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自動化為“科技引領生產”加速

  
  

    ■制造領域的“機器人革命”

    從自動化、信息化到機器人化,產業革命的浪潮一波緊跟著一波。廉價的傳感器和人工識別、機器學習、分布式智能技術的迅猛發展,終于將機器人送上了從體力勞動到腦力勞動的各個崗位。一段時間以來,國內關于工業機器人的報道屢次見諸報端。其中,正在大規模代工生產蘋果手機iPhone6的富士康公司,更因其創始人郭臺銘多次宣稱“人要呼吸,機器不要”而備受矚目。另外,波士頓咨詢公司的一則報告顯示,如果考慮到真實的生產效率,中國制造業的實際成本已經接近美國,其原因主要是中國勞動力成本上漲的速度快于生產效率提高的速度。一方面,我國制造業勞動力成本優勢正在消退;另一方面,國外制造企業正在大量采用新一代工業機器人,以彌補其勞動力成本過高的劣勢。

    《連線》雜志這樣描繪“機器人革命”高歌猛進的圖景:機器人會取代組裝流水線上的工人,然后再取代倉庫里的工人。它們可以搬運箱子,對箱子進行分類,然后裝上卡車。機器人還將繼續進軍蔬菜水果采摘業,直到把人類全部擠出普通農場。打掃辦公室和學校這種需要多些技巧的工作也會被夜班機器人搶走,它們可以從打掃門窗干起,最終學會打掃廁所。高速長途貨運則會由固定在駕駛室的機器人完成。

    最新的報道是815日,順德高新技術產業開發區與庫卡簽訂合作意向書,在廣東智能制造產業基地內建設占地面積227.46畝的機器人專業園區。這是世界領先的機器人供應商德國庫卡公司在中國設立的第一個研發基地。

庫卡將在園區建設機器人應用研發工程中心,從而帶動下游機器人系統集成商的進駐。依據協議,機器人專業園區計劃投資10.5億元,預計達產后年產各種工業機器人和智能裝備超過50萬臺,產值達到43億元。

 

    ■為何使用機器人?

    浙江大學智能系統與控制研究所機器人實驗室主任熊蓉教授說,在精確作業和重復作業領域,機器人有著無可比擬的優勢,能夠極大地提高產量和質量。

    “從全球來看,制造業是目前機器人應用最為廣泛深刻的領域?!毙苋刂赋?,隨著美國等發達國家近年相繼提出“再工業化”新戰略,先進工業機器人獲得巨大青睞,和人工智能技術與數字機床一道被視為振興實體經濟的重要技術手段。

    使用機器人有以下原因:

    1、勞動力價格上漲推高生產成本,被認為是工業機器人快速進入生產的原因之一。自200811日,新《勞動法》實施以來,中國各地上調了最低工資水平,沿海地區勞動力成本不斷攀升,出現民工荒,中國人口紅利漸失,一些生產型企業開始外遷。

    2、機器人的出現并高速發展是社會和經濟發展的必然,是為了提高社會的生產水平和人類的生活質量,讓機器人替人們干那些人干不了、干不好的工作。在現實生活中有些工作會對人體造成傷害,比如噴漆、重物搬運等;有些工作要求質量很高,人難以長時間勝任,比如汽車焊接、精密 裝配等;有些工作人無法身臨其境,比如火山探險、深海探密、空間探索等;有些工作不適合人去干,比如一些惡劣的環境、一些枯燥單調的重復性勞作等;這些都是機器人大顯身手的地方。

    3、電子代工等勞動密集型產業開始逐步轉向自動化生產以幫助企業來提高工作效率、降低成本,國內多家電子生產企業引進多種工業機器人代替手工作業,如富士康、雷柏科技等。

    4、隨著制造裝備技術含量及產能的提升及管理成本的下降需求,采用機器人工作能極大的增加企業在同行業中接單的能力又為企業帶來了更多的發展空間。

    ■ 星網銳捷自動化加速

    受人力成本上升、生產自動化要求變高、工業機器人技術提升等多重因素影響,以富士康為代表,工業機器人與工廠自動化技術逐步從傳統的汽車、重工業應用轉向更加廣闊的電子制造業,市場也由以往多量少樣需求轉變為未來大量多樣需求。

