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美的智能精益工厂探索人机共协 上演机器人之舞

2018-06-21 08:23 性质:转载 作者:盒饭财经 来源:盒饭财经
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在很久以前,有人提到:“未来的工厂只有两个员工,一个人和一条狗,人的工作是喂狗,狗的工作是不让人接触工厂里的任何机器。”当然,这被...

在很久以前,有人提到:“未来的工厂只有两个员工,一个人和一条狗,人的工作是喂狗,狗的工作是不让人接触工厂里的任何机器。”当然,这被看做是个笑话,它在理论上并不能成立,可它依然给我们提供了未来人机关系与工厂进化的一种思考。

今年,美的集团提出“人机新世代”战略,力图以大数据和AI为驱动,赋予产品、机器、流程、系统以感知、认知、理解和决策的能力。但这项战略如何落地?我们前往美的集团位于苏州的清洁电器事业部以及库卡机器人(上海)有限公司,从每一条流水线,看美的如何通过精益生产进行科技转型。

打造人机共协的精益工厂

“一个人一条狗”的工厂模式乍看之下堪称完美,但这却是一种低维度的人机关系,更高维的人际关系在于人机共协,两者共融共生,能够自然、直接的沟通,交互是稳定与和谐的,而非低维的粗暴沟通,甚至没有任何交互。

打造高维度的人机关系并不容易,美的的探索由智能制造切入。

精益制造为智能制造打下了坚实基础。美的集团智能制造专家曾旻介绍,美的实践智能制造的路径分为三个阶段,即传统精益工厂、数字精益工厂和智能精益工厂三个阶段。截至目前,美的集团已累计投资超过80亿元,共1500台工业机器人。

美的集团智能制造专家曾旻

“做一个简单的比喻,我们认为精益化是灵魂,数字化就是大脑,自动化则是躯干,工业互联是神经。通过这样一个有机体,可以实现柔性定制,高效、低成本、环保的制造业的模式,形成为未来美的智能制造的系统框架。”这是曾旻对智能制造和转型升级的思考,通过工业互联网的神经,将所有的制造体系有机结合起来,真正形成产业升级的效益和效果。

在美的清洁电器事业部苏州分厂,我们也可以看到智能精益工厂的样子,其制造模式穿透了柔性定制、高效率、低成本和节能环保。

此前,苏州分厂注塑车间员工采用移动式加料,每人需要负责十几台机,且效率较低,但引入全自动供料系统,集中加料后,121台注塑机仅需要3至4个人作业即可满足生产需求。

自动化运作还不止于此,美的通过开发的自动化工装,可用机器替代传统的人工作业,实现人、机、料分离,此外,通过配备机械手,取件自动化率已达到100%。

美的通过建立与运营智能仓储系统,实现了家电成品下线到出货装柜的自动化

这印证了麻省理工学院戴维·奥托的看法:环境控制极大地简化机器的工作环境,促成自动化运作,就像我们熟悉的工厂装配线一样。

在智能化方面,苏州分厂智能立体库已展现出优异效果。其核心技术包括三方面,一是智能输送物流系统,二是人机交互系统,三是智能仓储系统。

这套“成品分拣输送、堆码和智能立体仓库”一体化系统,生产数十种产品,但只有一条运输线,通过24个码垛机器人,最高可兼容640种不同品类的产品混流运输,AGV机器人会将不同产品“归位入库”,其入库能力可达到3600台/小时,每天入库量可达到4.5万台。

“立库的员工,基本都是写代码、工业自动化的员工,员工梯队有飞跃式的变化。”美的清洁电器副总经理兼研发中心总监栾春透露,生产车间生产的产品系列,小到扫地机器人、除螨仪,大到供给北美的大型产品,由此可见仓库的优异的兼容性和容差性。

不仅如此,智能仓储系统节约85%的占地面积,在投资建设环节节省3000万,每年还可节省大约500万运营成本。

整个流程的自动化和智能化辅助,不仅有效改善作业效率,减少成本开支,还降低了员工的劳动强度。

探索新人机关系

如机器人行业专家、苏州大学机电工程学院院长孙立宁所言:生产的智能化并非一蹴而就,智能制造的内涵是用智能机器加上生产过程中的信息,使用MES系统,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。如数控机器人、自动化生产线,都是集成的技术,将数字化的软实力与硬体装备的投入相辅相成,才能达至真正意义上的智能制造。

实际上,美的对于智能制造的探索在2008年就已开始,通过开展传统MES的建设提升产品品质。从2013年起,美的逐渐聚焦于一个核心六个维度的建设,即以智能精益工厂为核心、结合智能自动化、智能机器人、智能物流、智能信息化、移动大数据、物联网集成等六大关键技术应用。

2018年是美的智能制造探索第十个年头,“人机新世代”战略也让美的智能制造有了更大胆的探索。

丰田研究所首席执行官吉尔·普拉特(Gill Pratt)曾在2015年写到:“今天,几个前沿领域的技术发展正在激发机器人多样化和适用性的类似爆发。机器人以来的许多基础硬件技术,特别是计算、数据存储和通信,已经以指数级增长率得到了提升。”

美的之所以在智能制造及工业互联网方面能够快速成长,离不开软硬件的提升,也与2016年的一项决策相关:5月26日,美的集团发布要约收购库卡的报告书草案,以292亿元收购机器人四大家族之一的德国库卡94.55%股权。

这项决策直接推动美的在人机关系上迈出了一大步。库卡在机器人本体生产、工业自动化方案、系统集成等领域拥有领先技术,美的集团还整合了包括大数据、AI技术及渠道资源,以此实现技术优势与业务拓展上的共同增长,将智能制造以及人机共协理念推向更宽广的行业应用场景。

库卡机器人装配线-自动化装配(机器人造机器人)

“加上库卡松江厂扩建和广东顺德厂的建设,到2024年库卡在中国的机器人产能将达到10万台,跃居中国市场第一位,占比达25%至30%。”库卡一般工业中国首席执行官文启明表示。

这个目标当然是宏伟的,也是美的“人机新世代”战略的重要一步。

虽然有学者指出,机器人更善于处理完全坚硬并且彼此差异不大的物品,它们的视觉和触觉从来就非常原始,比人类差很多。这样的观点目前无法否认,但从美的探索人机关系的动作上,已经体验到了相当创新的变化,机器人的增长远远超过我们的想象,尤其是在智能管理及解放人力方面,足以成为智能精益工厂的模范。

美的正在变得更“酷”,智能制造所释放的能量远不止于此,机器人之舞已经上演,人机共协的趋势下,新的“大脑”正重塑生产方式,如科学管理之父泰罗所言,“让每个工人的行动都可以达到一种科学的状态”。

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