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佛山机器人加快与传统制造融合 迎来第二次工业革命

2015年01月22日 09:32中国机床商务网点击:4961

  【中国机床商务网 地区风采】曾经在传统工业流水线上完成经济腾飞的佛山制造,积极走出去“取经”只是其奔走在追赶未来制造上的一个小札记。而在佛山这片占地3800平方公里的土地上,大数据、云计算、3D打印、机器人等一个个带有变革意义的元素正加快与佛山的传统制造融合。
  
  眼前的这一幕,对陈业强来说,还是产生了不小的冲击。
  
  2014年末,这位从事头盔生产行业的90后“创二代”,与另外19位同样来自佛山的企业家走进位于上海青浦区的晨讯科技园。在这家全球排名第二的物联网无线模块提供商的电子工场内,刚走到二楼,就能看到整个车间被明显地切割成两部分,一边是3台机器就能实现智能测试的手机生产线,而另一边则是一条条站满人的传统手机生产线。
  
  这是一场发生在珠三角传统制造业与长三角新兴变革之间的交流。这背后投射出,以智能制造为主题的未来制造,已成为中国这个“世界工厂”内的新竞逐热点。曾经在传统工业流水线上完成经济腾飞的佛山制造,积极走出去“取经”只是其奔走在追赶未来制造上的一个小札记。
  
  而在佛山这片占地3800平方公里的土地上,大数据、云计算、3D打印、机器人等一个个带有变革意义的元素正加快与佛山的传统制造融合。
  
  但这仅仅是“机器变革的热身运动”。
  
  埃里克·布莱恩约弗森在其所著的《第二次机器革命》中提到,如果说蒸汽机所引发的是“第一次机器革命”,那么在“第二次机器革命”中,人工智能化的设备将优于人。“灵长类”的机器得以大规模应用,如同一群“智能生物”将搅动这颗星球上的工业格局。
  
  当“智能制造”时代到来,当“机器的变革”风起云涌,佛山,将发生什么?关于机器的变革,一场从思想到市场的大启蒙,已经迫在眉睫。
  
  细微突围一个传统家具厂的“智能制造”雏形
  
  维尚家具的做法,一定程度上是佛山的传统制造加快向“智能制造”转型的一种探索。一方面,借助大数据、云计算等工具,让数据成为生产决策最主要的依据;另一方面,则从硬件上不断加大对自动化设备的应用,逐步实现局部自动化,再串联成一个集成的自动化系统。
  
  2014年5月,一个旨在了解智能制造产业发展现状的省级调研活动中,佛山只有一家企业——来自传统制造业领域的家具企业维尚集团(以下简称“维尚家具”)被列入调研行程名单。
  
  关于这座被认为颇具“智能制造”雏形的工厂,此前在业界内广为传播的,是一个车间内机器“指挥”人工作的画面。
  
  在维尚家具的生产车间内,每个生产工人的位置前都有一个显示屏。在对板材进行开料切割的时候,生产员工会根据显示屏上发出的“指令”,调整板材位置。而在完成板材切割后,员工会从显示屏左下角的一大版二维码贴纸中,按顺序撕下贴在对应的板材上。在下一个流程中,这些二维码将成为板材的“身份证”,决定其何去何从。
  
  这些发生在维尚家具车间的画面,其运转的背后有一条隐形的“数据价值流”。
  
  “我们整个生产制造环节的数据化基本已经完成,现在主要忙于针对前端的设计环节做数据优化。”佛山维尚家具制造有限公司总经理黎干说道。
  
  在维尚家具位于南海狮山的工厂内,一个被称为“云设计”的屏幕不断地实时收集维尚家具设计师为全国客户提供的设计方案。而这些方案又被转化成一个个的数据,被用于分析究竟具备怎样特征的户型,才最受客户喜欢。然后反过来,这些数据可以提升维尚家具最前端的设计方案的通过率。
  
