深入解读家电制造“机器换人”之路_0
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摘要:2014年,在人力资本、招工难、提高生产效率等多重因素影响下,家电整机企业及上游零配件企业,逐渐意识到机器人换人的作用。尽管与汽车、手机等行业相比,机器人在家电行业的应

  2014年,在人力资本、招工难、提高生产效率等多重因素影响下,家电整机企业及上游零配件企业,逐渐意识到机器人换人的作用。尽管与汽车、手机等行业相比,机器人在家电行业的应用仍处于初级阶段,但家电企业在机器人换人方面的探索却从未止步。

  各种因素催热需求

  机器人换人是美的集团的长期战略。7月25日,在中国家用电器协会常务理事会上,美的集团总裁助理王金亮表示,通过自动化、智能化、少人化等各种手段减员增效,是美的近年来转型的重要内容。到2015年,美的在机器人换人方面的投入将超过10亿元。

  无独有偶,在谈及海尔转型时,海尔集团董事会副主席、轮值总裁周云杰也特别提到,海尔未来的目标是要做无人化工厂。通过自动化设备减员增效也是海尔一直在做的。据了解,海尔洗衣机生产线原来90多人,应用自动化设备后,现在只需要30人,效率还提高了1倍。

机器人自动化

  2013年,创维彩电提出311机器人战略,即投资3000万元、节约1000人、建成1条自动化生产线,标志着创维制造总部机器人战略正式提上议事日程。

  不仅整机企业,以上海日立、美芝、加西贝拉、钱江为代表的上游零配件企业,为了适应家电企业制造升级的整体战略,在机器人换人方面的动作甚至更为超前。据了解,上海日立应用机器人已经有10年的历史,2009年成立了自主研发制作专用设备的部门现代制造技术中心,为上海日立各工厂提供机器人自动化、先进生产线的制造。2014年,该部门正式成为事业部。

  中国劳动力成本每年以10%甚至超过10%的速度不断增长,中国已不再是低收入、低成本的国家,通过提升生产工艺装备的自动化、智能化水平,向自动化要效益实现减员增效在家电行业蔚然成风。中国家用电器协会秘书长徐东生说。

  媒体报道的统计数据显示,从2004年到2013年的10年间,中国制造业从业人员的平均工资增长了3倍,年平均增幅为15%。国家信息中心信息开发部的数据显示,2013年,洗衣机企业员工工资的平均增幅为15%~18%。迅速增加的劳动力成本给利润微薄的家电制造业带来极大的压力。不仅如此,新一代务工人员对工作环境更为挑剔,一些危险、艰苦、枯燥的岗位往往招不到工人。企业现在招工太难了,给工人的工资越来越高。而且,90后务工人员随意性强、流动性大,给了高薪也难以留住。尊贵冰箱陈广友说。

  机器人运用在危险、艰苦的生产环境中,可减少一线工人的流失。某业内人士说。据他介绍,现阶段家电行业应用的机器人主要为机械手和机械臂,大多应用在生产线的前端和末端,如物料搬送、焊接、捆包装箱等环节。这些岗位工作辛苦且枯燥,人员不稳定,采用机器人后不仅解决了这个问题而且大幅提高了工作效率。

  以前提升产能主要依靠增加生产线,现在越来越多的家电企业通过技术改造提高装备水平、通过提高自动化程度来提升生产效率。徐东生说。北京师范大学所进行的一项制造业单位劳动力成本研究结果表明,劳动生产率生长速度如果超过工资增长速度,可以降低企业的单位劳动力成本。家电企业正努力通过提高生产效率,消减各项成本上升带来的影响。据王金亮介绍,2014年美的集团预计收入规模与2010年相当,但员工人数为12万人,比2010年减少40%。星星家电集团总经理杨文勇说,星星一条生产线进行自动化改造后,同样的时间内产量由1000台提升到1700台。

