前不久,中国(广东)国际“互联网+”博览会在佛山中欧中心举行,将智能制造的话题引入高潮。智能制造对传统陶瓷制造业来说是一个全新的刺激,也是产业升级转型的必经之路。而作为智能制造的焦点,机器人的发展趋势受到了各行各业的广泛关注。对于陶瓷行业来说,机器换人也是新常态的局势之一。尽管陶瓷行业自动化生产的程度已经很高,但整个生产线上还是存在很多环节可以让机器人来代替人们完成工作。比如,捡砖、打包、搬运等强度高的作业,现在抛光、打磨、施釉等精度高工艺也可使用机器人。随着中国建陶工业2025智能制造项目落户东鹏,吹响了陶瓷行业智能制造的号角之后,新明珠、宏宇等也把“机器换人”计划提上了日程。科达早在几年前便开始了针对陶瓷生产机器代人的研发,成为行业首家大力研发陶瓷砖包装线的企业。行业领军企业陆续为建陶行业转型升级贡献力量,在陶瓷智能化生产道路上迈进了一大步。
近几年,机器人的产区遍地开花,种类越来越丰富,人们对机器人的认识也有些“眼花缭乱”。不过,在“互联网+”博览会上的机器人展,大多数参展的都是通用机器人,并非只是针对陶瓷行业的专用机器人,所以,很多从事陶瓷行业机器人的企业并未参展。今年陶瓷行业不景气,加快企业产业转型升级、提升智能制造水平显得尤为重要。机器人作为智能制造的载体,随着其在陶瓷行业扮演的角色戏份越来越重时,需要人们静下心重新定义行业和机器人的关系,为自身量身定制最合适的机器换人方案。
陶瓷行业急需产业升级
今年,陶瓷行业发展道路变得艰难起来,有些企业如履刨冰,一不留神可能被行业大潮给淹没。在这种形势下,一些技术功底深厚、服务体系完善的上游企业或许能够坦然面对;一些品质高、口碑好,拥有知名品牌的陶瓷企业或许也能安然度过。但是,在这个过程中,也需要企业不断地创新、积极地进行产业升级,这样才能在行业大洗牌之后以不可动摇之势立于行业新常态之中。
陶瓷制造业是急需产业升级的行业之一。自始以来,陶瓷厂都以“三高”著称,对环境的污染终究会影响人们的日常生活,而陶瓷工厂也是职业病的高发区,机器换人对于陶瓷行业来说绝对是一件一举多得的事情。
1、成本比较
首先,机器人的使用节约了人力资源成本,解决了陶瓷厂招工难的问题。机器人不但替代了工人们的三班倒,工作效率方面还大过于一个人。佛山市小伙伴科技有限公司(以下简称:小伙伴)董事长王飞说,新型捡砖机器人在设计上考虑到这个成本问题,包括它能给客户带来多大的效益,预算出多长时间帮助客户收回成本。王飞继续说,搬运、捡砖机器人是粗放式的、比较简单的,不像一些很从事精密工序的机器人,所以,制造成本相对不是很高,机器人捡砖跟过去的相比工作量加大了,但是它的寿命比以前还要长,不像那些高精度的仪器,磨损后偏差就比较大。如果企业大批量生产的话,后期生产容易出现问题。现在推出的这款机械手接近机器人,它就像一个人站在那,把两只手伸开,两只机械手臂做一组连贯性的动作。并且,以前的砖架都是需要固定的摆法,现在的摆法是很随意的,并且,成本小于两台机械手。
如果要计较到底能节约多少成本,那就太肤浅,机器换人不仅仅为企业节约了人力资源成本,还提升了工人的生活质量。随着社会的进步,人们会越来越注重生活品质。陶瓷厂本来就是一些环境差、劳动强度高的工作,以后花钱估计都很难请到愿意去工厂干活的人。机器换人,虽然一次性投入大,但是节约了人力资源成本,减少了内部纠纷问题,更重要的是让工人们更好的工作。有了机器人代劳,减少了体力强度,也不会强制性要求人们加班,减少了工作时间,生活中人们自由安排的时间就增多了,可以多多陪家人。所以,机器换人,利于企业又利于工人。
