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机器人生产线变革 智能工厂即将到来

2015年01月15日 12:02中国机床商务网点击:5697

  【中国机床商务网 工业机器人】“机器人离我们那么远,却这么快改变我们的工作。”在南海里水胜利工业园志高空调工厂工作了3年的梁万宝,因为厂里生产线引进机器人,自己的工作变得和以前不一样,以前壮汉子都要费好些力气才能搬运的空调外机,现在梁万宝自己轻松按键操作盘就可以直接让控机器人去完成。而他的同事陈丽(化名),因为机器人的到来代替了他的岗位,离岗了。
  
  志高空调生产工艺部罗伟峰科长告诉记者,未来3、4年,随着400多台正在定制化生产的机器人上线使用,工厂安装配套车间的4、5千工人将会重新调整,估计会萎缩近2000生产工人。南海里水胜利工业园里志高空调生产线颠覆性的改变,源自车程40分钟之外的广州萝岗工业园云埔工业区的一家智能制造企业。
  
  广州数控,历时7年,在自有技术基础上研发生产出了第一批受国内企业规模化使用的工业机器人。这批机器人中的9台,去了志高空调的工厂生产线。看似两个企业之间的联系,实际上是第三次工业革命浪潮下的生产变革。工业机器人,已开始悄然快速走进中国的大小工厂生产线。
  
  由中国机器人产业联盟单位提供的数据显示,2010年,中国机器人用量陡然增长171%,此后,中国机器人市场机器人用量以高于全球市场用量增速2倍的数量在增长。
  
  在广州,位于萝岗工业园云埔工业区的广州数控机器人公司正在以每年翻倍的速度,向类似志高空调这样的中国制造业企业输送不同类型的工业机器人,给不同行业的制造业企业带去新的变化。
  
  当机器人开始越来越多地出现在生产、生活的各个领域,中国工业正迎来以数字化智能制造为核心的新的生产变革。在这场变革之中,广州走在了哪一步?“寻找广州经济领头羊”第一期走进工业机器人研制企业,从微观样本探寻广州经济新变化。
  
  工业生产线变革智能工厂在到来
  
  这些形态各异的工业机器人实际是生产自动化设备的“形象称呼”,因为它们的到来,普通工厂生产车间的生产和管理变得更快捷、高效。
  
  走进位于开发区云埔工业区的广州数控机器人生产车间,与传统工厂机器声轰隆、大面积的厂房带给人的印象不同,工业机器人的研发、生产车间,都匿身于外观似写字楼的7、8层高大楼里。在大楼不同楼层的车间里,分布着身段玲珑的不同类型的机器人在进行各种测试。
  
  “20公斤以下的机器人因为轻便可以通过电梯上下运输,因此可以在楼上不同楼层间研制、测试。超过20公斤的机器人则放在首层进行调试。”广州数控办公室主任蒋米仁告诉记者,目前,广州数控自主研发进入批量生产出用于搬运、码垛、焊接、喷涂、打磨、装配、激光切焊、高速并联等领域的工业机器人整机。这些形态各异的工业机器人实际上是生产自动化设备的“形象称呼”,因为它们的到来,普通工厂生产车间的生产和管理变得更快捷、高效。
  
  “现在工厂的工人有一半以上是1990后出生的年轻人,他们基本都不愿意做危险性高、重负劳动比如搬运、空调机外壳喷漆等。这些岗位现在已经很难招到工人,既使有人应聘入职了,做不了就会辞职。”对志高空调生产工艺部科长罗伟峰来说,机器人的到来,不仅解决了一些高危、重负岗位“招工难”的难题,更直接降低了生产成本。罗伟峰给记者算了一笔帐:一台机器人能够做的事情,相当于2个工人、一天两班倒的工作量。相当于一台机器人“抵”4个人力工作量。以每个工人年薪4万计算,一个30万的国产机器人成套解决方案能够在2年时间内收回人力成本,剩下的一台机器人平均寿命之内的8年时间就可以节省出100多万。“这还不算机器人能够24小时工作,及水、电因素。”
  
  在变频机外机组装生产线外四线线长马贺礼看来,使用机器人代替人力,对车间生产效率带来了前所未有的效果。由于机器人作业稳定、且可以24小时不间断工作并且能够标准化、精确化操作,现在空调机身搬运的损耗率基本为零。“在以前,就算是富有经验的工人,每百台人工搬运损耗也有3、4台。”另外,流水线上的人力调配的难度也大大降低。“以前一些重活、累活通常要费力气去调整。现在机器人操作简便,女孩子也可以去操作机器人干重活。”
  
