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  • 广东制造业迈向工业4.0的渐进式路径

      导读
     
      以工业机器人为代表,智能制造在全国已经形成环渤海、珠三角、长三角和中西部四大区域集群,广东的角色举足轻重。
     
      自2015年以来,广东开始成规模地推行“自动化技术改造”和“机器换人”,向着“工业4.0”、“智能制造”目标前进。
     
      两年多来,广东制造业发生了什么样的变化?
     
      记者在走访中发现,由于流动资金有限,或者更深层次的“机器换人”并不能明显拉动效益,许多企业对生产线的改造还处在浅层次的自动化阶段,与“工业4.0”还有距离。
     
      不过可喜的变化是,有些企业在实际生产中将视觉识别、大数据与工业机器人相结合,初步实现了生产的智能化;而在减速器、控制器等关键零部件和核心技术的研发中,部分企业已经做出样品样机甚至实现量产,在海外巨头的技术围堵中撬开细微的缺口。
     
      之所以出现这些变化,多名企业高层分析,其中的重要原因是由于广东企业深谙市场需求,从而推动有针对性的改造和研发。珠三角过往的企业家精神,依旧作用在新时期的技术研发中。
     
      目前,以工业机器人为代表,智能制造在全国已经形成环渤海、珠三角、长三角和中西部四大区域集群,广东的角色举足轻重。
     
      按照既定的规划,广东到2020年要实现制造业智能化深度渗透,到2025年全省制造业全面进入智能化制造阶段。初步的智能化和研发突围,给广东未来的“工业4.0”之路带来了曙光。
     
      “无人工厂”梯级进阶
     
      干净而透亮的车间内,年轻的工人们身着灰色制服,戴着白色的指套,沿着传送带端坐在各自的工位上,排成一条直线。他们的工作看起来很简单:传送带将加工成型的手机后盖送至他们面前,他们负责不同细节的检测。他们的动作娴熟,数秒之内即将手机后盖拿起又放下,循环往复。
     
      数步之遥,有两条不一样的流水线——尽管是一样的传送带、一样的工位、一样的设备,但“坐着”的却是一台台一米来高的小型六轴机器人。机器人的速度比人工更快,其重复的每套动作几乎完美,似乎是一场金属质感的舞蹈。
     
      这是记者在长盈精密东莞工厂内看到的景象。推行“机器换人”两三年来,人工生产线和机器人生产线并存的“过渡”现象,出现在珠三角地区的很多工厂。将来,这类人工生产线将逐渐被机器人生产线所替代。
     
      这种“机器换人”的逻辑,是一道工业经营的成本计算:劳动力、土地等要素成本持续增长,珠三角地区原有的人口红利正在流失,使用生产效率和生产质量较高的工业机器人等智能设备,有助于对冲成本抬升的压力。
     
      长盈精密主营的3C产业是珠三角地区的优势产业,也是典型的劳动力密集型产业。目前,长盈精密20000余名员工中,除去800余名研发人员,绝大部分还是普通工人。这家企业从2015年开始推行“机器换人”,投入了将近2000台机器人,取代将近6000名工人的工作量。
     
      长盈精密总经理任项生说,以人工成本做参照,投入的工业机器人不到一年就可收回成本。比如打磨、抛光环节的“机器换人”改造,6-8个月即可收回成本,而镭射雕刻环节的回收期则是半年左右。
     
      从记者接触的多家企业看,工业机器人的回收期因行业而异,大体在1-3年。面向针对中小企业需求的东莞拓斯达,甚至把“一年收回成本”作为机器人销售的广告。
     
      不过有趣的是,机器人能有效节省成本,但绝大多数企业并没有选择迅速撤换所有生产线。这背后,又有一道制造企业的算法。
     
      任项生告诉记者,长盈精密推行“机器换人”的资金,大部分系企业自担。企业需要逐步抽出资金,需要等到前期投入的资金收回才能滚动投资。
     
      “我们遵循的原则是,优先改造危险环境下的工序,优先改造容易改造的工序,”他说,“目前,最先进的注塑环节已经实现了‘无人车间’,而整个企业的‘机器换人’进度是30%-40%,还有很大空间。”
     
      任项生提到的另一个制约因素,则是目前智能设备尚未达到生产需要的精度。
     
      广东省智能制造研究所副所长吴智恒表示,智能制造包含信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等必要过程。目前国内设备上还有很多没有解决的技术问题,国内制造业大多数还处在工业1.0、2.0时代,少数处在工业3.0时代或3.0初期,因而必须分类指导。不同行业、不同工厂、不同环节有的在2.0补课、有的在3.0普及,这种“并联式”、渐进式改造是广东推动“智能制造”的合理现象。
     
