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工业机器人不是沿海特权 来看看内地工厂咋玩儿

2016年12月12日 18:26:15   来源:21世纪经济报道

   在工厂的智能化转型中,人们看得见的是车间里新增的各种智能装备;人们看不见的是这些实体的机器装备连接着虚拟的“云”。这是中国制造业智能化转型的“一体两面”:机器在线下转,数据在线上跑。

  敞亮整洁的厂房,排列整齐的生产线,每时每刻,不断变化的生产指令数据输送到智能装备,机械臂快速地重复着旋转、抓取、放置等动作,如同仪仗兵一样干净利落。

  工业机器人在车间转,工业大数据在“云端”跑。这家长沙格力暖通制冷设备有限公司(下称“长沙格力”)的自动化工厂,或是中国未来智能工厂的典型模样。

  12月7日,工业和信息化部发布《智能制造发展规划(2016-2020年)》,明确提出2025年前推进智能制造实施“两步走”战略:第一步,到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。

  规划中的步调,地方制造企业走到哪里了?带着这样的问题,21世纪经济报道记者选取制造业重镇湖南长沙作为样本,实体探访生产一线,观察中国制造业如何摸着“智造”的石头过河。

  记者连日调查发现,在经济下行和经营承压的背景下,制造业企业纷纷改走“智能制造”新路。一方面,智能装备承接部分人的工作,减轻工厂的成本负重;另一方面,智能装备积淀的大数据变成人即时决策的依据,让企业朝着科学经营的方向快进。

  智能化助企业脱困

  “行业这几年过得非常困难呐!”11月25日,记者的问题还没说完,杨森就在他的办公室内向记者大倒苦水。

  杨森是浏阳一家工程机械企业的总经理。对他来说,工程机械业早已告别2008年“浪潮式开发”的好日子,全行业需要痛苦面对产能过剩。他根据多年行业经验直观估计,目前全行业的过剩产能比重约占50%。

  浏阳是隶属长沙的县级市,而长沙是闻名全国工程机械之都,“重工三虎”三一重工、中联重科、山河智能均设于此。

  宇环数控技术总监李由强11月25日对记者分析,市场温度急剧下降,其主要原因是经济新常态下市场需求疲软,而另一方面则是人心浮躁,早些年市场大热造成众多入局者。

  21世纪经济报道记者从多方还原的工程机械行业寒冬图景包括:资本流出;核心技术人员、产业工人流失;银行对企业信心不足更加惜贷;而更多的企业为了生存下来,卷入血腥的价格厮杀之中。

  部分企业决策者做了相同的决策:购进数控装置和工业机器人,进行自动化制造。

  12月7日接受21世纪经济报道记者采访时,长沙智能制造研究总院院长邓子畏强调,尽管目前智能制造并没有固定的标准,但至少要包含两个层次:一是贯穿于生产过程的智能化;二是产品使用过程的智能化。这两方面的智能对企业的帮助体现为“三降二升”,即降低生产周期、降低成品不良率、降低企业经营成本,同时提升原料的使用率、提升企业整体效益。

  11月25日,长沙格力工艺设备部副部长方掩提到一个细节,平时钣金车间开料,无论工人如何计算,总有一部分材料要剩余下来,原料的使用率只有95%左右。而引进智能制造开料后,使用率一般能提升到98%左右,较好的情况达到99%以上,几乎无剩余边角料。

  宇环数控更是依托智能制造走出了独特的商业模式。这家销售数控机床的企业,正在将产品拓展至自动化生产线。据李由强介绍,除了工厂向智能制造转型外,企业还打算向外输出工程师的研发成果:购进部门工业机器人以及部件,像搭积木一样和企业出产的数控机床组合成适应行业需求的生产线,整线对外销售。

  “产能过剩是永恒的,但从供给侧的角度看却是相对的。”三一重工高级副总裁、首席流程信息官贺东东11月28日告诉记者,“优质产能、好的产品永远都是稀缺。行业要摆脱产能过剩的阴影,就需要有更优质的服务、更智能的产能、更广阔的市场空间,而智能制造为这些积极因素的出现提供了可能。”

