在工業(yè) 4.0 時(shí)代，例如為了緩解負(fù)載峰值或平衡資源瓶頸，人們需要極具適應(yīng)能力的解決方案。通過(guò)可配置的生產(chǎn)單元、借助自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車(chē) (AGVs) 進(jìn)行的零件和工具運(yùn)輸，以及物流和生產(chǎn)的分離，矩陣式生產(chǎn)將成為決定性的競(jìng)爭(zhēng)因素。

工業(yè) 4.0：矩陣式生產(chǎn)帶來(lái)的靈活性

在工業(yè) 4.0 時(shí)代，不斷發(fā)展的個(gè)性化要求將會(huì)改變生產(chǎn)過(guò)程。由于市場(chǎng)的多變性，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上有利的小批量生產(chǎn)變得越來(lái)越重要。具體說(shuō)來(lái)，嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)在于，產(chǎn)品的品類(lèi)和型號(hào)越來(lái)也多，生產(chǎn)的件數(shù)不斷變化。舉個(gè)例子，在汽車(chē)行業(yè)中，不斷提高的個(gè)性化程度就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)這種要求。

矩陣式生產(chǎn)理念使將來(lái)在工業(yè)尺度上極具適應(yīng)能力的生產(chǎn)過(guò)程成為可能，在整個(gè)工藝鏈上實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)。設(shè)備可以自己“飛速地”自動(dòng)改裝為適于其他不同的產(chǎn)品類(lèi)型，無(wú)需等待，無(wú)需停產(chǎn)。生產(chǎn)個(gè)性化的產(chǎn)品系列是工業(yè) 4.0 的重要組成部分，通過(guò)矩陣式生產(chǎn)，可以在工業(yè)大量生產(chǎn)的條件下毫無(wú)限制地得以實(shí)現(xiàn)。

矩陣式生產(chǎn)的原則

矩陣式生產(chǎn)建立在分門(mén)別類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)單元基礎(chǔ)上。幾乎可以將任意數(shù)量的這類(lèi)生產(chǎn)單元?dú)w置在一個(gè)網(wǎng)格上。所有的生產(chǎn)單元配備不依賴(lài)于產(chǎn)品的裝備和產(chǎn)品特有的基本功能性。

在這些單元內(nèi)部有一個(gè)用于放置零件的轉(zhuǎn)盤(pán)、工具架和能夠執(zhí)行相應(yīng)工藝的機(jī)器人。通過(guò)工藝特有的裝備可以對(duì)這些生產(chǎn)單元進(jìn)行個(gè)性化擴(kuò)展。焊接、粘接、沖壓、釬焊和釘固：幾乎可以整合所有工藝。

通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車(chē) (AGVs) 運(yùn)輸零件和工具。它們借助一個(gè) SLAM 導(dǎo)航算法導(dǎo)航至各個(gè)單元。抵達(dá)單元內(nèi)部后，機(jī)器人拿起零件。

然后，通過(guò)智能的、基于機(jī)器人的應(yīng)用（如 Jigless-Bodyshop 技術(shù)）對(duì)零件進(jìn)行加工。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)機(jī)器人持有一個(gè)零件，第二個(gè)機(jī)器人持有另一個(gè)零件。兩個(gè)零件鎖定在一起成為一個(gè)單元，以便隨后由第三個(gè)機(jī)器人，即所謂的工藝機(jī)器人，對(duì)它們進(jìn)行焊接。

零件存放在倉(cāng)庫(kù)中。而在工具倉(cāng)庫(kù)中則存放著適用于特定型號(hào)的工具。

物流與制造相分離

獨(dú)立行駛的 AGVs 借助可個(gè)性化配置的吊具 (LAM) 固定和運(yùn)輸各種不同的零件或工具。在矩陣式生產(chǎn)中，物流過(guò)程與制造過(guò)程相分離——這是工業(yè) 4.0 的核心要求。在這個(gè)理念下，已可變零件物流為特征的裝置隨時(shí)都能夠在達(dá)到峰值時(shí)靈活地轉(zhuǎn)換到其他單元。

此外它還可以鏈接額外的其他單元，或者從這個(gè)工藝過(guò)程中脫離，卻不會(huì)造成價(jià)值創(chuàng)造鏈中斷。物流與生產(chǎn)過(guò)程的邏輯連接通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)高度靈活的矩陣式生產(chǎn)理念，KUKA 在工業(yè)生產(chǎn)范圍內(nèi)堅(jiān)決地貫徹了工業(yè) 4.0 的要求。