      “制造企业尤其是中小型企业对成本很敏感,有些更深层次的智能制造对业绩的拉动并不是很明显,因而有的企业目前仍停留在自动化甚至机械化的阶段。”他补充说。
     
      值得一提的是,在渐进式改造的背景下,一方面,企业缓解“招工难”的压力,在岗的工人们也不必担心“机器换人”步子迈得过快而失去饭碗。
     
      以长盈精密为例,一部分被替换掉的“普工”,经过培训转为薪资更高的“技术工”;同时,企业扩展的速度远远超过“机器换人”的速度,替换下来的人员甚至不能满足企业新的用人需求。如今员工达到20000人的长盈精密,在推行“机器换人”前的2014年仅有4000余名员工。
     
      市场嗅觉推动技术突围
     
      诚如吴智恒所言,不少“机器换人”仅仅是涉及流程调整的自动化改造,而“智能制造”的“智能”意味着机器拥有能感知、分析和决策的能力。要让“机器”变成真正的“智能装备”,需要关键零部件和核心技术的加持。
     
      在智能制造领域,德国、日本、美国等国家已先行发展二十余年。在至少包括减速器、伺服电机、伺服驱动、控制器等关键零部件,以及工业控制系统等“软件”领域,海外技术占据绝对优势。这使得国内市场上工业机器人售价居高不下。
     
      在记者的实地走访中,推行“智能制造”三年后,海外技术对珠三角企业的“封堵”已有松动情况。珠三角制造业目前的进展是,一批企业在关键零部件、核心技术的研发攻关上取得初步突破。与此同时,视觉识别、工业大数据已经被某些企业运用到实际的生产中。
     
      这也是渐进式改革的另一层含义:更加智能化的技术被逐步叠加至“机器换人”。
     
      相比简单的“机器换人”,视觉识别和工业大数据加入使得生产变得“智能”。佛山伊雪松的水平关节机器人配备视觉识别的摄像头后,机器人能准确识别传送带上原料的形状和具体位置,从而做出不同动作。这与过往工人们在车间常见的装配场景相类似。
     
      而在视觉识别的背后,则是更加复杂的数据模型和算法——这说明机器人有了一定的“思考”能力。更重要的变化是,工厂的所有工业机器人统一接入“工厂大脑”工业控制系统后,不同品牌的工业机器人、数控装备能相互识别,并能听从“工厂大脑”的指挥相互配合。而在此之前,工厂的工业设备只是盲目执行程序设定的动作,而无法根据周边设备的变化调整自己的动作。
     
      “就像一部安卓系统的手机和一部Windows系统的电脑,如果没有一个连接的应用,两台设备无法传输文件,也无法相互控制。”广东嘉腾自动化副总裁陈洪波说。
     
      广东嘉腾自动化是佛山一家从事AGV(自动牵引机器人)的企业,却在去年下半年开辟第二主业,推出工业控制系统“JT Brain”。这款“JT Brain”,也是国内少有的国产工业控制系统。而东莞的另一家企业拓斯达,则是从做工业控制系统之后开始做机器人本体。
     
      吴智恒分析称,工业控制系统研发的难度非常大。工业机器人领域的系统集成仅是既有框架的一种编程,而工业控制系统意味着针对工厂所有的工业大数据搭建一种全新的算法模型。
     
      两者的难度,类似开发安卓手机的APP与开发安卓系统的差别。
     
      陈洪波告诉记者,工业控制系统之所以能做出来,是因为本土企业距离市场更近,能更敏锐地发现市场需求,了解大大小小的应用场景。尽管海外巨头在技术上占有绝对优势,但反应不及本土企业。
     
      “JT Brain”低至5万元/套的售价就是例子。这几乎是国外同类产品的1/10不到。陈洪波的逻辑是,中小企业对成本机器敏感,国外数十万到数百万的售价实际上将中小企业拒之门外。
     
      在关键零部件的研发中,也贯穿着这种尊重市场的逻辑。
     
      大族激光近期攻克了谐波减速器的研发难题,并且实现量产。该公司技术总监、总经理助理冯建国表示,谐波减速器研发成功,其中重要经验是注重研发端和售后端的结合。售后服务收集、反馈的市场信息和设备应用情况,使得研发环节找准了具体应用方向。
     
      这与上世纪90年代的某些场景类似。冯建国提到,大族激光研制激光切割设备时,时常收到客户质疑设备不稳定的反馈。大族激光派驻工程师24小时进行服务,大族激光赖以成名的激光切割技术几乎是在客户实际的售后服务中调试“研发”出来的。
     
      这从一个侧面说明,珠三角过往的企业家精神,依旧在新时期的技术竞争中焕发活力。
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