然而,关于成本问题,也有不同的看法。
广州普华灵动机器人技术有限公司董事长刘家昶表示,机器人和陶瓷行业结合点还不明确。现在机器人还没有进入陶瓷行业,不能确定机器人该如何跟这个行业打交道。机器人的种类很多,陶瓷行业只是机器人服务的其中一个领域,机器人必须了解这个行业的生产流程和工艺,为行业做出相适应的机器本体、软件编程、操作系统等。现在是第一步要做的,就是懂得陶瓷产业的流程,工艺,生产特点,在机器人的设计上做出适应性的变化。喷釉,搬运、码垛、包装、捡砖等不管哪个品类,都应该关注陶瓷行业生产特点、工艺特点、技术特点,来对机器的本体、传动件做出相应的改变。所以说,机器换人并不是带动陶瓷行业升级,而是和陶瓷行业一起成长,机器人只是陶瓷行业生产手段之一,以至于现在还不能谈成本,为时过早,没有意义。
不管能不能节约成本,机器人进入陶瓷行业对传统陶瓷制造业向智能化生产进军都是具有促进作用的,这也是未来的科技发展的必然之势。社会的发展浪潮,也一定会让好的东西遗留下。
2、利弊之谈
佛山市新合龙智能装备有限公司(以下简称:新合龙)是佛山市新鹏工业服务有限公司投资的一家专业生产机器人的企业。新合龙副董事长李孟龙介绍称,陶瓷行业本身在国内就是高耗能,高排放,重体力,人海战的代表,尤其在现在行业洗牌的关键时刻,每家工厂都面临人口红利的消失尴尬局面,被淘汰的企业都是传统型生产企业,优秀的企业早已提前布局,为未来做打算,以东鹏和新明珠为例,他们已有自己的升级改造计划,自己也与众多的自动化公司合作,并不断从社会上吸取行业外其他自动化专家的建议和设计方案,来完善自己,机器人的使用也在他们的规划之类。管理设备总比管人简单,而机器人有许多是人不能胜任的。一个劳动强度,工作环境;再一个是质量控制的稳定性,尤其在流水线连续生产的模式下,更需要机器人精准的工作。从投入上计算一般一年半到两年即可回收成本,同时国家对企业技术升级改造有最高达30%的扶持,这对陶瓷行业是何乐而不为事。 #page#
3、政策扶持
通过对购买机器人的企业给予不同程度补贴的方式,来促进传统产业大量使用机器人,一方面实现了传统制造业的升级,另一方面促进了大量机器人的普及,推广了机器人技术的使用。新合龙李孟龙介绍,为配合国家工业发展方向和政策,为稳固推进机器人行业健康发展,国家已出台相关扶持政策。拿佛山市来说,就已出台《佛山市扶持企业推进机器人及智能装备应用实施方案》明确提到对于购买单体机器人及自动化控制设备进行智能技术改造的都有15%的补贴。此外,还将对企业开展智能化改造、机器人应用等关键技术、共性技术攻关并实现产业化的项目,智能制造公共平台项目以及优质的增资扩产类智能化改造项目给予支持。扶持政策明确是引导和鼓励企业利用先行装备进行技术改造和加快产业升级转型,企业要根据自身的现有制造业水平,由点到面,科学评估,而不是一窝蜂,目标是全面提升制造业综合实力。推广机器人的正确使用大致要考虑五点:第一,机器人代替人的必要性,是否能代替人连续完成该工序,同时做的比人做的质量好,第二,是否能用于实际生产现场连续作业,而不是实验室状态,让企业能迅速承接,第三,企业投资是否能尽快回报,第四,该机器人集成技术方案是否在行业内领先,低级的实验室方案无法让企业享受科技回报,企业花钱仅得名。第五,企业要谨慎考察选择机器人集成商避免错误投资。
4、使用情况
在中国(广东)国际“互联网+”博览会上,佛山陶瓷产业联盟投资有限公司与成都电子科技大学智能制造研究院签订了战略合作协议,助力陶瓷企业提升智能制造的水平。在互联网+时代,佛山很多企业已经率先迈出了第一步:东鹏的建陶制造2025、新明珠的两化融合贯标试点、蒙娜丽莎的国家认定企业技术中心以及先进能源管理中心和乐华集团的全自动化智能化的机器人应用等。
