走進東莞的智能車間看機器如何「換人」

2020-12-17 東莞陽光網

  在勁勝精密智能製造試點現場,技術工人用電腦控制車間自動化設備的運行。記者 孫俊傑 攝

  在近日舉行的全國智能製造試點示範經驗交流會上,唐山冀東水泥股份有限公司、中國商用飛機有限責任公司、內蒙古蒙牛乳業(集團)股份有限公司、石家莊旭新光電科技有限公司、安徽江南化工股份有限公司、東莞勁勝精密等試點示範企業分別就實施智能製造的具體做法和體會作了交流發言。其中,東莞勁勝精密作為示範試點賺足了各方的眼光,徵服了前來參觀交流的業界人士。

  記者在走訪東莞勁勝精密時,發現其取勝的秘訣在於積極解決機器人行業的痛點,在精細領域,儘可能用機器人取代人工。在東莞,像勁勝精密那樣遇到行業難題的智能裝備型企業比比皆是,它們又是如何解決問題的?機器人是否能完全取代人工?機器人產業在東莞的發展路徑如何?這些都是值得深思的。

  A.給機器人裝上能「一心九用」的「眼睛」

  走進勁勝精密在東城牛山的新廠房,在龐大的數控工具機機場旁邊,有一個身穿「藍色衣服」的工業機器人分外惹人注意。讓在場的各界人士驚嘆的是,ATM小車給它送來五花八門的手機外殼,它都能準確地識別,並準確地放在相對應的工序上。因此,這條生產線可以同時生產9個不同品牌的手機。

  「機器人上裝上了眼睛,」勁勝精密總裁王建道出了機器人可以「一心九用」的秘訣,在機器人身上裝上了傳感器,相當於給機器人造了個「眼睛」。通過「眼睛」,機器人可以把大數據傳送到雲平臺,雲平臺經過數據分析識別每個產品的差異性,知道每個產品下一步的操作,再將命令下達給機器人。

  「就這樣這款長了『眼睛』的工業機器人可以獨立實現9個產品的生產。」王建自豪地說,以前,工業機器人充其量是完成一些固定化的工作,對於一些以加工製造為主要命脈的企業來說,作用並不大。「我們會接不同品牌的產品,而每個產品的工序都是迥然不同的,以前的工業機器人是難以應對形式各樣的產品的,如今機器人長了眼睛,可以一心九用,真正意義上提升了機器人在工業領域的效用。」

  王建告訴記者,勁勝精密是歷經數次試水機器換人失敗和波折後才取得如此成績的。在項目建設期間,公司總裁兼黨支部書記帶領團隊攻克了無數產品品質、技術上的難關,促使產品最終的良品率從40%提升至90%以上。據預測,整個項目正式投入運行後,生產效率提高20%,運營成本降低20%,產品研發周期縮短30%,不良率降低30%。

  「按照目前200臺機器的廠房規模,在實現智能化車間以前,需要200個人,如今實現智能化車間後,工人的數量銳減至三四十人。」勁勝精密總裁辦主任曹豪傑說道,企業實現智能化改造,全面降低了人工成本,提升了車間整體的產能。

  如勁勝精密一樣解決機器人固定化工作的企業比比皆是,如拓斯達科技股份有限公司自動化部。企業副總監蘭海濤說,在機器人上安裝了示教器,用來示教動作,想要單一的動作或者複雜的動作都是可以的。

  蘭海濤介紹,示教器是機器人控制器的一部分,傳感器相當於主機的附加設備。現在公司機器人上裝得最多的傳感器就是視覺設備,視覺設備一個功能是用於定位,另一個用於檢測。「在機器人上安裝了視覺設備,可以檢測產品的外觀或者尺寸,這個功能在使用當中。」

  B.用「心電圖」監測機器人健康狀況

  「手機掃一掃二維碼,就能快速查找、排除機器的現場故障。」「即使人不在車間,雲平臺也可以將機器人出現故障的『心電圖』發送到相關負責人的手上,這樣工作人員可以及時處理現場故障。」利用大數據實時監測機器人的健康狀況,在勁勝精密的車間裡已經全然實現了。

