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製造業競逐“機器換人”技術紅利

  • 發佈時間:2015-06-01 08:06:01  來源:南方日報  作者:佚名  責任編輯:書海

  

  繁重而且重復的工序已被231台、可360度旋轉進行抓取、搬運、攻牙、放釘的六軸機器人手臂取代,工人在旁邊看守操作。

  

  

嘉輝公司技術工人在安全區外操作機器人。

  在鳳崗嘉輝五金塑膠有限公司的生産線上,以往的衝壓工序,要先由2名工人合力抬起重達15公斤的正方形鐵板放上衝床,再由工人調整鐵板的位置,隨後衝床從上到下一聲猛烈地撞擊,工人再合力抬下鐵板,交給等待在旁的另外2名工人進行攻牙和放釘才算完成。一天的時間裏,4名工人要彎腰2000多次來重復這些機械、枯燥的動作。

  如今,這一工序已被231台、可360度旋轉進行抓取、搬運、攻牙、放釘的六軸機器人手臂取代,整個工序最多耗時11秒。

  像嘉輝公司一樣,東莞眾多製造業企業已在生産線的一個或幾個工序,率先應用“機器換人”。

  此外,全球經濟持續向好催生的訂單需求,也使得東莞製造業企業更加認識到“機器換人”所帶來的技術紅利。

  雖然大部分傳統企業離真正意義上的“機器換人”還有一段距離,但是對局部生産線智慧化改造的積極投入逐漸在業內形成示範作用。相較於此前囿于“機器換人”的資金瓶頸,他們又面臨哪些新的問題?

  -數據

  自2014年起,東莞連續3年每年2億元支援企業“機器換人”。

  截至2015年一季度,東莞經信部門已經收到“機器換人”專項資金有效申報項目505個,總投資42.6億元。

  根據初步統計,這些項目完工後,預計可減少用工超3萬人,單位産品成本平均下降12.5%,平均合格率從89.3%上升至96.6%。

  機械手單位産量比原先提升四五倍

  三個步驟所需人數只是傳統工序的2/3,而一個作業班組的産量由傳統工序的每天800—900件提升到3000—3900件,産量比原先翻了4—5倍。

  去年8月,《東莞市“機器換人”專項資金管理辦法》印發,明確從2014年起,連續三年在“科技東莞”工程專項資金中每年安排2億元,用於推動企業實施“機器換人”。

  從去年9月申報至今,東莞推動傳統産業和優勢産業“機器換人”應用項目已達505個,減少用工30400人。根據東莞市經信部門的統計,東莞應用“機器換人”最廣泛的産業集中在電器機械、電子資訊、包裝印刷等,取代的大多涉及焊接、噴塗、衝壓、搬運、裁切等具有危險性或格外耗費人力的崗位。

  2011年7月,給IBM、惠普、佳能等跨國企業做代工的嘉輝公司就已在危險系數較高的五金衝壓生産線上安裝測試了第一台六軸機器人手臂。

  嘉輝公司隸屬於嘉利集團,1985年在東莞設廠,從一間“三來一補”企業發展成香港上市公司,從最初的人口紅利時代,到半自動化的“技工時代”,如今也已邁入智慧化“機器人時代”。

  嘉輝所使用的六軸機器人手臂購自日本川崎,它們可以做出360度無死角的動作。但是從日本運載回來後,要真正高效率地應用在生産線上,還需要與工廠原有衝壓設備進行長時間的磨合,即連線調試的二次開發,比如高度、角度、速度、運作軌跡的數據研發設計等等。

  嘉利集團執行董事兼總經理趙凱就負責這一工作,趙凱和他的團隊要不停地在生産過程中計算出不同工序的運作軌跡數據,再將同樣的經驗應用到更多的工序。

  截至目前,嘉輝公司已將231台六軸機器人手臂,應用在衝壓、弧焊、燒焊、攻牙等工序中。

  這些工業機器人手臂大小不一,分為6公斤、10公斤、50公斤、130公斤不同重量級,分別完成不同的OEM國際訂單産品。它們的應用使得車間勞動力結構發生了前所未有的變化。

  “運輸材料的普工,基本上不再是招聘難題了。”趙凱説,以前搬運一塊鐵板上衝床,至少需要兩人,碰上規格較大的鐵板更需要四個人合力,倘若不留神,搬運工人的手臂都有可能被衝床壓到。

