一位女工把兩片鐵片似的材料放到焊接置具上,固定好,一個機器人模樣的裝置就會轉過來在兩片鐵片的焊接處出光,四個角每個輪一次,等機器人焊接好後,女工把材料取下,再把第二片新的材料放上……東莞市頂欣五金製品有限公司(下稱「頂欣五金」)焊接車間內的機器人正在作業中,這是一家生產電視機後殼的傳統製造行業,廠長羅建軍告訴經濟觀察報記者,使用機器人可以節省一半人工成本。
創造過「世界工廠」奇蹟的中國製造業正在走向拐點,先進機器人技術或許是提高中國製造業生產效率和競爭力的福星,正在漸漸彌補中國人口紅利消失所帶來的製造業發展曾經所依賴的比較成本優勢的弱化。
頂欣五金所在的廣東省決心在未來三年,工業技改投資累計將達9430億元,並推動1950家規模以上工業企業開展「機器換人」。這對於上遊供應商或者傳統製造企業都極具吸引力,甚至包括很多中小型企業。
粵製造業試水機器自動化
四年前的一天,羅建軍的焊接車間迎來第一臺機器人,這臺機器人工作半徑1.2米,負載量12公斤,可以焊接65寸電視機後殼的材料,可以360度旋轉,也可以上下或L型旋轉。之前沒有機器人時,車間都是用一種叫「十字滑塊」的工具來進行焊接,但是用十字滑塊有局限性:一片材料通常有四個角,雷射焊接出光的地方有一個點,十字滑塊帶動的雷射槍頭在一個角的某個點出光後,因為跑不了這麼遠要退回來,需要人把它翻過來,把材料放好位置,它才能再重新開始焊,這樣一來需要挪四次,效率很低,如果要提高產能就要配備很多臺雷射機。
據羅建軍介紹,按照傳統的十字模塊的焊接方法,把一個產品做出來一般需要四臺機器、四個人,兩個人焊接焊道,兩個人遞材料,一個小時還做不到50片。有了機器人,現在一臺主機,配備兩個人即可。只要把機器人的程式設定好,機器人就能根據你設定的軌跡跑動,一個小時的產能能提高到120片左右。
距離頂欣五金200多公裡遠的佛山市順德區凱恆電機有限公司(以下簡稱「凱恆電機」)也在試水機器自動化。
凱恆電機運營和人事行政部的陳宇告訴經濟觀察報,一年多前,電機車間的流水線步驟——轉子、定子、組裝都採用機器手,產能提高了50%,人員節約了70%,一個崗位出一個產品以前從頭到尾70個人,現在可能需要10個人就夠了,整個工廠也由原來三四千人減少到如今的500人。設備更新換代,對生產線上的工人無疑提出了更高的要求,企業也會定期派人到設備廠商處接受培訓,工人要學習機器人的運作原理,例如如何對機器進行調試、如何運作和維護等。
最困難的是編寫程序。深圳美好創億醫療科技有限公司(下稱「美好醫療」)購買的機器設備大都是歐洲生產的,歐式設備註重全開放式的系統,一般沒有固定常用的模式在裡面,每一步都要自己填寫程序,對編程的工程師的要求很高。廠家購買設備後,設備廠商會把培訓的課程同步規划進去,進廠之後也會給予很長時間的培訓。「但是一些基礎操作掌握之後怎麼用機器則要靠自己去想了,熟練的工程師短的話一兩個小時、長的話一天就可以把程序寫完,如果不熟練,自己解決不了,還是要靠設備供應商提供支持。我們剛開始學編程的時候也會遇到困難,想當然以為設備可以完成某項指令或操作,但發現實現起來還是有一定難度。」美好醫療總經理助理周道福說。
據周道福介紹,每一種機器手或者機器人編程的原理都不一樣,機器人比機器手還要複雜。三軸或四軸的機器手是做平面的工作,六軸的機器人做立體的工作,六軸意味著機器有六個關節在動,那就要求工程師要充分考慮到每個關節在動的時候怎麼去設計程序,周道福坦言工程師在六軸機器人的編程這塊還不算太理想。
機器人補貼如果說地方企業利用機器自動化進行轉型升級只是從自身生產需求出發,只是個體行為,國務院總理李克強今年在政府工作報告中強調的「中國製造2025」計劃則是把產業結構轉型提升到了國家戰略的層面。「製造業是我國的優勢產業,要實施『中國製造2025』,加快從製造大國轉向製造強國,推動傳統產業技術改造,化解過剩產能,支持企業兼併重組,促進工業化和信息化深度融合。」李克強強調。
周道福還清晰地記得,2011年他剛來到美好醫療工作的時候,深圳工人的基本工資大概是1600元/月,現在基本工資漲到2030元/月,全國最高,每年幾乎都以12%-13%的速度在增長;羅建軍也有同感。在東莞,一些倒入機器困難的玩具廠、鞋廠等勞動密集型的工廠,人力成本越來越重,有些只好把廠遷到人工成本更低的越南去。比遷廠更糟糕的情況是製造業的關門停產,自今年初壞消息不斷傳來,東莞奧思睿德世浦電子科技老闆欠債1.35億元跑路,400名員工失業;從事雜牌手機製造的東莞兆信通訊,因資金鍊斷裂倒閉,1000多名員工失業,董事長自殺。「現在做生意,競爭越來越透明,客戶也算得很死,對於工廠只能不斷提高效率,省成本,很多企業貨交出去,老闆跑了,款沒收回來,應收帳款和應付帳款無法平衡,資金鍊斷裂,長期資不抵債只能破產。」羅建軍說。
