Thermo Fisher Scientific 是领先的实验室技术制造商，设计了用于培养人类和动物细胞的新型培养箱。 Thermo Fisher Scientific 在全球拥有 55,000 名员工，集团销售额达 170 亿美元，是全球最大的实验室和分析技术供应商之一。公司总部位于波士顿附近的马萨诸塞州沃尔瑟姆。
在预组装中，一名员工用加热器覆盖孵化器的所有五个面箔，因此容器必须旋转几次。新的 40 磅（18 千克）孵化器的组装对体力要求很高，需要多次旋转以用加热箔覆盖它们，然后进行绝缘。出于保护员工健康的考虑，该公司安装了采用 Ro 模块化装置的人体工学工作站emheld（Hessian Laubach，德国）在预组装过程中提升和旋转培养箱。 Roemheld 在北美由 Carr Lane Roemheld Mfg Co.（芬顿，密苏里州）代表。
Heracell Vios 培养箱是最畅销的 Heracell 型号的继任者，该型号在 15 年内售出了 75,000 台。这些孵化器专为大学和研究实验室的医学工程和健康研究而设计，在德国法兰克福附近的 Thermo Fisher Scientific 工厂组装。
为了准备新孵化器的生产，Felix Pergande 的生产技术主管Thermo Fisher Scientific 和生产资源工程师 Stefan Kämmerer 在 2013 年开发了装配工作站的原型。然后他们用它开发了一条新的系列生产线，这导致了 2014 年 9 月的“启动工厂”。
“在这半年左右的时间里，我们全面负责孵化器的生产，&rdquØ; Pergande 说，“从组织和材料采购到质量保证。我们在这个时候实现了工业化生产。一旦设计良好，我们就将其移交给孵化器部门的负责人。”
赛默飞世尔赛默飞世尔 Carr Lane Roemheld Mfg. Co. 工件夹持和装配经理 David Vilcek 表示Scientific 与 Roemheld 合作开发装配工作站。装配和搬运技术专家。自 2009 年以来，Roemheld 一直是 Thermo Fisher 实验室设备组装和搬运的供应商和合作伙伴。
“Carr Lane Roemheld 的组装和搬运模块化单元由众多模块组成，可提供最佳的人体工学位置手动组装的对象。水平和垂直旋转、倾斜、提升、放置和移动是基本操作，”Vilcek 说。 “这些单元可以组合成模块化系统，用于负载 from 22 至 1325 lb [10–601 kg]，手动或电动操作。带有介质进给管道的旋转模块允许对由零点夹紧系统夹持的设备进行液压、电动或气动操作，而无需复杂的钻孔。”
“Roemheld 的咨询质量非常高，”Pergande 说. “他们强烈而专注地响应我们的个性化需求。此外，他们的产品非常可靠，可以根据我们的要求进行配置。我们不必购买任何现成的东西。”
在Roemheld组装技术产品经理Manfred Parr（中）的支持下, Thermo Fisher Scientific 的 Stefan Kämmerer（左）和 Felix Pergande（右）设计了一系列由四个类似的组装工作站组成的生产线离子与其中两个适用于组装更大的培养箱模型。对于新的手动组装工作站，人体工程学对 Kämmerer 具有特别重要的意义。早期的培养箱系列是在高度可调的桌子上组装的，但 40 磅（18 千克）的装置必须在没有任何辅助设备的情况下手动移动。
“出于这个原因，内部的预组装集装箱需要大量搬运，对体力要求更高，”Kämmerer 说。 “为了新系列的生产，必须对此进行改进。”
内部 28 × 18 英寸（711 × 457 毫米）外壳，前面敞开，用于 42 加仑（159- l) 培养箱在赛默飞世尔自己的钣金车间制造。在预组装中，一名员工用加热箔覆盖所有五个面，这需要容器旋转数次。除此之外，还必须安装传感器和固定装置。整个过程约需45分钟，外壳和绝缘层组装在它上面。 Langenselbold 的工厂拥有大约 150 名组装员工，其中 8 名被分配到制造孵化器，轮班制为一到两班。
在 Roemheld 组装技术产品经理 Manfred Parr 的支持下，Kämmerer 和 Pergande设计了一系列依次排列的四个类似装配工作站。其中两个适用于组装较大的孵化器型号。
所有工作站都包含一个行程为 8 英寸（203 毫米）的电子车间升降模块，可以通过按钮。旋转模块可以手动释放，步长为 45°；允许装配工使用两个脚踏开关，而无需在容器周围走动。
“装配工作站的原型只有一个脚踏开关。为了提高工作效率，装配工想到了第二个脚踏开关； Roemheld 可以迅速实施这一建议，”Kämmerer 说。
Roemheld 的模块化升降和旋转模块减少了 Thermo Fisher Scientific 的 40 磅（18 千克）培养箱的组装劳动力。组装工作站设计完成后，他从Roemheld订购部件并进行组装。为了在工作期间保持表面光洁度，他还开发了一种在轴承表面上配备刷子的夹紧装置。
“通过 45° 分度的明确位置固定和定义处理显着降低了风险容器上的凹痕，”Pergande 说。节省时间和降低成本在本设计中并不是优先考虑的事项，尽管两者都实现了。他强调，符合人体工学的工作站设计有助于保护员工健康，“缺席雇一个员工要花钱，因为要么我们不能生产，要么我们必须指派一个替代者。”更少的废品和更健康的员工有助于节省成本并提高 Thermo Fisher 的成功率。
Thermo Fisher 设备装配工 Steffen Hillesheim 说：“像这样符合人体工程学的工作站非常宝贵。它对背部、颈部和肩部都有好处，可以明显缓解疼痛。身体会立即感受到。”
Thermo Fisher Scientific 打算在未来改进精益制造方面的其他单一工作站和整条生产线。 “这还将包括处理方面的分析，”Pergande 说。 “由于通过自动化降低工资成本通常效率低下，因此我们希望尽可能符合人体工程学和高效地设计我们的手动工作站。模块化单元的标准接口概念在这方面非常有用，因为它允许对未来工作站进行灵活和简单的规划。”
有关 Carr Lane Roemheld Mfg. Co. 的更多信息，请访问 /assembly，或致电 636-386-8022。
由高级编辑 Jim Lorincz 编辑。
本文首次发表于 2016 年 6 月版的《制造工程》杂志。