  現在,每三台機械手臂都實現了連線設計:第一台機械手臂抓起鐵板,伴隨著“上臂”、“前臂”、“腕”、“手”的協同運作,鐵板即被精確地放在衝壓的位置,第二台機械手臂就將衝壓好的鐵板放到到衝牙設備上,第三台機械手臂這時就可以將鐵板進行放釘了。

  趙凱説,低重量級的手臂完成整個流程只需要9—10秒,高重量級最多也就11秒。如今,三個步驟完工的所需人數只是傳統工序的2/3,而一個作業班組的産量由傳統工序的每天800—900件提升到3000—3900件。也就是説,在同樣的時間裏,産量比原先翻了4—5倍。

  “機器換人”使企業産品品質得到提升

  通過實施“機器換人”擴大産能後,産品不僅減少次品率,合格産品不論是在精度還是外觀上都得到了提升。

  近年來,人工、用地、原材料生産成本的大幅提高,東莞不可避免地出現産業遷移的現象。

  然而,從2014年下半年開始,全球經濟持續向好,企業訂單普遍上漲,一些企業訂單更是翻了五倍多,用工難題也更加凸顯。

  嘉輝公司的訂單平均每年以20%的速度增長。近幾年,不斷有人建議嘉輝公司把工廠搬到東南亞,但權衡再三,嘉利集團主席何焯輝拍板留守,實施以“機器換人”向製造業高端攀升策略。

  嘉輝公司這231台機器人手臂,算上直接投資、二次開發和後期維護,目前已投入5000萬。雖然花費不菲,但是何焯輝還是以嘉利集團的名義授意趙凱繼續追加投入。

  趙凱本人説起“機器換人”給工廠帶來的新面貌,顯得非常自豪。

  趙凱説,像衝壓車間一樣,實施“機器換人”後,燒焊車間的性價比也越發凸顯。原先,焊接工序的工人需要持有國際焊接資格證,這是IBM、HP等國際大客戶在下單時對産品標準所提出的硬性要求。

  “一個普工的人力成本現在已上升到6萬元,而一個擁有國際認證的熟練師傅,工廠需支出認證費5萬元,用人成本達15萬元以上。”趙凱説,但是培訓出來的員工還經常流失。而應用焊接機器人後,只要招一個普工,經過簡單培訓就可以上崗。

  據測算,“機器換人”一年能為嘉輝節省1300萬元的人力成本,工人由原約550人減至約180人。

  趙凱説,尤其是接到大批訂單時,6條衝壓生産線通過調試連線、編程設計,可以長時間不間斷自動完成生産不同工序的産品,甚至可以24小時運轉。

  趙凱還意外發現,“機器換人”使得研發一套連線智慧操控系統變為可能。車間裏所有機器人手臂和衝床設備都可以利用這套程式生成數據,進行柔性連接,如果一台設備故障不僅馬上可以提醒後臺的監測人員,還可以智慧啟用新方案,繞過故障設備繼續生産。更重要的是,通過這套系統研究數據方案,可以降低空轉造成的無效功率,從而實現大幅節電,原先兩個工廠每個月吃掉70萬—80萬度電,如今可將用電控制在50萬度以內。

  同樣地,位於清溪鎮的廣東粵林電氣股份有限公司也是基於這樣的思路大力實施“機器換人”。

  粵林電氣年産值2億元,以代工高端電腦機殼聞名,一個機殼的售價高達3000元甚至上萬元。

  去年下半年開始,歐美經濟向好,粵林電氣目前的訂單量已翻了5倍。但是這個有著1200名工人的公司裏,一半都是90後,他們不愛熬夜加班,動不動就辭職不幹,這讓粵林電氣董事長田永超頗為頭疼。

  4月中旬,田永超投入1000萬元採購了80套智慧機械手,目前已有5台機械手在工廠的衝壓車間進行了裝機調試。

  “高端機殼開模具300萬元,不同的訂單要頻頻換模具,趕工難免也會出現生産事故,工人也不好管理。”田永超説,實施“機器換人”後,危險的工序讓機器人做,不僅無需擔心工傷,而且機器人可以開足馬力24小時不眠不休,完全不用考慮工人加班的極限。

  嘉輝公司和粵林電氣通過實施“機器換人”擴大産能後,原先的生産線工人又重新得到了提升,升級為機器控制員。所生産的産品不僅減少次品率,合格産品不論是在精度還是外觀上都得到了提升。

  何焯輝説,對於國際大客戶來説,機器人生産線更是企業實力的體現,這也是對一個企業産能、工藝、品質的展現,從而得到信賴和認可,是企業自身價值的提升。”