  因为机器人带来的便利和效率,志高空调正在定制新一批广州数控机器人。罗伟峰透露,这次公司定制的是400多台用于空调安装、装配环节的机器人。目前,工厂正在按照机器人生产模式改装生产线,大概3、4年左右可以整体投入使用。“到时候,工厂要扩产能、或在重要生产季节增产,都不再愁劳动力的事情。”广州数控董事长何敏佳认为,工业机器人的规模化使用,使得即便不是汽车、高端电子等“贵族”工业生产,普通制造业领域也能够实现提高产品质量、改善劳动环境、提高劳动生产率、减少材料损耗以及降低生产成本的智能化生产。由于不同类型的机器人规模、形态不一,在广州数控机器人生产车间,机器人测试、部位组装还需要通过人力来实现。
  
  “工业机器人应用理想的状态是,一个车间可以没有产业工人,由机器人与机床联机、与上位生产管理系统联系,实现整个车间数字化生产。”蒋米仁告诉记者,这是广州数控正在努力的目标,也是中国制造的未来发展方向。
  
  研发的力量机器人“广州造”
  
  这六年,公司70多号机器人研发团队,能够全力扑在研发上,和公司对研发的重视、投入和激励制度分不开。因为重视研发的氛围,机器人研发团队人员也比较稳定。目前,广州数控研制的工业机器人国产化率可以达到96%
  
  相比于机床数控系统开发和生产,广州数控的“强项”并不在机器人。广州数控GSK是目前国内最大的数控系统企业,其产销量占国产数控市场的50%以上。但在工业机器人领域,和ABB、KUKA、FUNAC等国外机器人生产企业相比,广州数控仍属于“新秀”。起步晚并不妨碍广州数控研制国产“机器人”的计划。在瞅准劳动力成本的上升、工厂自动化程度提高等外部市场环境不断变化下,2006年年底,广州数控开始进入工业机器人研发。
  
  “当时决定进入机器人研发领域,有不少担心和争议。毕竟当时已经在数控系统和机床生产领域有很强的市场地位,没必要再冒风险去做机器人”。广州数控办公室主任蒋米仁介绍说,公司最终进入机器人研发,是基于对中国产业发展的判断:中国正告别人口红利,招工难,新一代产业工人不再愿做高危高强度工种,及工业自身发展规律,工业发展必定向自动化、智能化转型。“最关键的是,何总这样在工业领域奋斗了几十年的老企业人,希望像数控机床一样,造自己的国产机器人。”
  
  如今,每谈到已经研制出具有独立知识产权的工业机器人,何敏佳就笑称之所以能研发出机器人,是因为遇上了华南理工大学的谢存禧老教授。但实际上,广州数控自行研发制造的工业机器人经历了长达六年的系统研发。六年期间,广州数控每年都拿出销售收入的8%投入到技术研发中去,耗资2、3亿元。
  
  在整个广州数控机器人开发战略中,“研发”是一个庞大而精密的系统。从最初科研人员设计出最初“原理型样机”后,到真正实现科研成果转化为生产力,离不开“产品工程化”,这个过程需要不断进行调试,成千上万次的试验,投入比前期研发还要多。“有了创意和设想之后,后期工程化转化研究容易被忽视,却是将技术导入生产的关键环节。”广州数控机器人工程师告诉记者,“前期原理型研发”和“后期工程化转化”,在资金、人力、时间投入上,分别约占比整个研发投入的40%和60%”。记者了解到,广州数控将机器人研发后期的“产品工程化”过程还细分成多个环节,产品工程化——小批量试制——验证,然后才进入最终的规模化生产。这中间,要结合技术标准化、工艺流程、生产作业指导等进行技术改良,实现从原理设计到批量生产的稳定性,还要进行批量生产前精细化工艺和测试等。
  
  “突破核心技术的基础是人才。”广州数控设备有限公司董事长何敏佳说,机器人项目能够不断出新,并且实现96%的国产化率,离不开长期储备培养的人才队伍支撑。“从机器人研发项目启动,公司每年都投入大量资金用于机器人研发:派技术人员去高校学习、去国外学技术;为了让研发人才专心研发,除了设立项目奖、创新奖等多种激励制度,公司还为一些年轻员工提供借款首付等支持。”公司机器人研发部门陈其忠主任介绍,这六年,公司70多号机器人研发团队,能够全力扑在研发上,和公司对研发的重视、投入和激励制度分不开。因为重视研发的氛围,机器人研发团队人员也比较稳定。目前,广州数控研制的工业机器人国产化率可以达到96%,包括机器人关键功能部件的控制系统、伺服驱动装置、伺服电机,甚至部分减速器。由于机器综合性能不错,机器售后服务便利,价格还比进口机器人便宜近30%。
  
  2012年,广州数控批量生产出的200台机器人,很快得到国内制造业企业的关注。次年机器人产量实现翻番至400台,预计今年产量将达到1000台。广州数控机器人销售人员介绍,目前,广州数控生产的机器人产品已陆续销往越南、香港、深圳、广州、上海、江苏、浙江、重庆等地,还与珠三角多个制造业企业如志高空调、美的集团等企业,开始合作推广机器人在生产线上的应用。
  
  【观察】机器人来了,广州该做什么?
  