自动化生产

  徐东生特别强调:机器人换人其实是家电产业转型升级的需要。产品升级对生产提出了更高的要求进而带来制造升级。据了解,转型升级后的美的集团提出了精品战略,由于机器人能够更精确地对一些工序精心加工,保障产品质量,因而美的各个事业部应用机器人的生产线越来越多,适用范围逐步扩大。海尔有关负责人表示,海尔生产线的自动化不是简单地为了节省人力,而是为了实现智能制造,解决原来生产制造规划遇到的柔性制造困难,以满足用户的个性化需求。自动化方案能够解决劳动强度大、特殊环境、质量要求、熟练程度等工位改善的需求,同时又能够提升产品质量等。此外,自动化方案还将基于产品大数据,使得设备间能够实现互联,满足用户全流程体验和个性化定制需求。

  应用范围逐步扩大

  据了解,无论人力还是物力,许多家电整机及配套企业在设备自动化改造方面的投入不遗余力。

  据创维有关负责人介绍,公司成立专门的自动化研发项目组、自动化工装小组、设备维护组,并且不断增加对自动化生产、机器人研发方面的投入,购买先进的自动化设备。创维311工程项目共90项,涉及平板厂、机芯厂、模具厂、注塑厂、电源厂和元件厂。

  海尔为了保证自动化方案落地,内部建立专门对接的小微团队,在自动化项目实施的全环节/工序投入资金,包括物流智能配送、总装模块化下机器人自动紧固、自动焊接等和前工序黑灯车间。

  美的有关负责人梳理了2012年至今美的空调和热水器在机器人换人方面的成果。2012年,美的空调成立了专业的机器人设计加工团队,自主研发了电子、钣金加工装配机器人生产线。目前,在机器人应用方面,美的家用空调注塑生产线共计投入接近200台、总装成品下线超过100台,其他电子、部装装配机器人接近200台。美的热水器事业部针对线内品质、人机和谐、停线、防错等方面展开自动化改造,并已经在成品码垛、内胆端盖自动焊接等生产工序实现机器人或机械手应用。

美的生产线

  上海日立电器有限公司副总裁李海滨介绍说,目前上海日立的生产线上已经拥有180多台机器人,2014年在建项目接近50台,主要运用在各工厂的物料搬送、焊接、组装、捆包装箱等环节。其中,上海工厂钣金线已经实现了从投料到壳体成品全线机器人作业。李海滨形象、生动地介绍了钣金工厂压缩机壳体生产线上机械臂机器人的工作内容:料板被卷成圆筒形状后,输送到整形环节,机器人用机械臂上的一只手快速抓起壳体,传至整形机器,然后用另外一只手先把已整形好的壳体灵活拿起,送至下一环,再把之前抓的壳体准确地放上整形机器。一抓一放之间,一个转身即处理了两台壳体,一个壳体的处理时间不过几秒钟。

  杭州钱江压缩机有限公司在机器人应用方面不只局限于物料搬送等。据该公司有关人士介绍,2012年钱江压缩机实施了制冷压缩机生产线自动化设备改造项目,引进了多套国内外先进设备,包括全自动活塞割槽机、数控加工中心、自动清洗线、瑞士高精度数控龙门双盘阀片加工线等,使用现代机械制造技术替代传统制造方法,利用自动化生产替代低素质劳动。该项目还包括部分自制数控设备以及对现有设备的自动化改造,钱江技术人员根据企业特定的生产工艺以及产品加工要求自行设计制造自动化设备,例如自制自动连杆钻孔机、数控活塞珩磨机等。

  值得一提的是,为满足压缩机产品对品质以及产能的要求,钱江针对提供机壳机盖配件的下属子公司杭州万胜电器制造有限公司同步推进机器人换人工程,实施机壳机盖生产线工艺革新及自动化改造项目,改进工艺,引进自动化设备,不仅实现自动进、取料,而且由原来的单人单机改为一人三机。目前,万胜电器正着手研制将扩口与束节两道工序合并在一台机器上,可以实现同时加工的自动化设备,该项目总投资1200万元。

  为提升生产线自动化水平,提高生产效率,加西贝拉压缩机有限公司大胆创新,改变新项目组线方式,由自动单机转向自动连线。如装配线采用岛型与流线型融合的方式,通过大量的机器人换人,提升了装配自动化水平,有效保证直通率;核心部件曲轴箱精加工采用回转式专机自动连线方式,节省用工60%,零件一致性大大提高;壳体焊接线,从原单机手工操作改为自动化连线生产后,两条生产线减员50%。

