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圆桌讨论:智能装备与智能工厂的发展与应用

发布时间:2015-11-24 作者:e-works整理  来源:e-works
关键字:智能装备 智能工厂 
2015年11月10日,由武汉东湖新技术开发区管委会主办,e-works数字化企业网、制造装备数字化国家工程中心承办,武汉•中国光谷制造业信息化技术创新产业联盟、光谷光电中小企业产业协会协办的主题为"全球制造业的智慧转型之道”的"2015智能制造国际论坛”在武汉华美达光谷大酒店成功召开。会上,企业代表、高校专家和厂商代表就"智能装备与智能工厂的发展与应用”话题展开讨论,本文根据讨论内容整理而成。

    主持人:e-works数字化企业网总编 黄培博士
    嘉  宾:武汉奋进智能机器副总经理黄辉
            创美工艺(常熟)有限公司董事工场长金吉光
            海康威视方案经理许辉奇
            华中科技大学材料学院史玉升教授
            康尼机电精益办主任张洪斌

圆桌讨论

图/圆桌讨论

    主持人:非常感谢各位专家一天的参与。我们首先探讨一下企业应当如何制定智能装备的应用策略?什么工况适合用机器换人?目前存在一些极端的说法,我个人认为,不是所有企业都需要实现无人工厂,包括我去参观的西门子工厂,也没有完全实现无人工厂,那么哪些企业适合机器换人?

    黄辉:关于企业如何制定智能装备的应用策略,以前我们也遇到过这个问题。我的建议:在工厂里先实现数据的采集,数据的传输,网络的覆盖和数据的存储,即先把物理层搭建起来,且上面存储的数据是企业最需要的。比如一个酒业,他们最痛苦的地方是有一些90多岁的老师傅,没有他们,发酵等工艺玩不转,想通过一些自动化设备进行自动化生产,所以最需要的是工业数据。最后我们针对酒业的发酵等重要工艺,增加了几十台传感器,把几个车间的发酵等工艺全部部署起来,通过采集、传输、覆盖网络、储存,积累一年的数据,建立自己的数据模型。所以建立一个智能工厂,首先就是先建模。先把模型建起来,再建智能工厂,没有模型的情况下我们先建基础设施,包括采购智能机床,工业机器人等。

    什么工况适合机器换人?我也思考过这个问题。我们是做机器人销售的,面对客户我们会了解哪里是他最需要的。总结一下,我认为几个因素都是相互博弈的,第一,投入和产出比,即一个机器人到底能产生多少价值?第二,企业目前的资金状态;第三,企业未来的发展战略。

    主持人:认识金总已经几十年了,一直以为创美工艺是做工艺的,实际上是做工业的,是冲压领域的一个样板智能工厂。在您的企业哪些工况使用了机器人?

    金吉光:机器不是换人,而是把人解放出来,让人去做更高级的工作,我们的基本策略是在危险、重体力、高频度,高压力的工况下,这些是可以换人的,把工人解放出来。

    主持人:张主任,刚才注意到您的演讲视频里门板涂完胶是两个人抬上去的,这个什么时候可以换机器人?

    张洪斌:做这个方案之前,已经有一个完整的解决方案,但这个完整的解决方案有两个风险,一是经济效益,一次性的投资非常大;二是实施的可操作性,因为我们是新建的工厂,同步要进行大量的生产。所以我们分了两步走,一是实现关键工序涂胶,搬运只是一个辅助。现在我们把搬运前面的进行自动化处理,在年底之前,就会在我们工厂看到。

    谈到应用策略,我们今天是来当学生的,什么样的工况适合机器换人,刚才金总说了,劳动强度比较大的,危害健康的,重复简单的工作,这些是首先考虑使用机器人的。还有一点是关于产品方面的,产品的加工工艺决定了要用什么样的机械,是不是要用机器人来取代。如果产品一致性不好,品种比较多,结构比较复杂,用机器人的情况就比较复杂。或者说投资会更多。

    许辉奇:我的想法比较简单,我觉得有两点:一是竞争驱动,引进机器人可以提升产能、效率,提高一致性,在品质把控上有进一步的提升。另一点,机器人可以做人不能做的工况,比如说安全这一块,涉毒的工作场合,还有一些超重,超高温的工况需要机器人来做。

    主持人:请教史教授一个问题,大家比较关心增材制造,尤其是金属材料的增材制造在制造企业有哪些应用场景,哪些情况适合增材制造?

