7月2日,已舉辦過兩屆的青島軟博會再次開幕,3D打印、機器人、智能家居……這屆軟博會的明星產品讓工業4.0的氣息撲面而來。
會點餐的機器人、3D打印的衣服,熟練地將麻袋搬上傳輸帶,傳輸到目的地后再搬運下來的碼垛機器人被層層圍觀,成為展會明星。
其實,對于真正的工業4.0而言,這些只是小兒科。
機器代人:最大價值在于精細化生產
在一汽大眾佛山工廠焊裝生產線,八臺德國庫卡機器人正在按照指定程序,將整體車身骨架進行拼裝、焊接,并搬運到下一條生產線中,原本需要多個工人耗費幾十分鐘才能完成的一道工序,在這里節省了三分之一的時間。
“正因為有了這800多臺庫卡機器人,我們現在已經能夠實現90%的底板焊接區域和95%的機械化主焊區域的自動化生產操作,工人設定程序,場外監測,機器人實現快捷化生產。”一汽大眾佛山工廠規劃工程師劉亮告訴記者,相比于機器人操作節省的時間成本,他們更為看重的是這種“機器代人”模式所帶來的精細化制造。
劉亮說,德國制造對生產工藝要求極高,比如車身骨架間的焊接強度必須高于材料強度,對焊點切合度要求也非常嚴格。這種情況下,機器人就成了絕佳的“勞動者”,之前人工操作的電焊根本無法達到這種高精度作業。
同樣,在海爾集團的互聯工廠焊裝生產線,幾十臺德國庫卡機器人正在有條不紊對電熱水器進行拼接焊裝。“傳統的電焊模式下,焊點處的微小縫隙可能會導致電熱水器漏水,機器人代替人工焊接之后,這種精細化程度得到了提升,再也不會出現焊點不嚴的情況。”海爾熱泵小微制造接口人朱禮省說。
人工縫制與“機器人裁縫”的差距
現階段,雖然一汽大眾和青島海爾都代表著中國工業4.0發展的最高水平,但是由于國內工業化水平的制約,在生產制造領域,中國制造距離德國版工業4.0仍有不小差距。
一汽大眾在擁有了德國原版生產技術之后,相比于國內其他汽車生產企業有著不小的技術優勢,不過在佛山生產基地,800臺機器人全部來自德國庫卡原裝進口。
使用國外進口機器人來提高自己的工業4.0水平,這是國內很多企業目前采用的方法。
“2013年建廠之初,我們考察了沈陽新松、德國庫卡和韓國現代,國外的機器人企業敢于給出幾年不壞的承諾,最后選擇了庫卡和現代的產品,這兩年的實際操作也能夠發現庫卡機器人在質量方面確實要優于其他品牌。”朱禮省說,雖然庫卡機器人的價格是國產機器人的兩倍,但質量穩定。國產機器人不少都是從國外進口零部件后自己拼裝,在機械臂的核心技術方面難以有重大突破,所以制造工藝上仍落后于進口機器人。
“正是因為有了國外先進的技術和生產設備,我們才能保證生產出來的轎車‘三年不生銹,十年不銹穿’,但相比于德國的制造設備差距不小。”一汽大眾總公司一位生產設計師說,現在德國大眾正在研發具有自主化生產能力的全新一代機器人設備,最大限度地擺脫人工操控。現在國內的汽車在制造時,并不能解決真皮座椅的精細化縫制問題,為了避免針孔參差不齊,大多是通過人工縫制的方式,在這一點上,德國企業已率先突破了這一難關,啟用了“機器人裁縫”。
中國機器人還停留在機器手階段
去年7月在青島落戶的新松機器人公司,是青島市政府決心打造機器人產業千億級產業鏈中的標桿企業。這家全國最大的機器人制造公司目前正全力研發水下機器人。其落戶的青島高新區創業園區,匯集了軟控科捷、日本安川、寶佳等一大批機器人制造企業。在這些企業的客戶名單上,包括了一汽大眾、可口可樂、正大集團、富士康、比亞迪、六和飼料、青島啤酒等這樣的知名企業。
這樣一份客戶名單上透露些許端倪:使用機器人的企業多集中在用工數量巨大的制造業上,比如家電、汽車、機械制造企業,干著類似裝卸這樣的粗活重活,或是壓瓶蓋等簡單重復的活兒,像噴漆、焊接等就算是有些技術含量的了。
在做了20年投資的德意志銀行亞太投行部主席蔡洪平看來,中國的機器人還停留在機器手階段,很多人把自動化的東西盲目地推崇成機器手,既沒有眼睛也沒有手,連炒菜的鍋都叫機器人。即便是中國機器人行業老大新松機器人,核心部件缺減速器也做不出來,目前中國所有機器人減速器都是國外的。
就機器人在中國的推廣而言,目前主要生產線還是在汽車生產線上,大部分半自動化生產線沒辦法用機器人,軟件不一樣,體系也沒有。一般的工業機器人只能死板地按照人給它規定的程序工作,不管外界條件有何變化,自己都不能對程序也就是對所做的工作做相應的調整。如果要改變機器人所做的工作,還必須由人對程序做相應的改變。能編程、能操作工業機器人的高級技術工人也不多。