抓住产业升级的机遇
在行业大洗牌之时,抓住机遇,积极进行产业升级也是应对严峻情形之策。新常态下企业要及时转型、升级,要跨越传统生产技术的禁锢,面对复杂多变的经济形势,顺势而为,优化产品价格体系、提升生产技术水平,积极应对才能找到生机。当然,在这个过程中,也免不了产能落后的企业被淘汰。所以,能否抓住此次此次产业升级的机遇对陶瓷企业来说,也是至关重要的。
1、科达开始信息化改造
在今年的广州陶瓷工业展科达展位上,广东科达洁能股份有限公司(以下简称:科达)工作人员曾在现场演示了智能管控一体化系统的工作方式,在操作界面显示了两家合作客户,合新创展抛光线车间和金意陶窑炉车间传回来的实时监测数据图,相较去年在展会上展示的这套系统有了质的飞跃,受到了国内外客户的一致好评。
科科达早在三年前就开始进行物联网技术的应用研发,试图解决陶瓷生产从原料、成烧到产品全过程生产设备的智能感知。科达针对陶瓷生产车间仓储搬运环节,推出了可代替人工叉车的磁导航叉车型AGV,它可依据操作台指定路径,通过磁轨导航,对瓷砖等物品进行自动装卸搬运。而在企业自身的生产方面,科达在窑炉生产车间引进了焊接机器人,对窑架、钢结构都可以实现自动焊接,提升了加工精度及焊接质量,产品的稳定性也大大提高。机器人等自动化设备能很好的解放初级人力使企业效率得到提升,但它并非智能制造的终点,科达副总裁武桢指出,自动化只扮演了未来企业能够存活下的来很局部的动作,把制造搞好不是难事,难的是建好一个完整的体系。在产品-制造-物流-消费者这条链上制造只是一点点!但却是消耗企业资源最大的点!
工业4.0是一种不断积累之后的结果,每个国家都会有自己不同的演绎。但是从目前国内建陶行业的现状来看,生产制造方式在短时间内不会发生革命性的变化,信息化改造应当成为当下陶瓷企业推进智能制造最现实的选择,也是中国陶瓷2025的起点。
2、新明珠采用机器人生产
2015年7月,新明珠禄步工业园第一台码砖“机器人”投入试运行。新明珠陶瓷集团(以下简称:新明珠)副总裁简润桐曾表示,这次使用的机器人只是新明珠智能制造的一部分,大家所理解的机器人是机器替换人,这在几年前自动化生产已经分步布局。“现在的机器人主要运用在干重活。是在陶瓷墙地砖生产的末端工序,让码垛机器人等设备实现能够自动识别不同颜色编号的产品,并进行自动分选、打包、码垛。”对比人工,这一机器人在工作效率、降低工人劳动强度、保障生产安全上都有优势。简润桐介绍,一个机器人可以等于6到8个工人。使用机器人后,在安全防护各方面例如不够力气、或者搬砖砸到脚等情况都可以排除。成本方面,虽然一次性购买一条生产线自动分选、打包、码垛的机器人系统价格高昂,但随着招工难度和人工成本越来越高,“初步预计三年可以收回这个机器人系统的投入。”“目前新明珠的这个机器人处于调试阶段。运行一段时间后,我们会整体评估投入产出的情况,然后继续增加投入机器人。”简润桐认为,当前陶瓷行业面临的新常态,毫无疑问是行业纷纷开展自动化改造的主要动力之一。
