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自动化为“科技引领生产”加速

  
  

    ■制造领域的“机器人革命”

    从自动化、信息化到机器人化,产业革命的浪潮一波紧跟着一波。廉价的传感器和人工识别、机器学习、分布式智能技术的迅猛发展,终于将机器人送上了从体力劳动到脑力劳动的各个岗位。一段时间以来,国内关于工业机器人的报道屡次见诸报端。其中,正在大规模代工生产苹果手机iPhone6的富士康公司,更因其创始人郭台铭多次宣称“人要呼吸,机器不要”而备受瞩目。另外,波士顿咨询公司的一则报告显示,如果考虑到真实的生产效率,中国制造业的实际成本已经接近美国,其原因主要是中国劳动力成本上涨的速度快于生产效率提高的速度。一方面,我国制造业劳动力成本优势正在消退;另一方面,国外制造企业正在大量采用新一代工业机器人,以弥补其劳动力成本过高的劣势。

    《连线》杂志这样描绘“机器人革命”高歌猛进的图景:机器人会取代组装流水线上的工人,然后再取代仓库里的工人。它们可以搬运箱子,对箱子进行分类,然后装上卡车。机器人还将继续进军蔬菜水果采摘业,直到把人类全部挤出普通农场。打扫办公室和学校这种需要多些技巧的工作也会被夜班机器人抢走,它们可以从打扫门窗干起,最终学会打扫厕所。高速长途货运则会由固定在驾驶室的机器人完成。

    最新的报道是815日,顺德高新技术产业开发区与库卡签订合作意向书,在广东智能制造产业基地内建设占地面积227.46亩的机器人专业园区。这是世界领先的机器人供应商德国库卡公司在中国设立的第一个研发基地。

库卡将在园区建设机器人应用研发工程中心,从而带动下游机器人系统集成商的进驻。依据协议,机器人专业园区计划投资10.5亿元,预计达产后年产各种工业机器人和智能装备超过50万台,产值达到43亿元。

 

    ■为何使用机器人?

    浙江大学智能系统与控制研究所机器人实验室主任熊蓉教授说,在精确作业和重复作业领域,机器人有着无可比拟的优势,能够极大地提高产量和质量。

    “从全球来看,制造业是目前机器人应用最为广泛深刻的领域。”熊蓉指出,随着美国等发达国家近年相继提出“再工业化”新战略,先进工业机器人获得巨大青睐,和人工智能技术与数字机床一道被视为振兴实体经济的重要技术手段。

    使用机器人有以下原因:

    1、劳动力价格上涨推高生产成本,被认为是工业机器人快速进入生产的原因之一。自200811日,新《劳动法》实施以来,中国各地上调了最低工资水平,沿海地区劳动力成本不断攀升,出现民工荒,中国人口红利渐失,一些生产型企业开始外迁。

    2、机器人的出现并高速发展是社会和经济发展的必然,是为了提高社会的生产水平和人类的生活质量,让机器人替人们干那些人干不了、干不好的工作。在现实生活中有些工作会对人体造成伤害,比如喷漆、重物搬运等;有些工作要求质量很高,人难以长时间胜任,比如汽车焊接、精密 装配等;有些工作人无法身临其境,比如火山探险、深海探密、空间探索等;有些工作不适合人去干,比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等;这些都是机器人大显身手的地方。

    3、电子代工等劳动密集型产业开始逐步转向自动化生产以帮助企业来提高工作效率、降低成本,国内多家电子生产企业引进多种工业机器人代替手工作业,如富士康、雷柏科技等。

    4、随着制造装备技术含量及产能的提升及管理成本的下降需求,采用机器人工作能极大的增加企业在同行业中接单的能力又为企业带来了更多的发展空间。

    ■ 星网锐捷自动化加速

    受人力成本上升、生产自动化要求变高、工业机器人技术提升等多重因素影响,以富士康为代表,工业机器人与工厂自动化技术逐步从传统的汽车、重工业应用转向更加广阔的电子制造业,市场也由以往多量少样需求转变为未来大量多样需求。