學會用工業4.0思維想問題
幾天前,一卷卷锃亮的汽車板,還躺在一塵不染的上海寶鋼廠房內。幾天后,在長春的一汽大眾,這批既有硬度又不失光澤的板材就在全自動剪切、沖壓設備和靈活機械手的工作下一步步成型。現在國內生產的汽車,每兩輛中就有一輛使用了寶鋼的冷軋汽車板。
為什么寶鋼汽車板具有如此吸引力?除了質量出眾外,一個重要秘訣就在于供應商的早期介入系統(EVI),用戶只要告訴寶鋼需要多少輛某型號的轎車,這個信息系統就會在第一時間作出反應,根據需求驅動生產。
“國內企業要學會用工業4.0的思維想問題。”復旦大學管理學院產業經濟學系主任芮明杰教授表示,通過分析數據,預測需求、預測制造,這就是我們希望倡導的工業4.0思維。比如:傳統的汽車板生產方式是大規模、大批量的標準化生產,而全新的生產方式將逐步突出不同汽車企業的個性,以智能化作為基礎,進行大規模定制生產。
“90后”女生小鄭租了房子要買冰箱,她的辦法是直接到海爾的網絡商城定制一款。小鄭選擇了冰箱的顏色、款式、性能、結構等,然后下訂單。之后,她可以在網上隨時查看自己定制的冰箱到了哪一個工位、哪一個工序、有沒有出廠、有沒有開始送裝。
小鄭下單后,訂單會從海爾的平臺上傳遞到離送貨地最近的工廠。她的需求會被傳遞到生產線各個工位上,員工根據需求進行生產優化,生產線上的1萬多個傳感器保證了產品、設備、用戶之間互聯溝通。工人只需要把配件隨機放進吊籠里,生產線就可以根據用戶定制的型號自動檢索。生產完這個型號的產品,系統會自動知道下一個型號的產品是什么,自動進行切換,10秒鐘之內完成。
今年4月,財經大咖吳曉波在深圳舉行的“轉型之戰”千人大課上,海爾前智能制造負責人曾玉波講述了上述場景。這種場景是海爾在轉型過程中致力于實現的效果。
目前,海爾在全國有4個互聯工廠,沈陽、鄭州、膠南、佛山,主要是針對冰箱、洗衣機、熱水器等產品。模塊商、用戶互聯是拉動海爾互聯工廠的兩駕馬車,為此,海爾上線了“眾創匯”用戶交互定制平臺和“海達源”模塊商資源平臺。
在“眾創匯”這個平臺上,用戶可通過多種終端查看產品“誕生”的整個過程,如定制內容、定制下單、訂單下線等10個關鍵性節點,產品生產過程都在用戶“掌握”中。
“海達源”是海爾為供應商提供在線注冊、直接對接用戶需求的平臺。在平臺上,海爾向全球一流模塊供應商發布用戶需求,模塊商憑借滿足需求的模塊解決方案進入平臺搶單。用戶訂單到達后,工廠通過智能制造系統自動排產,訂單就到了生產線各個工序及所有模塊商、物流商,生產流程關鍵節點上均實現對用戶可視化,用戶在家就能做“質檢員”。
據海爾方面透露,海爾互聯工廠中,5%-10%的產品是基于這種私享化定制模式來交付客戶的。
介入大數據
作為工業化4.0核心思維,如何利用大數據進行資源整合,如何利用“互聯網+”的概念進行銷售,用戶分析和產品質量把控,這對于國內企業來講相當重要。
位于巴伐利亞州東北小鎮上的西門子安貝格電子制造廠是德國工業4.0模范工廠,安貝格擁有歐洲最先進的數字化生產平臺。在一條流水線上,可通過預先設置控制程序,自動裝配不同元件,流水生產出各具特性的產品。只有不到四分之一的工作量需要人工處理,主要是數據檢測和記錄;工廠每年生產元件30億個,每秒鐘可生產出一個產品,產能較數字化前提高了8倍。由于對所有元件及工序進行實時監測和處理,工廠可做到24小時內為客戶供貨。
正是因為機器的自我完善系統,工業4.0將產生大量數據。以安貝格工廠為例,其生產線上的在線監測節點超過1000個,每天采集數據逾5000萬個。
“在銷售方面,我們正在介入大數據的思維。在長春,我們進行了大數據和互聯網方面的研討,在銷售方面有數字營銷,現在奧迪已經成立了專門的數字營銷部門。”一汽大眾集團企業公關總監李鵬程說。
在大數據決定生產質量和研發生產方面,海爾集團也有自己的一套內部監控體系。
“在一款新產品研發之初,我們會通過成千上萬的用戶調研方式來決定在哪個零部件和實用性方面進行改造。”海爾熱泵實驗室技術工程師崔培龍說,目前海爾正在研發一款高端熱水器產品,改進了外部送風系統和節電設備,這正是基于對用戶需求的大數據調研所采取的制造革新。