  “这就是数据如何产生价值的过程。”黎干说,不仅仅是前端设计的数据化,从前端到之后的生产制造,再到最后的消费者沟通对接与售后服务,都被“数据”所贯穿。
  
  其中,更值得一提的是,这家以“个性化定制”为追求的家具企业,利用数据化手段,实现了“柔性化的生产”。
  
  维尚家具的订单分析系统,会对所有的订单进行“拆单”和“合单”。根据不同材料部分进行编号,维尚在组合订单的过程中,会对同样需要某一类板木的订单进行合单,据此用同一块材料的不同部位来制造。采用这种方法后,维尚家具生产材料的利用率比传统成品家具的生产材料利用率平均会提升3%。
  
  当维尚家具的整个生产制造环节已被逐一数字化后,一条“数字价值链”如同深埋起来的隐线,集结成“大数据”的力量,不断地帮助其提高生产效率。
  
  “有了数据流动做基础,接下来才能不断地推进设备自动化。”黎干说。在提高数据优化效率的基础上,维尚家具的工厂车间还将不断提升生产车间的自动化设备程度。最近,他正忙着筹备新工厂的智能物流系统。在他的构想中,那些原本满是叉车的传统仓库,会在投入过亿的设备后,“实现完全的自动化物流配送”。
  
  而为了更好地实现“定制式生产”的智能化,这个软件“出身”的家具厂如今还“半只脚”跨进了机器人产业。去年年中,维尚家具自身投资成立了机器人研究团队,并根据自身需求自主开发软件系统,现在已经有3台机器人上线。
  
  维尚家具的做法,在一定程度上是佛山的传统制造加快向“智能制造”转型的一种探索。一方面,借助大数据、云计算等工具,让数据成为“消费者—工厂—消费者”这一循环体中互相沟通和生产决策最主要的依据;另一方面,则从硬件上不断加大对自动化设备的应用,连点成线,逐步从局部自动化再串联成一个集成的自动化系统。
  
  未来愿景从设备自动化到“灵长类机器”
  
  当一个个佛山工厂开始谈论和使用“机器人”,无论政府企业,都不能仅仅局限于实现简单的设备自动化。在长远的预言中,埃里克·布莱恩约弗森认为,真正的革命将带来“灵长类机器”,它不再是“延展人类的肌肉力量”,而更像是一种机器属性的智能生物。
  
  维尚家具或许是佛山制造中迈向智能制造的其中一位探路者,但在追赶以智能制造为主题的未来制造中,佛山制造早已经是“全体总动员”。
  
  其中“机器代人”浪潮在佛山所掀起的自动化革命,正是这场佛山制造借力智能装备,加快实现从制造到“智造”的群像侧影。
  
  就在去年,佛山电梯行业引进了第一台、也是唯一一台焊接“机器人。这一举动发生在位于佛高区南海园的广东珠江中富电梯,目前,在这家企业的工厂内,只要用10分钟,这台焊接“机器人”在面积2.4平方米的轿厢底盘上,完成了800多个步骤的焊接任务。
  
  而在距离佛高区南海园不远处,一家名为佛山市科蓝环保科技股份有限公司的工厂内,工厂人数从最多时候的300多人减少到现阶段的100多人。“产值并没有下降,主要是我们相继引用了数控设备、自动化切割设备等。”佛山市科蓝环保科技股份有限公司总经理尤今对记者说道。
  
  顺应智能设备在佛山的大规模应用趋势,与南海一样一直在佛山五区经济中处于先发地位的顺德区,在去年7月正式发布《关于推进“机器代人”计划全面提升制造业竞争力实施办法》,率先提出年安排不少于1000万元创投资金、不少于5000万元创新扶持资金、不少于4亿元政策性融资担保额度,鼓励骨干企业、大中型企业和小微型企业开展“机器代人”改造项目。而赶在2014年结束前,佛山市政府也从全市层面,发布了相关推进机器人应用的政策。
  
  值得关注的是,从长远来看,当一个个佛山工厂开始谈论和使用“机器人”,无论政府企业,都不能仅仅局限于实现简单的设备自动化。
  
  埃里克·布莱恩约弗森在其所著的《第二次机器革命》中提到,第一次机器革命时代是18世纪末伴随着蒸汽机诞生的工业革命,这一时期,几乎所有的动力系统都在延展人类的肌肉力量。
  