    正是在这样的背景下,星网锐捷加大了在工业机器人与工厂自动化方面的投入,初衷是希望提高生产率和产品质量,减少对人员的依赖。第一个实施的自动化项目是AGVAutomated Guided Vehicle)系统。AGV系统主要由无人驾驶自动导引车辆AGVAGV管理与监控系统和蓄电池智能充电站等部分组成。在AGV管理与监控系统的统筹安排下,AGV车辆依照作业任务的要求,选择所规划的最优路径,精确行走并停靠指定的地点,完成一系列作业任务如取货、卸货、充电等。AGV系统是衔接物流系统中各个相关组件的桥梁,在现代的生产物流搬运设备中,AGV系统担当了一个非常重要的角色,在企业的自动化生产过程和计算机综合生产系统(CIMS)中起到了无可替代的作用。在星网锐捷的生产车间,不时可以看到AGV车辆拉着各种物料,在地上的“磁轨”大道上,欢快地“奔跑”着,将各种物料送到生产线的各个位置。而在导入AGV系统之前,这些工作就需要专门投入8个人从事这项工作。

    三楼装配车间C730E产品的装配线,体现的是自动化与精益生产线的高度集成。在主板锁付工序和外壳锁付工序,用自动螺丝机取代了人工锁付螺丝,而人工手持扫描枪扫描条形码则被自动扫描所替代。这样一条经过重新排拉与优化的产品线生产出来的产品,再也没有了螺丝漏锁与条码漏刷的烦恼。在效率提升方面,减少了1个操作员的情况下,产量还提升了8%以上。

    五楼制板车间的成板线,导入了自动光学检查(Automated Optical Inspection,简称AOI)取代人工目检。AOI的矢量分析技术与高像素超景深工业相机完美结合,使得摄像头的对焦平面纵深的延展化,达到清晰摄取各种高度元件图像的目的,同时解决了插件元件的左右摇摆的位置不确定性以及负极标识在电容器的表面显示位置不一样的难题,提高了检验的精确度及准确率。

    另一个自动化系统依赖于ABB机器人IRB120。这是星网锐捷导入的第一台六轴机器人,也是目前世界上最小巧的机器人。它有着灵巧的手,可以快速到达指定位置,然后完成标签的抓取和贴装动作,在狭小的空间内,优雅地舒展着。它在ADSL打包线“闪亮登场”后,原来8个人的打包线,现在只需要3个人配合机器人就可以完成。这种机器人不用呼吸、全年无休,却能从事高重复性、高强度、高精度操作。

    可以说星网锐捷在工业机器人与工厂自动化方面,已经开始了从点到面、从分散到集成的转变。已实施的项目节省人力30人,每年带来上百万的经济收益。随着ABB机器人IRB120在生产现场的投入使用,星网锐捷供应链平台沿着“科技引领生产”的目标,迈出了坚实的一步。

    ■自动化,仍然任重道远

    工业机器人的大量采用是以数字化、智能化、网络化为标志的第三次工业革命的特征之一。如果说第二次工业革命是通过装备的自动化和标准化实现了机器对人的体力劳动的替代,正在进行的“工业机器人革命”则推动了机器对人的脑力劳动的替代,其影响不仅限于工业生产效率的提升,更在于从根本上克服了传统工业生产方式下产品成本和产品多样性之间的冲突,从而推动了从串行产品开发流程向并行产品开发流程的转变,使工业产品性能显著改善、产品功能极大丰富和产品开发周期大幅缩减。

    在机器人的应用上,系统集成至关重要。比如需要打造焊接生产线,需要了解实际生产规划、生产场地情况、目前生产效能、工件的具体信息、工件组对方式、客户的要求。有了以上信息才开始做方案决定工装夹具的形式、数量、机器人焊接能效、焊接生产线的三维仿真、系统实施。如果把机器人本体比喻成一根网线,那么系统集成将根据生产的需要匹配相应网络接口数量、网线的长度、网线的带宽、配什么样的路由器、配几个路由器、装什么样的服务器等等。没有这些配套的设施,机器人将无法满足高效率、低成本的要求。由此可见系统集成在整个过程中所扮演的角色是非常重要的,一个经验丰富的系统集成人员在这里发挥的作用也是显而易见的,他要具有行业内非常丰富的经验,对这个行业的工艺要求非常熟悉,对所做的柔性化生产线有较大的设计余量。所谓的柔性化生产线要能满足企业在生产过程中对不同品种、品质产品的生产加工能力。反之企业不但不能达到柔性化生产线预期目标,更会浪费宝贵的资源。

  中国市场对机器人的强劲需求始终保持较高增速,预计到2015年,中国机器人市场需求总量将达36000台,占全球比重18%,成为规模最大的市场。制造业转型升级将保证未来三年机器人销量20%以上的增速。在这个产业革命的浪潮中,如何准确定位、把握需求,搭建更多更全面适合多品种、小批量生产的自动化产品线,对星网锐捷的自动化部门来说,仍然任重道远!

        
 
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