  扶持要重在綜合配套服務

  政府應實時評估對企業的金融政策、稅收優惠、人才培養等綜合産業環境提升的扶持效果,並進行調整。

  除了大企業對“機器換人”表現出迫切的願望外,受制于資金瓶頸的小微企業有著極大興趣。

  位於石排鎮的新爵塑膠製品廠,一直招不到合適的工人,迫使這個年産值只有1000萬元的小微企業今年也投入了100萬元更換了3台智慧打孔設備,以往需要3個工人完成的工序,如今只需要1個人巡視就可以連續生産。

  根據市經信部門的調研,企業開展“機器換人”投入較大,成本回收可能需要3—5年,很多小微企業不一定具備資金實力。

  “即使沒有補貼,我們也要進行‘機器換人’。”作為小微企業的負責人代表,楊宏説,“機器換人”是大勢所趨,如果一個企業想繼續幹下去,企業負責人自然有覺悟開展“機器換人”。

  “大企業對産能和工藝的要求,早些年就實施了‘機器換人’。”東莞理工學院機械學院一位負責人説,有無補貼,絲毫不影響大企業對“機器換人”的推進。

  該負責人説,按照以往對任何一個行業的扶持經驗,政府為提振一個行業所發放的補貼,往往會擾亂企業間的公平競爭,反而發揮不了應用的效果。

  該負責人建議,政府還是應該加強扶持政策的頂層設計,關鍵是綜合配套服務。直接補貼解決不了根本的問題,功夫還是應放在平時。政府應實時評估對企業的金融政策、稅收優惠、人才培養等綜合産業環境提升的扶持效果,並進行調整。

  田永超和楊宏均認為,政府對“機器換人”的資金補貼起到的是錦上添花的作用,對於企業還是重在平時的綜合服務配套的落實。

  “去年歐債危機最嚴重的時期,我的很多做實業的朋友都被金融機構催還貸款,金融機構只要看見風吹草動就很不淡定,不給企業信心,資金鏈一斷裂企業就得倒閉。”田永超建議,政府應該從綜合産業環境上扶持企業機器換人,增強對企業對從事實體經濟的信心。

  同時,嘉輝公司也建議,“機器換人”是一項系統工程,不能完全取代勞動力,更需要有足夠的人才來從事操控工作和支撐二次研發。因此,除了事後獎勵補貼,建議政府著手提供培訓扶持,並讓技術人員到國內或國外“機器換人”先進地區進行實習提升。

  據了解,東莞每年2億元的“機器換人”專項資金補貼,遵循“寬進嚴出”的精神,不僅取消了納稅門檻,還開放24小時申請,企業只需網上提交資料,經信部門就會派人員前往現場審核。“資金如何更高效地發放,如何更廣泛地惠及中小企業,我們還將繼續研究。”市經信局相關科室負責人説。

  -觀點

  “機器換人”本質

  是生産流程再造

  人工成本急劇攀升,擠佔了製造業原本就不大的利潤空間,“機器換人”成為東莞工業轉型升級和經濟提升的重要舉措。

  首先,從表面上看,“機器換人”最直接的作用在於緩解“用工荒”,減輕企業招工難的問題。通過應用自動化、智慧化、整合化生産設備,提高生産效率,節約企業的人力成本。

  其次,“機器人”能達到手工操作難以企及的精度和準度,一方面提升産品品質,另一方面使單位時間的産品産量成倍或數倍增加。同時,還能減少安全事故隱患,改善生産環境,節約了生産空間,最終企業經濟效益得到提高。

  據東莞理工學院機械學院相關人士觀察,目前東莞製造業企業所謂的“機器換人”,只是一種新提法,本質是“技改”,少部分企業應用物聯網實現傳統設備與智慧機器人手臂的協作。但是真正意義上的“機器換人”,不是單純地引進一條先進的的生産線,而是從一開始就將生産管理、人力資源管理和資訊化管理等“軟體”,與生産線的硬體進行同步規劃。“機器換人”的本質,不是像前兩次工業革命那樣簡單地用機器生産代替人工勞動,而是將先進的生産技術納入到整套的生産管理體系中去,實現生産智慧化、決策科學化。工業化和資訊化的深度融合。

  在“人口紅利”逐漸消退的時代,“機器換人”帶給企業的不僅是“質變”,更是“智變”。資訊時代基於大數據對製造業整個生産流程的再造以及向曲線兩端的攀升,這才是“機器換人”給製造業帶來的真正跨越。

  策劃/統籌:南小渭 黃少宏 采寫:南方日報記者 王寧

  攝影:南方日報見習記者 孫俊傑

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