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中國制造變革:工廠自動化替換人力生產

未知 2019-10-17 09:59

  用60臺打磨機器人、60個工人,通過人機交互進行生產,相比原先600多人、通過打磨車床手工打磨,工作效率能提高多少?作為廣東長盈精密技術有限公司的董事長,陳奇星這些天一直在默默算著這樣一筆賬。最后的數據讓他很欣慰:機器人打磨效率提升了2倍,平均產能超過21000件/月,而且產品不良率降低了兩成。

  作為廣東東莞首個開建無人工廠的民營企業,長盈精密這穩健的一小步,事實上正在開啟中國制造業轉型升級的一大步。

  數據顯示,僅東莞市,目前的用工缺口就高達10萬人以上。隨著我國人口紅利的逐漸下降,企業結構性用工荒加劇,人工成本逐年增加,這些現實壓力倒逼制造業必須通過機器換人、發展智能制造,來充分釋放自動化的效益空間。

  對中國制造業來說,這種快速調整更意味機遇:隨著中國制造2025的深入實施,十三五期間,我國機器人市場將崛起為萬億級產業。更為重要的是,這樣的無人工廠的大面積普及將對沖我國的人口紅利。我國勞動力的頭腦紅利或將顯現,中國智造時代正在來臨!

  智能+:從用工短缺到超級工廠

  精密的機械手、為數不多的操作人員,在長盈精密新近投入使用的機器人打磨車間里,兩者正有條不紊地合作打磨著一個個零件,整個車間整潔、空曠,機器沙沙的轉動聲時隱時現,讓這里顯得更加安靜。

  作為一家生產、銷售手機系列連接器、屏蔽件和超精密五金端子及模具的高新技術企業,你很難想象,在此之前,長盈精密一個車間要裝600多工人,和一排又一排的人工打磨車床。機器的轟鳴聲讓工人們交流基本靠吼,而大量彌漫在車間里的粉塵,不僅損害工人健康,而且易燃易爆。更為要命的是,這種又臟又累的活,使企業用工成本以每年20%的速度增長,而且還不能保證來年招得齊人。

  種種掣肘最終讓陳奇星痛下決心,做成了東莞首個吃螃蟹的人引入機器人,打造智能化無人工廠。

  我們一個車間的工人數量大幅下降了,效率卻提升了2倍,而且產品不良率降低了20.7%。長盈精密的常務副總經理任項生介紹,企業主要通過硬件機械手來取代人工,并建立了一個高度智能化的軟件控制系統,進行網絡遠程操控。整個無人工廠的自動化系統建成后,還會大規模壓縮人工數量,可達到90%的水平。

  事實上,自2014年珠三角東莞、佛山等地市相繼發布機器換人戰略規劃以來,在專項資金補貼的激勵下,這些地區實體制造業企業正在朝著工業機器人智能裝備方面轉型。

  以東莞為例,該市設立了6億元機器換人專項資金,最高補貼比例達設備總額的15%。至今,東莞推動傳統產業和優勢產業機器換人應用項目達到505個,投資金額達42億元,可減少企業用工3萬余人,企業投資成本有望在兩年內收回。

  當然,從嚴格意義上來說,像長盈精密如今打造的這種無人工廠,應當算做無人車間,因為當機器與機器、機器與人通過各式智能設備實現全方位的互聯互通后,現代工業發展的終極形式超級工廠將會出現。

  在去年的中國(寧波)智慧城市技術與應用產品博覽會上,中國科學院的專家們已經為公眾展示了這樣一幅美好的圖景:一排排立體倉庫旁,堆落機上下移動,快速識別電子標簽后,將倉庫上的物料通過輸送線自動送至智能引導車,這些小車有序沿著各自軌道,分運至生產線,不同的機器人或焊接,或上下料裝配

  可以說,隨著如智能引導車、直角坐標機器人、自動焊接裝料機器人等各類智能機器人的出現,并廣泛運用到智慧交通、智慧醫療、智慧旅游、物聯網、3D打印、智能家居、無人機等多個智能科技領域,智能+正成為我國制造業轉型升級的關鍵詞。

  倒逼:從機器替人到人工智能

  無人工廠意味著什么?要回答這個問題,或許應該從源頭探討。

  按照通常解釋,無人工廠又叫(全)自動化工廠,指全部生產活動由電子計算機進行控制,并且在生產第一線配備機器人而無需配備工人的工廠。作為制造業工廠未來的一種發展形態,世界上最早的無人工廠出現在30年前的日本筑波科學城。

  因為日本比較缺少人力,因而很早開始重視機器,率先建造了可以提高生產效率的無人工廠。深圳先進技術研究院集成所研究員吳新宇說。

  按照日本產業機器人工業會常務理事米本完二的說法,這種效率的提升當時讓人難以拒絕:以往需要用近百名熟練工人和電子計算機控制的最新機械,花兩周時間才能制造出來的小型齒轉機、柴油機等,有了無人工廠,只需要用4名工人花一天時間就可制造出來。