  因为招工难、劳动力成本不断上涨等因素,上海特波电机公司专门从广州买回12台机器人,代替原有人工做电机轴和端盖机加工;因为机器人既解决“缺工”,又降低生产成本、提高生产效率,志高空调开始改装原有的生产线,准备用300、400台机器人替代原有2000空调安装、装配工;当中国人口红利逐渐消减、招工难等重重因素压向传统制造业,高度集成现代工业中尖端自动化技术的工业机器人,已开始悄然快速走进中国的大小工厂生产线,成为工业自动化技术与应用的生力军。由中国机器人产业联盟单位提供的数据显示,2010年,中国机器人用量陡然增长171%,此后,中国机器人市场机器人用量以高于全球市场用量增速2倍的数量在增长。与此同时,生产企业也在暗中角力,拒不完全统计,目前中国已有机器人生产企业100多家。不仅国外工业机器人生产巨头纷纷在中国设立分公司及合资公司,国内包括天津、重庆、上海、江苏以及广州等地,都在发展自动装备、工业机器人。
  
  机器人来了,广州该做什么?在最近的机器人市场中有这样一个案例:位于佛山的广东志高空调为了配备生产线机器人,跑遍了沈阳新松、上海沃迪、珠海博信、广州数控、东莞乐伯特等几个国内主要机器人生产厂,最后选择了购买广州产的机器人。为什么选择的是广州产地机器人?志高空调工作人员告诉记者,因为广州数控的机器人技术在国内处在前列,机器人生产地距离志高厂又比较近,后期机器人的售后服务、技术交流以及工程方案对接都很方便。看似市场细节的小故事,却蕴含了如何赢得市场、赢得竞争力的大道理。志高空调“淘”尽各地择优而取,某种程度上说明了市场的选择。正是因为“先进技术”和“系统服务”,让广州数控机器人最终赢得竞争力。
  
  而其实,不仅是工业机器人,包括3D打印、智能生产等更多的前沿技术正给珠三角各个角落的生产车间带来巨大冲击。面对由于技术进步所引发的制造业革命,广州应当承担怎样的功能和角色?正如中共中央政治局委员、广东省委书记胡春华书记所强调的,对于广州来说,转型升级必须抢占经济发展的制高点,广州要充分发挥国家中心城市、省会城市的优势,实施创新驱动发展战略,在金融、科技、总部经济发展等方面加大力度,占据产业价值链的高端。广州要发挥区域城市中心的功能,为珠三角制造业转型提供系统服务和动力源泉显然是关键任务之一。志高空调的员工在谈到他们为何选择广州产地机器人时提到,研发实力、售后服务、技术交流、工程解决方案都是他们购买机器人要考虑的,因此,企业最希望在工厂半径200公里的范围内,能找到有实力的研发生产企业。从一线市场这样的呼声来看,广州在辐射整个珠三角智能制造业及其服务领域最具地理优势。
  
  广州市近期出台《关于推动工业机器人及智能装备产业发展的实施意见》,显示政府已充分意识到机器人发展对广州未来经济的重要性。但要真正将纸上规划形成市场影响力,广州还存在不少挑战。机器人的关键技术在于数字控制系统和信息服务系统,广州数控历时六年、之所以能最终研制出自主品牌机器人,是在这两方面技术有了实质性的突破。而对于广州大量制造业企业来说,他们在资金面、人才和其他各方面难以突破实现。这个时候,就需要广州解决更多企业面临的共性问题,搭建更多能够发挥实效的公共研发平台。而如何调动政府、企业、科研院所三方的力量,既激发本土研发机构活力,又引进国际研发力量,形成“创新岛”效应,来集中突破关键性技术,为经济发展释放更多“引擎”效应,就值得广州系统思考。
  
  在深圳有过创业经历的广州倍儿悦科技董事长曾榉嶒曾告诉记者,就互联网行业来看,深圳给人的现代感、科技感更胜一筹,这让高科技企业更愿意落脚在深圳,但目前国内这类技术、研发人才主要活跃在北京,这种氛围正在不断带动同类行业人才“北上”。广州对人才的吸引力正在下降,除了面临“逃离北上广”的社会就业心态给企业带来“留住人才”隐忧,更重要的是在城市定位、区域形象和创业氛围、政府服务如何重塑竞争力。城市的核心竞争力离不开人才要素,如何放开束缚、不拘一格,重现当年的“孔雀东南飞”时,同样是广州在抢占经济制高点中面临的重要挑战。
  
  显然,这场源自于生产线的革命已经催生了一个全新的市场需求。广州如何做好珠三角转型升级的“动力源”,担当好工业“大脑”以及产业“智力源”的角色,让我们拭目以待。
(来源:先进制造业)

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