại quan.

Nhằm đảm bảo tính minh bạch, từng cỗ máy được cấp một mã số sê-ri định danh duy nhất. Mã này cho phép tra cứu toàn bộ nguồn gốc linh kiện, thông số kỹ thuật thu thập trong quá trình lắp ráp và dữ liệu kiểm thử. Các thông tin trên được số hóa thành hồ sơ bảo trì trọn đời, hỗ trợ việc chuẩn đoán nguyên nhân nhanh chóng nếu phát sinh trục trặc kỹ thuật trong quá trình sử dụng thực tế.

Hoạt động lưu kho cũng được cải tiến thông qua hệ thống kho lập thể hoàn toàn tự động dành riêng cho robot hình người. Với diện tích sàn chỉ 65 m2, kho có sức chứa tới 112 robot hoàn thiện, nâng hiệu suất sử dụng không gian lên hơn 50% so với phương thức bãi chứa thông thường.

Tối ưu hóa sản xuất nhờ công nghệ bản sao số digital twin

Để rút ngắn thời gian chuẩn bị và nâng cao hiệu năng, UBTech đã hợp tác cùng Siemens Digital Industries Software triển khai công nghệ bản sao số (digital twin). Nền tảng Plant Simulation của Siemens giúp tái tạo chuẩn xác 100% không gian nhà máy trên máy tính, bao gồm lối đi nội bộ, các trạm gia công, kho lưu trữ và hành trình di chuyển của xe tự hành.

Nhờ mô hình giả lập này, đội ngũ kỹ sư có thể chạy thử nghiệm toàn bộ luồng luân chuyển vật liệu từ khâu nhập kho đến khi thành phẩm rời xưởng. Mọi phương án điều chỉnh mặt bằng hoặc quy trình đều được đánh giá kỹ lưỡng trong môi trường số trước khi tiến hành trên thực địa, giảm thiểu tối đa rủi ro gián đoạn dây chuyền.

Song song đó, hệ thống điều hành sản xuất Yanshee MOM được phát triển trên nền tảng Intelligence Center X của Siemens đóng vai trò trung tâm điều phối. Phần mềm này tự động lập lịch sản xuất, theo dõi vòng đời thiết bị và giám sát chất lượng theo thời gian thực.

Giải quyết thách thức khi thương mại hóa quy mô lớn

Chế tạo robot hình người vốn là thách thức lớn đối với ngành cơ khí chính xác do thiết bị gồm hàng nghìn chi tiết tinh vi và có chu kỳ nâng cấp thiết kế rất nhanh. Các dây chuyền gia công cố định thường lỗi thời hoặc tốn kém khi chuyển đổi model. Mô hình kết hợp giữa dây chuyền linh hoạt, kiểm soát chất lượng qua mã sê-ri và mô phỏng bản sao số của UBTech đã đưa ra lời giải thực tế cho bài toán hạ giá thành và đẩy nhanh tiến độ đưa sản phẩm ra thị trường.

Theo số liệu từ Cục Thống kê Quốc gia Trung Quốc, sản lượng robot công nghiệp tại nước này trong tháng 7 đạt 98.677 đơn vị, tăng 30,2% so với cùng kỳ năm trước; lũy kế 7 tháng đầu năm đạt 635.056 đơn vị, tương ứng mức tăng 28,5%. Sự ra đời của nhà máy UBTech tại Liễu Châu cho thấy năng lực tự động hóa đang tiến lên nấc thang mới: robot không chỉ đóng vai trò công cụ hỗ trợ mà đã trực tiếp tham gia chế tạo ra thế hệ kế cận trên quy mô công nghiệp lớn.