  「以我們機器上的斷刀監測為案例,刀具在運營的時候主軸電流會形成高低不一的波形,正如人的心電圖一樣。按理來說,每個刀具的心電圖起伏的形狀應該是一致的,若出現不一致的狀況,可預測的是刀具在運行的時候可能出現問題,或出現斷刀現象,或者刀具被打掉了。」負責該技術研發的艾普工華公司副總經理杜俊志稱。

  杜俊志告訴記者,這項功能運行半年以後,監測出兩單斷刀案例,過後幾天機器確實出現了問題,可見心電圖的準確率還是挺高的,其準確率可以達到50%以上。

  杜俊志談到,通過大數據觀測到的心電圖來監測機器人的健康狀況,若出現心電圖有不規則的情況,就可以及時處理。「機器人也會疲憊的,機器人的亞健康如人的亞健康一樣,均要及時處理,有小問題的時候及時處理了,就不至於因機器發生大故障的時候,而導致整條生產線停止生產。」

  王建透露:「將來我們會在刀具上加裝傳感器,提前判斷刀具磨損情況,而不用人工判斷。」

  談及心電圖監測機器人亞健康,王建說:「如今我們每隔一段時間就會去監測心電圖,看有沒有哪臺工具機的健康出現狀況了,馬上進行優化。此外,我們還可以採集發動機、刀具等部件歷年的大數據,並將其歷史數據和成像數據進行對比,不僅能提前檢測其健康狀況,還可以觀測其市場競爭力如何。」

  對於心電圖監測機器人亞健康的情況,蘭海濤說,利用大數據監測機器人狀況,這是工業發展的升級過程。初期通過數據採集,集中監控機器人的運行狀態。第二步,將採集數據進行報表分析,可以知道開機率、良品率、效率、維護狀況等。更深層面,則是與VRP系統、MES系統進行對接,通過這個大數據更合力地安排生產,進行精細化生產。「我們公司採集數據用於機器化生產,現在處於初步階段,使用了數據監控等功能。」

  ■專家訪談

  中山大學嶺南學院財稅系教授林江——

  東莞要做好機器人產業的定位

  記者:在裝備的精細領域,有些操作機器人還是做不到的,機器人是否能完全取代人工?

  林江:機器人帶來了效能的提升,但是要進行管理、維修等,這些始終不能依靠機器人來操作,而是依靠人工來完成的,很多時候暫時無法由機器人取代人工。零配件、模具等環節的生產,這些可以通過模塊化生產來實現,而模塊化是通過機器人來處理的,不過零配件、模具生產之前的設計環節、圖紙的繪製,需要人工完成。

  記者:在工業領域,機器人要完全取代人工還需要做什麼?

  林江:比如建設高樓,通過將生產出來的預製品拼裝一起,取代以往的建築模式。預製品可以通過模塊化生產,這是可以通過機器人操作的。在批量生產上,機器人生產是可以做到的,而且佔據了成本的優勢,不過要完成特色的產品則依靠人工。現在講究附加值提升,流行個性化生產,而這些環節是機器人無法取代人工的。機器人的好處是可以節省成本,但是無法滿足個性化生產,在一些特殊環節,機器人可以輔助人類做個性化設計,提升參與度。

  記者:您如何看待勁勝精密式的產業模式?勁勝精密的產業路徑是否可以複製?機器人產業在東莞的發展路徑該如何走?

  林江:勁勝是製造領域的優質企業,但是這類企業為數不多,只是勁勝孤零零地去做,要對當地機器人產業產生很強的帶動,會比較難。不能單是依靠幾個企業,而是要立足整個產業格局,要打造產業鏈。其實,可以整合機器人領域的企業,讓機器人產業更具規模,使得產業發揮集聚效應。像勁勝通過收購設備生產商等方式,延長了產業鏈,這是一個不錯的平臺,關鍵要與當地的產業圈互動,助力當地打造高層次的產業集聚。

  東莞要定位好機器人產業,是希望一下子打造好高端的機器人產業定位,還是做類似機器手這樣的低端層面,抑或是處於高端與低端之間的層面?定位低端的好處是容易操作,而定位高端則要求有較高的技術水平。單是依靠個別優質企業來支撐機器人產業是不夠的,關鍵要建立培育形成產業的環境與條件,將同類的企業聯動起來,整合資源,形成產業集聚。

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