    史玉升:增材制造的应用,第一,新产品的研发。现在的设计制造,设计出来要模拟,模拟行不行再返回去,模拟完了之后利用3D打印技术打印出来,实验测试没有问题,再正式来生产,就是先设计,模拟,3D打印,然后生产。凡是创新能力强的一定会用到增材制造。第二,有一些产品是传统方法做不出来的,或者做起来难度非常大,非常复杂,传统方法做不好,这时候就需要用到增材制造。难度非常大的产品,传统方法需要几年才能生产出来,增材制造几天就可以生产出来。第三,增材制造可以将各种材料复合在一起进行打印,发挥各种材料的优点,航空航天方面应用增材制造的案例比较多。过去说3D打印适应单件小批量的,我认为发展到一定阶段也可以批量制造,比如说牙齿,3D打印一轮可以打印几十几百个牙齿,这也是批量制造。3D打印技术虽然好,但是不一定赚钱,所以一定要找到3D打印赚钱的方法,使其改造并提升传统产业。

    主持人:我再补充一点,前两天在上海工博会看到一个企业,他使用3D打印打印铸造用的砂芯,然后把砂芯拼起来形成铸模,然后再做铸造,玉柴采用的是同样的技术,这也是3D打印的一个应用,即替代传统的方法制造模具。

    史玉升:现在改造提升传统制造业,与3D打印结合最好的例子就是铸造。铸造有三种芯子,一个是砂芯,一个是蜡模,一个是陶瓷芯,不同制造方法采用不同的芯子,过去这些芯子需要采用模具制造,模具制造成本比较高,如果产品有问题的话,模具报废,几百万就没了,3D打印就可以解决这个问题,这是开发阶段3D打印的应用。目前,在小批量制造阶段,3D打印也开始应用。一千件以下可以用3D打印,超过一千件,成本就比较贵了因为3D打印材料费用比较高。比如上海凯旋工业,主要做泵阀的单位,以前采用模具方式铸造泵阀,车间到处都是模具,现在采用3D打印技术,泵阀需求参数提供之后直接把蜡模打印出来,取消模具车间,企业利润从3亿增长到30亿。所以3D打印一定要应用到能够创造价值的地方,不能说3D打印好,大家都去搞3D打印。

    主持人:史教授今天又给我们上了一课,以后要用增材制造这个专业术语。下面我们讨论下一个问题,智能工厂涉及到很多应用,如设备联网、数据采集,柔性化自动生产线,推进制造执行系统。请金总和张主任跟我们分享一下经验,你们是怎样来考虑智能工厂推进路线图的?

    金吉光:我们一开始一直是买不到就自己做,后来发现很多可以买到,可以省很多力气,争取很多时间。谈到如何系统推进,我认为人才是第一位,现场的设备及生产安排,如果不把人才放在第一位,那些买来了都推进不了。   

    张洪斌:我们还没到这一步,我们才刚刚开始,正在进行数据采集,只是做自动化这一块。我谈几点感受,从企业方面来讲,推进智能工厂,第一,要找一个很好的咨询队伍,我们对智能工厂不是很了解,没有经验,e-works给了我们很大的支持,现在我们走的这个路线就是在黄总的指导下进行的系统规划,包括对康尼未来智慧工厂2025进行的一个未来10年的规划,这是一个策略方针的引领。第二,在具体实施的过程中,刚才金总讲了,人才非常重要,我非常赞同这个观点。要培养自己的队伍,自己的人才,从硬件到软件都要有人。第三,就是要走出去,多看,多了解,多参加这种论坛,每年都会有。在同行业多参观,多了解,多学习。最后,在执行过程中,有一个完整的组织制度建设,确保实施过程的顺利推进。