  而对于第二次机器革命时代,埃里克·布莱恩约弗森认为,“我们正在开始对更多认识性的工作以及更多动力控制系统进行自动化,在很多情况下,今天的人工智能机器能够发出比人类更优化的指令,人类和受软件驱动的机器正在日益变成替代关系,而不是互补关系。”
  
  这种说法或许是带有长远视野的预言,但这种“能够比人类更优化的人工智能机器”,就如同“灵长类机器”,它不再是“延展人类的肌肉力量”,而更像是另一种本质上是机器属性的智能生物。
  
  3D打印技术或许是更形象的说明。
  
  “打造一个大型锻件一般需要几百吨钢材和三年的时间,做完后只要检验不合格,几千万元就打水漂了。”南方增材董事总经理朱志宇说道。作为佛山民营企业的南风股份子公司的南方增材科技有限公司,目前正在开发金属3D打印技术,“打印”可用于核电站的大件金属构件。
  
  南方增材负责人介绍,相比传统技艺,这一金属3D打印的耗时剧减;完全实现数控化的轨迹控制,产品精密度得以提升;更具颠覆性的是,“打印”过程中,哪里有失误,可以像“橡皮擦”一样消除痕迹,重新来过——实现无限可修复。
  
  而以3D打印为代表的智能生产方式将有望在佛山进一步推广。去年11月底,佛山市副市长王玲在广州与广东省科技厅签署联合共建协议,合力在佛山共建省级3D打印工程技术研究开发中心,建立3D打印产业基地;并表示佛山市政府将配套划拨5000万元专项资金,用于支持以3D打印为主的装备制造产业技术创新。
  
  回到现实德勤报告折射中小企之困
  
  只有自动化产业的相关市场成本与采用人力的成本在未来达到了一定平衡后,才可能更快推进车间的“自动化革命”。许多中小企业无力承担智能化升级的成本和风险,是导致智能化进程放慢的重要原因。
  
  当大数据、机器人、3D打印等众多具有变革意味的因子,正加速融入佛山制造,这必成为加快佛山制造迈向“智造”的重要工具。但一个客观的现状是,从广义的佛山制造上看,大多仍处于局部自动化的阶段,而且在对新兴工具的使用上也存在困惑。
  
  担任佛山市南海永恒头盔制造有限公司董事的陈业强赶在2014年结束前,参加了由南海都市型产业发展促进会举办的工业4.0上海学习之旅。这位90后“创二代”的家族企业,在去年选择把工厂的8个车间里的喷漆环节,全部改造成自动喷漆线。
  
  “但旧厂房的楼高对于自动化设备的改造并不是很符合,重新再建工厂,成本又过高。”对于在加快引入自动化设备中,成本陈业强所代表的佛山一类主流企业类型,即中小微企业所关注的首要问题。
  
  而事实上,即便是去年产值迅速突破20亿元的维尚家具,在加快智能制造上,同样也在计算成本的回收周期问题。
  
  在维尚家具的工厂内,尽管已经引入了不少自动化设备,但仍未真正把每一个环节都通过自动化来连接,实现智能制造所对应的智能工厂的高度集成化。“其实技术早已经不是障碍。”黎干坦言,这里面最主要的问题,是考虑到一旦把不同环节通过自动化设备引入后,这与直接采用人手来替代的方式,哪一个的成本会更优。
  
  “要让工厂从局部自动化走向集成式的自动化,这里面如果光靠自有资金,成本是一个非常重要的影响因素。”黎干认为,这也意味着,只有当用机器的成本,与用人的成本相当乃至更低,才可能更快地推进车间的“自动化革命”,而唯有那时候,真正高度集成、高度自动化的智能工厂才可能实现。
  
  而事实上,在去年,一份由德勤发布的《从中国制造到中国智造——中国智能制造与应用企业调查》中,根据其对近200家制造企业进行的调查显示,年收入低于5亿元的企业中,一般的企业在智能化升级过程中采用的是自有资金,而这样的企业往往是融资难的主要群体。为此,报告认为,许多中小企业无力承担智能化升级的成本和风险,是导致智能化进程放慢的重要原因。
  