    正是在這樣的背景下,星網銳捷加大了在工業機器人與工廠自動化方面的投入,初衷是希望提高生產率和產品質量,減少對人員的依賴。第一個實施的自動化項目是AGVAutomated Guided Vehicle)系統。AGV系統主要由無人駕駛自動導引車輛AGV、AGV管理與監控系統和蓄電池智能充電站等部分組成。在AGV管理與監控系統的統籌安排下,AGV車輛依照作業任務的要求,選擇所規劃的最優路徑,精確行走并??恐付ǖ牡攸c,完成一系列作業任務如取貨、卸貨、充電等。AGV系統是銜接物流系統中各個相關組件的橋梁,在現代的生產物流搬運設備中,AGV系統擔當了一個非常重要的角色,在企業的自動化生產過程和計算機綜合生產系統(CIMS)中起到了無可替代的作用。在星網銳捷的生產車間,不時可以看到AGV車輛拉著各種物料,在地上的“磁軌”大道上,歡快地“奔跑”著,將各種物料送到生產線的各個位置。而在導入AGV系統之前,這些工作就需要專門投入8個人從事這項工作。

    三樓裝配車間C730E產品的裝配線,體現的是自動化與精益生產線的高度集成。在主板鎖付工序和外殼鎖付工序,用自動螺絲機取代了人工鎖付螺絲,而人工手持掃描槍掃描條形碼則被自動掃描所替代。這樣一條經過重新排拉與優化的產品線生產出來的產品,再也沒有了螺絲漏鎖與條碼漏刷的煩惱。在效率提升方面,減少了1個操作員的情況下,產量還提升了8%以上。

    五樓制板車間的成板線,導入了自動光學檢查(Automated Optical Inspection,簡稱AOI)取代人工目檢。AOI的矢量分析技術與高像素超景深工業相機完美結合,使得攝像頭的對焦平面縱深的延展化,達到清晰攝取各種高度元件圖像的目的,同時解決了插件元件的左右搖擺的位置不確定性以及負極標識在電容器的表面顯示位置不一樣的難題,提高了檢驗的精確度及準確率。

    另一個自動化系統依賴于ABB機器人IRB120。這是星網銳捷導入的第一臺六軸機器人,也是目前世界上最小巧的機器人。它有著靈巧的手,可以快速到達指定位置,然后完成標簽的抓取和貼裝動作,在狹小的空間內,優雅地舒展著。它在ADSL打包線“閃亮登場”后,原來8個人的打包線,現在只需要3個人配合機器人就可以完成。這種機器人不用呼吸、全年無休,卻能從事高重復性、高強度、高精度操作。

    可以說星網銳捷在工業機器人與工廠自動化方面,已經開始了從點到面、從分散到集成的轉變。已實施的項目節省人力30人,每年帶來上百萬的經濟收益。隨著ABB機器人IRB120在生產現場的投入使用,星網銳捷供應鏈平臺沿著“科技引領生產”的目標,邁出了堅實的一步。

    ■自動化,仍然任重道遠

    工業機器人的大量采用是以數字化、智能化、網絡化為標志的第三次工業革命的特征之一。如果說第二次工業革命是通過裝備的自動化和標準化實現了機器對人的體力勞動的替代,正在進行的“工業機器人革命”則推動了機器對人的腦力勞動的替代,其影響不僅限于工業生產效率的提升,更在于從根本上克服了傳統工業生產方式下產品成本和產品多樣性之間的沖突,從而推動了從串行產品開發流程向并行產品開發流程的轉變,使工業產品性能顯著改善、產品功能極大豐富和產品開發周期大幅縮減。

    在機器人的應用上,系統集成至關重要。比如需要打造焊接生產線,需要了解實際生產規劃、生產場地情況、目前生產效能、工件的具體信息、工件組對方式、客戶的要求。有了以上信息才開始做方案決定工裝夾具的形式、數量、機器人焊接能效、焊接生產線的三維仿真、系統實施。如果把機器人本體比喻成一根網線,那么系統集成將根據生產的需要匹配相應網絡接口數量、網線的長度、網線的帶寬、配什么樣的路由器、配幾個路由器、裝什么樣的服務器等等。沒有這些配套的設施,機器人將無法滿足高效率、低成本的要求。由此可見系統集成在整個過程中所扮演的角色是非常重要的,一個經驗豐富的系統集成人員在這里發揮的作用也是顯而易見的,他要具有行業內非常豐富的經驗,對這個行業的工藝要求非常熟悉,對所做的柔性化生產線有較大的設計余量。所謂的柔性化生產線要能滿足企業在生產過程中對不同品種、品質產品的生產加工能力。反之企業不但不能達到柔性化生產線預期目標,更會浪費寶貴的資源。

  中國市場對機器人的強勁需求始終保持較高增速,預計到2015年,中國機器人市場需求總量將達36,000臺,占全球比重18%,成為規模最大的市場。制造業轉型升級將保證未來三年機器人銷量20%以上的增速。在這個產業革命的浪潮中,如何準確定位、把握需求,搭建更多更全面適合多品種、小批量生產的自動化產品線,對星網銳捷的自動化部門來說,仍然任重道遠!

        
 
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