  也正是從這一時期開始,機器人受到日本企業主的歡迎,經過短短的十幾年,日本一躍成為機器人王國,機器人的產量和實際安裝臺數在國際上躍居首位。

  這也符合人類工業化發展的規律,即每一次的技術進步,都意味著機器代替人工勞作程度的又一次加深。

  從我國的實際情況看,這種替代則顯得更為急迫。國家統計局此前發布的報告顯示,我國近年來15至59歲人口占總人口比重不到七成,且比重逐年下降。作為制造業主力的農民工,也正在從早期的滿足于解決溫飽問題到現在對薪資和工作條件提出了更高的要求。

  在東莞,招聘廣告隨處可見,企業用工荒、招工難等現象十分普遍。即便是實施機器換人戰略至今替代了3萬余人,仍遠遠無法彌補用工的缺口。可以說,我國持續幾十年的、依靠廉價的人力成本來實現制造業發展的時代已經一去不復返了。

  另一方面,這種倒逼作用將意味著越來越多的機器人乃至人工智能技術被應用在生產領域。

  無人工廠,并不意味著人真的從生產過程中消失,而是說人從生產者轉變成為管理者、維護者甚至發明者。應該說,把機器人放到工廠里只是第一步,如何管理好、維護好它們是第二步,而將它們通過人工智能技術將工廠整合為一個從生產到銷售的全流程系統,則是一個繁雜的系統工程。

  其中,需要突破的關鍵性技術有很多,比如柔性化的生產技術、工業機器人的控制技術、整體安全和監控的技術,所有機器的系統安全的監控等。只有當各部分機器人能夠通過高度智能化的運算,自主協同完成裝載、移動、加工、裝箱等各種操作后,我們或許才能這樣說,這是一家真正的無人工廠。

  變革:從人口紅利到頭腦紅利

  按照國外一些經濟學家的說法,第三次工業革命正在進行之中,其核心正在于制造業的數字革命,基礎則是工業機器人的運用和制造。

  據美國電氣和電子工程師協會(IEEE)最新數據,目前全球已部署了100多萬臺各種工業機器人。而另據國際工業機器人協會預測,到2015年,中國機器人市場需求總量將達3.5萬臺,占全球銷量比重17.5%,成為世界規模最大的市場。另一方面,在機器人制造上,超過70%市場份額被海外企業占據。

  日前,工信部部長苗圩在2015智能制造國際會議上表示,中國制造2025總體方案將很快發布。這一帶動中國制造向自動化升級、使機器人從工業級跨入服務級的綱領性文件,從起草之初就引發廣泛關注。業內人士普遍預計,隨著中國制造2025的實施,我國機器人市場將迎來迅速增長的黃金時期,可達到萬億元的數量級。

  近年來,不單是工信部出臺如《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》,各地政府也不斷出臺各類機器換人、推進機器人產業發展的指導意見和優惠招商政策。

  各種政策紅利刺激了更多市場主體的進入。有媒體總結,我國平均每周就有兩家機器人公司產生。而在各地,從最北端的黑龍江到南端的廣東,機器人產業園已呈現遍地開花態勢。據不完全統計,已建和在建的工業機器人產業園達到近40家。

  需要提醒的是,如何避免低水平重復建設、防止產能過剩,如何加大機器人核心部件(如減速器)的自主研發力、提高核心零部件的產業配套能力,則考驗著政府和企業的智慧。

  無論是對承載著地方政府轉型夢想的機器人產業園,還是對企業熱捧的無人工廠,我們在歡欣鼓舞的同時,都不能忘記一個關鍵環節工人的轉型升級。從工廠的角度來說,這是一個機器人大舉進廠后,工人該何去何從的問題;從國家的層面看,這是即將到來的中國智能時代由誰來支撐主導的問題。

  可以說,這更是我們完全可以培育的新紅利頭腦紅利。我們應該開動腦筋,通過更多渠道、不同形式的教育培訓,提升工人的知識、文化和技術水平,讓他們獲得更具技術和智慧含量的新工作,讓他們在即將到來的無人工廠里同樣大有可為。

  智能制造時代正在到來,不管是政府、企業、社會還是勞動者,都要做好從政策層面、技術層面到心理層面的準備,全力迎接這一時代的到來!

  鏈接:我國主要的機器人產業園

  東北地區:我國最早從事工業機器人生產的地區。主要企業包括沈陽新松機器人公司、哈爾濱博時自動化設備公司等。其中,成立于2000年的沈陽新松公司是我國機器人第一家上市公司,目前占據了國產工業機器人1/3的市場份額。

  京津冀地區:以技術為支撐的機器人生產基地。代表企業包括北京紫光、艾捷默、遠大超人、拓博爾等,覆蓋領域包括工業機器人及其自動化生產線、工業機器人集成應用等產品和服務。

  長三角地區:依托制造業形成的機器人產業聚集區。主要企業有上海富安工廠自動化公司、上海機電一體化工程中心、上海廣茂達伙伴機器人公司等。從布局來看,上海浦東和寶山有可能成為國內最重要的機器人產業園區,未來上海將立足機器人產業化和示范應用兩個環節,至2015年達到200億元的規模。

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