同时,在7月份的媒体研讨会上,新明珠副总裁简润桐、副总李重光纷纷阐述了传统制造业如何在新常态下与城市化、现代化、信息化、互联化有效融合、如何确保企业持续健康发展,在转型提升中如何实现新的跨越与突破等观点。简润桐在会上谈到:“陶瓷市场的竞争非常激烈,新明珠上半年围绕品牌建设、产品开发,在终端营销市场等方面采取了系列措施。”李重光认为在这种背景下,新明珠的发展需要通过结构调整,转型升级,使得企业走向更高质量更可持续发展的新常态。工业革命4.0,旨在通过移动互联网、云计算、互联网、大数据等新一代信息技术在制造业的集成应用,将制造业推向智能化。只有整合资源、结合企业自身优势,自动化、智能化工厂的目标一定能够实现。同时,董事长叶德林也希望中国陶瓷行业能站在整个世界里面,站在世界同行前列,能够带领整个陶瓷行业的水平往自动化水平更高的方向去发展。
工业4.0时代已经到来,能否抓住此次产业升级对新明珠来说既是挑战也是巨大机遇。
机器换人的发展趋势
工业机器人在陶瓷行业的应用,在国外已是一个较为成熟的技术。陶瓷行业现阶段的机器换人,主要是代替人从事繁重的体力劳动,把大量的产业工人从生产一线解放出来。而随着陶瓷机器人产业的发展,下一代用于陶瓷行业的机器人将更加智能化。机器人企业将加大人工智能技术研究,推动语音识别、图像识别技术突破,推动高精密度传感技术突破,推动机器深度学习,促进信息处理技术的集成创新和机器大脑技术突破。对于陶瓷行业来说,机器人产业还是刚刚开始。只不过,照着这样火热的速度发展,未来陶瓷行业说不定会有更多的领域让机器人代劳完成。
并且,现阶段主要研发陶瓷行业也机器人的企业未来也有可能涉及更多行业。新合龙李孟龙称,现在以陶瓷工业机器人为切入点,以后机器人的运用必将涵盖更多的领域,比如民用食品工业,航天及军工领域等。
1、喷釉机器人将受宠
施釉是指利用干燥坯体的吸水性使泥浆状的釉料粘附在坯体表面上,喷釉是利用压缩空气将釉浆通过喷枪或者喷釉机喷成雾状,使之粘附于坯体上,喷枪与坯体的距离、喷釉的压力、喷釉的次数以及釉浆的相对密度等决定了釉层的厚度。同时由于喷釉出来的釉层厚度比较均匀、易于控制,因此容易实现机械化和自动化。施釉是陶瓷生产中的一个重要环节,也是陶瓷生产中较易实现自动化的环节。国外大多采用机器人进行喷釉,但是国内应用尚未普及。长期以来,我国的喷釉工序主要靠手工完成,其作业环境恶劣,劳动强度大,质量差,生产效率低,品质难于统一性。喷出的雾状很容易被人吸入,长期以往会对人的身体造成严重影响。随着社会的发展,人们对物质文化生活需求的日益增长,及对生产工人的健康保证,对陶瓷生产提出了更高要求,用机器人代替人工喷釉已成为陶瓷生产的发展趋势。
2、带动机器人产业升级
陶瓷行业使用的机器人智能化程度还不是很高。第一代机器人只需通过示教存储信息,工作时读出这些信息,向执行机构发出指令,执行机构按指令再现示教的操作,广泛应用于焊接、上下料、喷漆和搬运等;第二代机器人是带感觉的机器人,机器人带有视觉、触觉等功能,可以完成检测、装配、环境探测等作业;第三代机器人即智能机器人,它不仅具备感觉功能,而且能根据人的命令,按所处按所处环境自行决策,规划出行动。目前,在陶瓷行业中使用的90%以上的机器人都属于一代和二代机器人。随着陶瓷行业慢慢与智能化接轨,陶瓷行业的机器人也会随之产业升级。
结语
陶瓷行业的自动化水平已经在快速提升中,在行业大洗牌的格局下,陶瓷企业转型升级、跨界整合的任务紧迫而艰巨。机器换人促使了传统陶瓷制造业产业升级,加快了陶瓷行业向智能化生产进军的步伐。工业4.0时代已经到来,陶瓷企业要抓住机会转型升级,将产能落后的生产转变为更加智能化、精致化的产业。#page#
延伸阅读:机器人的认识误区
机器人能够真正融入陶瓷行业,需要陶瓷企业人士对其重新的认识。
1、机器人和机械手
