摘要
中小企业（SMEs）有望为可持续制造业做出贡献，然而它们通常缺乏以结构化和可扩展的方式采用先进自动化技术所需的资源和能力。尽管精益机器人技术已经得到了广泛研究，但关于如何系统地设计其集成方式以提高中小企业在可持续性方面的表现，仍缺乏实证证据。本文探讨了如何构建和实施一个可扩展的精益机器人系统，以提高中小企业包装过程中的生产力和资源效率。我们开发了一种精益机器人设计方法，该方法综合考虑了精益原则、协作式工业机器人技术以及工业物联网（IIoT）监控。该方法在一个实际案例研究中得到了应用——该研究聚焦于一个“折叠站”机器人单元，该单元用于将石纸片堆叠、粘合并加工成圆柱形的植物保护装置。在实施前后，测量了与循环时间、材料利用率、工艺稳定性和人工劳动量相关的关键性能指标。研究结果表明，单位产品的准备时间减少了三到四倍，石纸和胶水的使用更加高效，重复性手工操作也有所减少，从而促进了经济和环境的可持续性。TRIZ（发明问题解决理论）被用来解决将精益原则应用于机器人系统时出现的设计矛盾，并支持其适应不同生产场景的可扩展性。这项研究加深了对精益机器人技术在中小企业可持续生产中的理解，并为设计可扩展、资源高效型机器人单元提供了实用指导。