  积极效果初步显现

  目前家电业机器人换人还处于初级阶段,机器人应用大多集中于生产线的前端和末端。尽管如此,多家企业负责人表示,目前的自动化改造效果已经令他们非常满意,机器人换人可提高生产效率和产品一致性,并且改善了一线员工的工作状态。

  我们所说的机器人自动化解决方案不只是为了节约人力,更是为了提高用户全流程体验、提高产品质量水平和标准化、改善员工操作环境,同时培育员工由操作型向知识型转型。海尔有关负责人表示,机器人换人的前工序可实现智能无人化黑灯车间,总装环节做到模块化下的智能机器人组装,物流环节实现端到端的智能输送。以目前海尔已达成的一条自动化内筒生产线为例,通过机器人换人,生产效率比原先提升3倍,机器人焊接产品质量比过去提高20倍。

  据创维有关负责人介绍,目前开展的自动化机器人项目为一年内收回成本、短期可收益的优势项目,普遍来说效益可提高20%左右。以一台电视机后盖装配为例,人工打螺钉为4~6颗,在采用自动打螺钉之后,原来三人的工作量现在只需两台机器人完成,产能效率可以提高21.9%。

  上海日立有关负责人还提供了一组数据,详细对比了应用机器人后2013年生产线人数以及生产效率的变化:生产线改造前每班人数为10人,班产能为2949台,人均操作设备1.2台;通过机器人换人,投入机器人8台,每班人数仅为3人,班产能达到3392台,人均操作设备7.7台,人均班产能也从约295台提升至约1131台。

  钱江压缩机有关负责人表示,通过机器人换人,杭州万胜减少一线操作工60人,劳动生产率提高超过30%;在产品质量方面,由于减少了人力干预,凸显了旋切机加工的稳定性,产品一致性得到提高。

  引入机器人能够使一些艰苦甚至高危的环节得到极大地改善。美的有关负责人举例说,美的空调一家工厂中的部分高焊线,需要工人从39℃的高温烘干炉中取出蒸发器行走2~3米后,再将其搬运到高焊线立放。这个看似简单的动作,工人每天需重复3600次弯腰、转身等动作,作业环境又高温难耐,导致该岗位流失率一直居高不下。这位人士介绍,引入机器人从事这个环节的工作后,整个流水线的工作都顺畅了。

  问题较为集中

  据了解,无论家电整机还是零配件企业,在机器人换人方面,现阶段仍然存在自动化延续性、人工操作技能有待提高、自主研发能力薄弱等诸多制约。

  在自动化延续性方面,海尔有关负责人认为,自动化不仅是机器人代替人工,而是智能自动化,是智能制造的核心环节,在自动化实施过程中,内部团队如何实现产品标准化、模块化,以保证自动化延续性方面仍存在挑战。全流程并联交互的解决方案,不是简单的用机器人替代人工,而是满足全流程用户体验、提高员工舒适度、减少环境的差异化方案。

  生产线实现大规模机器人换人后,工人的操作技能也同样需要提升。为此,美的花了大量精力对员工进行培训,以适应新条件下的岗位要求,推动用工模式的转型,自动化工程师及设备投产后的维护保养跟进人员也应该同步跟进。此外,美的有关负责人还提出,产品平台的标准化问题应得到重视,只有生产线标准化才能实现规模化以及自动化。

  创维有关负责人表示,国内家电企业现阶段仍然依赖采购国外知名品牌机器人,如何采用低成本研制和开发机器人,是企业必须面临的问题。此外,在提高机器人持续工作稳定性、优化工艺以及制定标准化的生产工艺流程方面,国内家电企业自主研发工作还需要不断完善。

  值得注意的是,家电企业在应用机器人方面,更多依赖的是与专业机器人制造商合作,像上海日立那样了解机器人应用并具备一定开发机器人能力的企业并不多。通过与机器人制造企业交流得知,目前家电企业在机器人方面的应用也远低于汽车、手机等行业。由于应用时间不长,如何与机器人供应商合作,如何长远地确定企业自动化改造方案,对家电企业来说,都是全新的课题。