  工业云改造决策

  在工厂的智能化转型中,人们看得见的是车间里新增的各种智能装备;人们看不见的是这些实体的机器装备,都连接着虚拟的“云”。这是中国制造业智能化转型的“一体两面”:机器在线下转,数据在线上跑。

  这就是“工业云”的魅力。邓子畏对21世纪经济报道记者强调,随着物流网、云计算在生产场景和产品使用场景的渗透,智能制造将推动制造业运作逻辑的根本变革。那就是企业管理将从经验决策、市场预判决策转向基于大数据分析的精准决策。

  以格力电器为代表,国内不少制造业工厂已经出现极致的场景:工业机器人在车间转,工业大数据在“云端”跑。不断变化的生产指令数据瞬间输送到智能装备,在一定范围内实现同一批次、不同参数的“柔性化生产”。与此同时,智能装备同时向云端反馈运行状态数据。“工业云”后台的工程师将根据反馈数据判断装备的健康状态,同时依据数据调整生产计划,以达到企业资源最优利用。

  据方掩介绍,前述场景下,工程师们主要的工作是设计更完善的生产流程数据,让不同的装备在同一平台实现兼容。

  三一重工从2008年就开始依托“工业云”将产品体验做到极致。依靠装载在重工装备中的物联网接口,长沙总部的“工业云”能实时监测三一重工散布全球的23万多台工程装备的运行数据。这些数据能反映工程装备的即时运作状态,方便工程师验证研发设计,推动产品精益求精。数据同时也能显示产品的健康情况,后台可依此对海外的使用者进行预警。

  贺东东表示,建设这个云平台,三一重工花掉了10亿元,但每年因此带来的生产性服务却赚回30亿元。

  数据的作用还远不止于此。贺东东说,“工业云”更大的用处是帮助三一重工走向海外市场。一方面,基于数据的更好体验能增强海外客户的信心;而另一方面,工程装备的开工率数据可以告诉企业哪些市场有旺盛的需求,这是优化全球供应链的决策依据。

  在智能化转型之后,数据和智能装备一样,都是工厂不可或缺的资源。新出台的《智能制造“十三五”规划》十大重点任务之一,便是构筑工业互联网基础,建立健全风险评估、检查和信息共享机制。

  不过,对许多工程机械企业来说,没有足够的财力单独搞一套“云”。

  为了让更多的企业用上“云”,长沙市政府联合中电集团成立统筹全局的长沙智能制造研究总院,除了决策智库和行业资源对接功能之外,该研究总院关键的一部分工作是建设长沙工业云平台。该云平台将三一重工等重点制造企业原本各自独立的“云”整合到一起,通过政府购买服务的形式,计划对长沙2600多家制造业企业进行智能化改造。

  在云平台上,企业可根据需求获得个性化服务。技术方面,可以实现产品设计、生产工艺、机器状态、质量结构等产业的生态管理,提出智能化解决方案;在市场开拓方面,可以让消费者、生产者和商家在云上精准对接,为企业提供订单预测、供应链优化和市场精准营销等预测云服务。

  这同样是顶层设计强调的另一项重点工程。《智能制造“十三五”规划》提到,引导中小企业推进自动化改造,建设云制造平台和服务平台;同时加强基于互联网的区域间智能制造资源协同。

  邓子畏强调,智能制造不是简单的“机器换人”,而是汇聚政策、资金、技术、信息、服务等要素的系统工程,统一的工业云可作为这一系统工程的载体。

  智造人才短缺

  从智能化改造开始,工厂管理者就面临一道复杂的课题——人手和装备如何配置。

  工厂管理者首先要解决的问题是:智能装备有了,那些为机器设计、编程、运营维护的工程师和技术员从何而来。尽管数控机床、工业机器人系统操作已经变得便捷和人性化,但其运营和维护需要较为专业的编程和机械知识,普通工人干不了。