地方省一級層面政策的出臺促使傳統製造業的「機器換人」計劃提速。
3月26日,廣東省出臺了工業轉型升級攻堅戰三年行動計劃,提出廣東未來三年工業技改投資累計將達9430億元,並推動1950家規模以上工業企業開展「機器換人」,通過實施「機器換人」計劃,以汽車和摩託車製造、家電、五金、電子信息、紡織服裝、民爆、建材等行業為重點,推進工業機器人示範應用。至2017年末,初步建成10個在全國具有較大影響力的智能製造產業基地,形成4個產值規模超100億元的智能製造產業集聚區;建成2個國內領先的機器人製造產業基地,機器人製造及相關智能裝備總產值從2014年的300億元提高到 600億元以上,年均增長26%。
這項計劃也讓不少機器人供應商感到高興。外國廠商愛普生一位不願具名的管理層向經濟觀察報記者表示,對於他們來說,政府這1000多家企業是有分類的,機器人生產企業需要先了解客戶的特點,然後針對不同客戶需求制定方案,並做好機器人教育工作,這樣才能加快用戶複製的速度。深圳市大族雷射科技產業集團股份有限公司副總裁陳燚認為,產品本身很重要,如果產品好的話,政府又提供扶持和幫助,對企業發展大有裨益。數據證明了工業機器人市場的旺盛:近幾年愛普生的產能以50%的速度在遞增,而大族雷射產能的增長速度也在20%-30%。
據陳燚回憶,去年12月,深圳市科技創新委員會曾委託中科院深圳先進技術研究院到一眾企業調研,大族雷射就是其中一家,調研圍繞深圳市機器人產業往哪個方向發展、工業機器人的資金補助計劃、機器人租賃等問題展開。
陳燚介紹,深圳在機器人製造領域有5個億的準備金,對於怎麼樣給機器人的生產企業補貼最開始有兩種方式,一種是在立項的時候給,另外一種是出成果的時候給;而後來更趨向於給購買機器人的企業補助,陳燚認為這樣既可以推動本地機器人產業發展,也可以讓終端用戶更大膽使用企業製造的機器人。
在佛山,同樣設有這種針對購買機器人設備的資金補貼。陳宇告訴經濟觀察報記者,國家設定某些條件,由企業申請,政府鑑定,鑑定通過後就給企業補貼,看技術含量來確定設備補貼力度,從幾萬到幾十萬不等。
近萬億投資「遐想」
不過,在沈道福看來,對機器設備有需求的深圳傳統企業太多,5個億的資金規模量無異於杯水車薪,但廣東準備砸下去的9430億卻有比較大的遐想空間,沈道福估計這主要還是惠及大型企業。
美好醫療正在為一款面罩網布產品專門定製開發一套自動化設備,投入了200萬。沈道福告訴記者,這種設備專門是為大批量生產、提高效率、降低成本而定製開發的。但這些定製化設備有個問題,那就是一旦產品退市之後,整個開發的系統可能就要作廢了,但通用型設備不會,機器人是通用設備,它不做這個產品還可以做另外一個。如果有些通用設備可以解決問題,就不再需要用定製開發的自動化設備,因為後者要比前者成本高几倍。「9000多億的體量是挺大的,如果政策可以讓我們這種中型企業申請,我們倒很願意,因為哪怕政府不補貼企業自身也是要投入的。」
羅建軍的想法和周道福不謀而合,他最近想把衝壓車間的機器手都換成機器人了。他去年買了一臺機器人,最近在實驗用機器人替代機器手的可行性。
機器手衝床的工序是,自動上料機吸附了一片材料,機器手抓取了材料,需要在中繼站那裡存放一下,然後再把材料取出放至衝床,沒辦法實現從自動上料機到衝床一步到位。如果換成機器人,則可以把中繼站那步省掉,直接實現從上料機到衝床;除了機器人比機器手要靈活之外,在羅建軍看來,前者的產值也比後者高,機器手拆下來是一堆廢鐵,但機器人還可以是二手設備;另外機器人維護的成本也要比機器手低,機器手一個電磁鐵壞掉就要去修理一次,磨損也要換掉,而機器人是標準化設備,不會輕易出問題。
羅建軍計算了一下,用機器手生產,65寸大的產品一個小時能生產600-700件,小的產品一個小時能做到500-600件,用機器人替換掉的話可以節約掉中繼站浪費的4-5秒,提高30%的產能。「現在一條衝床線大概用6臺-7臺機器手,如果全部換成機器人大概要180萬左右,估計也不可能一次性全部換掉,如果政府在購買設備上投資力度加大,而且也能惠及中小型企業,換機器人的速度可能會加快。」羅建軍說。
機器人技術浪潮已開始席捲全球,對中國等製造業大國來說,或許是一次絕好的轉型機遇。