  另外,在拥抱新技术来实现智能化上,一些佛山的企业也遭遇了困惑。担任鹰牌陶瓷副总裁的陈贤伟向记者坦言,鹰牌陶瓷作为佛山制造业中较早介入“大数据”的企业,也只是对如何利用大数据来推进企业智能化生产,“作出了很初步的探索”。
  
  “大数据的应用和分析,对于个性化定制产品的帮助会比较凸显,但对于大工业标准生产的产品,如何体现它的价值,我们也一直在琢磨。”陈贤伟坦言。
  
  无论如何,在佛山制造的最深处,大数据、3D打印、机器人等所代表的新技术,如同一颗颗种子一样,撒落到了这片制造之都的每一寸土地上。
  
  但如同埃里克·布莱恩约弗森所言,即使是3D打印、自动驾驶等,都并不是计算机时代最高的成就。“它们只相当于热身运动,当我们进入第二次机器革命时代,会看到越来越多的此类奇迹,它们会变得越来越让人惊奇和赞叹。”
  
  而至少,在这场从制造到佛山“智造”的热身运动中,佛山已经迈出了自己所能理解的那一步。
  
  ■焦点
  
  工业IT业:“佛山制造”进化的另一个关键点
  
  在工业4.0成为全球工业制造业关注热点下,“佛山制造”正掀起一场“机器代人”的自动化革命,重视自动化技术,成为越来越多佛山企业的共识。但必须看到的是,在佛山当下经历的“机器革命”中,不少企业往往只盯着产线上的蓝领工人数量,认为只要通过引入自动化设备,减少了产线工人数量,就能实现自身的工业进化。
  
  事实上,以智能制造和智能生产为两大主题的工业4.0,所描绘的是虚拟与现实世界相融合的时代。这个时代的图景,正如由乌尔里希·森德勒主编的《工业4.0——即将来袭的第四次工业革命》中提出,“通过工业软件,能够实现虚拟和现实的交互,这将显著提高生产力。
  
  “虚拟式研发”可显著缩短企业创新周期
  
  以研发为例,一般情况下,研发包括了定义产品、开发产品和生产产品三大阶段。其中定义产品需要进行大量的市场调查和分析,开发产品则涉及多部门的讨论和分工,而生产产品更是需要设计产线,并做产线的测试生产。从整个流程来看,尽管因不同行业和产品而异,但普遍都需要较长的研发周期。
  
  较长的研发周期意味着企业的创新周期也较长,这必将让企业在瞬息万变的市场中处于劣势,特别是当行业产品更新换代越来越快时,如何更快地缩短新产品的上市时间,成为考验企业创新能力的核心命题。
  
  在西门子工业自动化产品成都生产研发基地,借助一款名为NX的计算机辅助系统,当企业完成了产品定义后,只需要向系统输入相关的数据,就可以出现虚拟的样机。而一旦产品符合要求,进入产品生产环节,也就是特别耗时和耗财的产线建设和测试上,西门子同样只需要在系统中设置好条件,比如设定模拟产线的外在温度等,之后输入相关的数据,让模拟的产线在电脑中“运转”。
  
  而在生产线模拟“运转”中,发现有什么问题,又再马上调整,在最终调整完成后,直接建设生产线,免去了过去研发中生产线测试等多个环节,显著缩短企业新产品的研发周期。
  
  关键在于打通软件间的数据互联
  
  如果以当下佛山制造所特别关注的劳动力成本角度看,加大对工业软件的应用,其实有利于提高工厂内白领群体的工作效率,也就是用软件替代了“白领”,比如在研发这个例子中,研发人员与生产人员的沟通对接效率,在利用软件时将明显提高。
  
  当然,从技术层面看,引入软件并非是什么难事。以企业管理软件来说,像ERP过去几年也在佛山企业中被广泛推广使用。
  
  但处于局部自动化的佛山,要加快迈向未来制造,一方面要在自动化技术以外,加大对工业IT和软件技术的应用和关注,而从更长远的布局来看,还要注重对软件使用间的互联互通,也就是说要注重对于软件间数据的打通,借助数字化技术,改写自身的生产方式,为迈向“未来制造”埋下重要的一笔。
(来源:南方日报)

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