  长沙某家工厂负责人就吃过高等级技工不足的亏:由于懂操作的工人数量跟不上来,摆满了工业机器人的生产线在车间闲置。而一旦自动化生产线在运作中出现故障,如果等不及技术员来修理,只好将生产中的半成品搬回到原来的人工流水线,智能工厂又回到人工生产的时代。

  方掩也表示,由于格力电器在长沙的技术人员存在一定的缺口,有时维护设备人手不够,需要从临近的武汉工厂抽调稀缺的专业技术人员,在不同城市间来回“救火”。

  记者走访数间工厂了解到,智能设备操作技术人员的用工缺口在20%-30%,有的工厂甚至更高。

  这是当前迫切需要解决的问题。国家在《智能制造“十三五”规划》中提出的策略是,打造智能制造人才队伍,健全人才培养机制,加强智能制造人才培训,建设智能制造实训基地,构建多层次的人才队伍。

  从企业实际操作的情况来看,其应对策略更为丰富——不仅有内培,还有外引。一方面大规模对外招聘懂技术的人员;另一方面对机器换下来的普通工人进行培训转岗。

  这两种人才机制都不容易。“引智”方面,技术要求相对较高,人才市场上适合的应聘者实际不多,一些工厂开出远高于普通工种的月薪也难奏效。

  更多工厂把焦点放在自身员工的培养。其一,这能一定程度解决解决普通工人被机器替代的出路问题;其二,原来的员工对工厂有归属感,培训升级更不容易流失。例如,在格力电器,普通工人晋升,就有管理岗和技术岗两条通道。

  华曙高科常务副总经理陈勃生认为,中国制造业大部分处在2.0向3.0过渡阶段,企业布局智能制造要考虑实际企业,不宜搞“大跃进”,让智能装备与技术人员相匹配。

  机器不会完全替代人

  有观点认为,智能制造的未来将是“无人工厂”、“黑灯工厂”。廖前忠明确表示:“智能制造的终点绝不是无人工厂,至少未来大部分工厂是需要有人的。”

  他进一步判断,尽管智能装备的表现在大部分生产场景中优于产业工人,但人工操作在某些场景下依然有比较优势。在工序复杂、动作较多的生产环节,应用工业机器人反而需要付出比原先人工操作更高的成本。

  而另一方面,工厂管理者还需要技术工人发挥他们的灵活性。尽管工业机器人能依据不同的生产参数实现柔性生产,但柔性的实现需要系统编程,并且有一定区间,调整起来并不如人类便捷。这使得工业机器人的表现并不那么完美,激烈竞争中的企业需要适时调整生产线,以适应新一代产品的生产工艺。

  威胜集团的经验是,在设计生产线之前考虑“复用率”,即在生产参数、流程调整后生产线能否再度启用,这也体现了工业4.0倡导的柔性化。这种逻辑类似交通规划中预留多几条车道,这对工程师的专业技能是极大的挑战。威胜集团工厂的智能化生产线整体的“复用率”达到80%-90%,表现较好的生产线能生产4种不同规格的产品。

  不过,廖前忠也表示,工程师的技能是有上限的,同时柔性的提升也意味着成本的增加。因而,更好的办法是把操作工人留下,而不是一味用机器替代工人。

  基于成本控制的逻辑,一些在实验室中可以实现机器代人的生产环节,企业并不会真的撤换技术工人。

  21世纪经济报道记者走访的多家工厂,其机器换人主要应用在搬运、码垛、上下料等简单物理运动,以及喷涂、打磨等具有危险性和高精度加工的场景中。而在装配、监测等传统工种工位上,依然呈现年轻工人沿着传送带一字排开作业的景象。

  陈勃生分析,无人工厂之所以不多见,一方面是中国工业发展程度使然;另一方面则是因为企业向智能制造转型本身是市场行为,讲究投入产出比,选择最符合企业利益的方案。因此,智能制造并不是装备越先进越好,也不是工人越少越好,而是看是否真的帮助企业节省成本、实现利益最大化。

  戴春晨

  本报记者 戴春晨 长沙报道

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