  对此,海尔有关负责人认为,自动化程度不是越高越好,而是适度自动化、达到智能化。家电企业一方面要积极实施,另一方面也不要冒进,毕竟机器人在家电领域还处于起步应用阶段,有些模块方案是创新方案,没有可借鉴的母本方案,从方案规划到实施落地需要多次探索验证,时间周期较长,存在失败的风险。实施过程既要有策略,把握好前进的力度,又要保证持续引领不能过度。

  发展前景广阔

  对于机器人换人未来的应用,主流家电企业表示,将继续加大对生产自动化方面的投入力度,并做好了未来3~5年的规划。徐东生表示,国内家电企业在机器人换人方面今后还将会逐渐增加比例,可以说家电企业未来机器人换人具有很大的发展空间。据悉,家电企业未来机器人换人的发展方向,体现在打造智能化工厂、加大机器人应用范围、优化工艺及提高产品标准化等方面。

  海尔有关负责人表示,未来将持续推进智能化机器人实施、落地,打造成更多智能化工厂。首先,海尔将搭建更为开放的平台,持续吸引更多一流资源来平台交互方案,达成不断升级、持续引领的自动化解决方案;其次,打造设备智能化集成体系,从国家层面建立行业引领的标准,向德国工业4.0一样,输出家电智能自动化实施的统一标准;第三,未来自动化设备能够满足与人的智能交互,实现智能柔性生产,可自我感知、自我分析、自我维护,建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务制造模式,满足用户高度个性化的需求;最后,智能产品具有独特的可识别性,可以在任何时候被识别,知道整个被制造过程的细节,甚至能半自动地控制智能制造的各个阶段,例如用户可以直接参与产品的设计、构造、生产、物流及回收的各个阶段。

  美的有关负责人坦言,美的空调已经连续三年每年投入1.5亿元进行自动化改造,未来在这方面的投入仍是上不封顶。在制造环节,美的空调将全面依靠自动化设备、机器人来提升人员效率和产品质量。目前,美的家用空调在国内共有7个制造分厂,2015年工人将减至2.5万人,减员后所剩下的工作量,将全部由自动化设备或者机器人完成,在一些关键零部件组装、焊接和测试等方面,也将加大机器人的应用范围。在热水器方面,美的将会按照自动化的三年规划,在装配、焊接、冲压等领域推进机器人替代人工的自动化生产。

  目前,创维在自动化方面做出的努力,不仅包括在设备方面的投入,也包括在工艺优化和产品的标准化所做的工作,目的是为今后进一步推进自动化铺路。据透露,创维将把互联网技术应用到自动化设备实时监控中,实现设备联网。同时,创维增加生产设备的自主控制,把分散的、自主的、智能化制造设备,通过网络的形式连接在一起,使其更具动态性和灵活性,以迎合客户对产品个性化、多样化、多变化的需求,在三年内,大力研发行业通用工序机器人,在彩电生产领域节省50%的人工。

  上海日立制定了新一轮三年自动化规划,主要方向包括实现泵体、总装等核心工序的柔性自动化技术突破;大规模应用国产4轴机器人和3轴自动移栽装置,降低自动化投资平均成本;智能系统向前延伸,MES系统延伸至供应商,与场内自动化系统衔接,降低库存资金和仓储物流成本。

  值得一提的是,家电企业通过与知名机器人制造商合作,在自主研发方面也同步进行。据了解,目前海尔采用自主研发+专业制造公司合作的形式,既引入全球一流的自动化资源并建立了长期合作协议,例如现代、ABB、KUKA等,又注重自主研发,全流程参与交互。海尔希望在焊接类、包装类、检测类和拿取搬运类机器人应用成熟的基础上,进一步升级紧固类、连接类等工位的探索和实施,同时更进一步探索人机协作、机机交互等智能机器人在家电领域应用的探索和落地。

作者:admin 来源:未知 发布于2019-06-06 14:12
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