    主持人:许经理,你们产品是机器视觉,应该也属于智能工厂这个范畴,可以和大家分享一下。

    许辉奇:我们在推进智能工厂建设过程中,接触更多的是从规划到分布实施的过程,包括如何打通ERP、MES、PLM,实际上是一个很复杂的过程,需要有一个专门的部门来协调,还会涉及到流程重组等,所以前期调研比较重要。另一方面,最能产生效果的要先建,目前我们的新工厂用了很多机器视觉产品,包括缺陷检测、AGV等。总之,要结合自己的实际,优先建设可以产生效率,投资产出比较高的。

    主持人:刚才张主任说了一点,e-works跟康尼合作了六年,是长期的战略合作伙伴,e-works也在致力于帮助很多制造企业少走弯路,每件事都取得应有的成效。我们从康尼这里产生一个疑问,现在的机器人本体不是很贵,但加上应用之后,价格就起来了。在选型的时候,企业不是很清楚机器人项目改造需要多少钱,这是一个很现实的问题,请大家再来分析一下。

    张洪斌:刚才黄总也讲了机器人本体不是很贵,但到实际应用价格很高。我们在实施过程中,一套集成系统的造价大约是机器人本体的三倍左右。作为民营企业去投入工业机器人,实现工业自动化,除了考虑环境、职业健康,还要考虑经济效益。首先考虑核心工序,即能够解决职业健康危害,解决员工劳动强度,解决质量问题等作为首要出发点,同时经济效益的考量,要有一个投资回报的比例。我们也有一些好的项目,但是根据产品特点、工序特性,不具备投资效益回收的标准,所以有些项目推进的速度比较慢,在很大范围内有待扩展,特别是工序节拍比较长的,品种比较多的,结构比较复杂的,更加难以实现。

    主持人:我讲一个小例子,我认识一个东莞的企业家,他是一个技术狂热爱好者,主要做CRT显示器。十年前,花了很多钱购买了几十套UG,没过多久,显示器不再需要CRT了,不再需要那么多的三维设计软件。不知创美工艺是否有这种担心,我们搞的过于自动化,结果订单下滑了,这种投资会不会浪费?

    金吉光:实际上大方向是这样的,现在我们谈的机器人也会出现被更柔性,或被仿真人替代。如何让企业收益,有一个基本的价值衡量。在推进过程中,我们应该围绕价值去做,而不是围绕价格去做,如果有一天做不下去了,那就重新再来做一遍。

    主持人:刚才张主任提到整个系统的投资大概是机器人本体的三倍,你们的经验是不是这个情况?

    金吉光:也许是的。工业机器人投入后,关键要把应用端的技术掌握在自己手里,不要产品一换就把供应商请过来。机器人就是玩具,比学汽车更简单的玩具。

    主持人:黄总是否认同机器人本体与整套系统的价值比?

    黄辉:我部分认同部分不认同。我们不能把机器人仅仅当成生产的工具,机器人本身就是一个执行行为的人,他是靠知识、技能、数学模型、工具工作的。比如一个简单的劳动——码垛,只需要简单的集成工作,它的整套系统价格没有三倍。但是机械人做检测,做一个工艺关键点,要它去实现这个行为的时候,它所要的工具,是要符合它所需要的行为模式,符合机器人快速完成生产线运作的工具和辅助材料,这些就需要定制开发,会非常复杂。我们担心做成像码垛搬运一样的简单机器人。我希望我们的机器人未来做的工作越来越复杂,效率会更高,这是我所希望的。

    主持人:今天我们进行了一天的深刻研讨和交流,相信大家对智能制造、智能工厂和智能装备有了深入的理解。我和安司长也进行了一些交流,安司长也认为我们有必要对各个行业的智能制造推进策略进行深入研究,包括发布一些评估标准,还有企业推进的路线图,这是我们后续要做的工作。非常感谢大家!

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