机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。对于机器人的定义,每个领域有每个领域的看法,但比较一致的是:机器人是为人类服务的,它的任务是协助或替代人类的工作,特别是环境差、强度高或是危险的工作。在上个世纪初期,机器人就已经诞生,那时候还是简易的机械手,随着科技的发展以及人们的想象和创造,机器人的应用面也越来越广,智能化越来越高,以至于科幻小说中充斥着不少“人机斗争”的故事。中国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类:工业机器人和特种机器人。陶瓷行业使用的机器人应当属于工业机器人,是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。机械手相对机器人传动件数量少些,架构简单,专一性性强。
机械手属于工业机器人的一个重要分支,用来代替人们繁重的劳动。机械手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度,也就是说,机械手的最大优势是可以重复并且不间断地做同一动作,不会像人一样会有感觉到累,也不用休息。机械手臂在陶瓷行业的应用越来越广泛,动作的设计也越来越贴近人类的手臂动作。机械手不仅可以通过编程来完成各种预期的作业,还在构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。自由度是机械手设计的关键参数,自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂,越贴近于机器人。一般专用机械手有2~3个自由度就够了,在生产中代替人们完成大批量、高强度的工作。除了陶瓷制造业,汽车制造、 舰船制造及某些家电产品等制造业都可以利用机械手减轻人们的负担。
近期,小伙伴科技有限公司推出了一款类似机器人的捡砖机械手,小伙伴董事长王飞介绍说,以前的捡砖机械手都是单机械手臂捡砖,现在可以做到双机械手臂同时捡砖,相当于两个人的工作效果,外形就像一个人站着张开了双臂,而且成本比两台单手臂的机械手低,并且所占面积也不需两台机器的空间,因为传统陶瓷生产线并没预留充足空间换机器人装备,所以,从事于陶瓷行业机器人的企业必须还要考虑到这个问题。
而新合龙智能装备有限公司董事长李孟龙表示,现阶段新合龙机器人涵盖了陶瓷厂生产线中多个工段及工序,代替传统人和传统机械。例如压机出砖坯进窑前快速分拣,窑尾拣砖,抛光线上下砖,尺寸平整度分级快速拣砖,包装等快速搬运等。
机器人的动作不像机械手,不是单一重复,根据编程不同可以做不同的动作,智能化程度更高,但这并不意味着机器人比机械手更好用,需要依据工作性质来选择。比如捡砖、搬运这类耗体力又没什么精度要求就没必要使用一台具备感知能力的智能化机器人,而喷釉、打磨、抛光这类有多个动作变换并且有一定好坏的要求,就可以使用机器人。
2、机器人和人
机器人并不是长得像人的机器,只是被赋予了人的特性的工具。机器人是一种自动化的机器,虽然这种机器具备一些与人或生物相似的智力能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协调能力,但谈论起来不要局限于只是那些科幻电影出现的类人机器人,陶瓷行业等制造业所用的机器人大部分是用于生产,是减轻人们工作的工具。
关于人机斗争的话题也是层出不穷,但很明确的一点:无论是机器人还是人机斗争的话题都是人为制造的。就像机器人在陶瓷行业的运用一样,它并不会使工人失业,它只是减轻人们的工作负担,提升人们的工作质量,代替人们做一些他们不愿意去完成的工作。而机器人和人根本不能相提并论,机器人不能取代人类,人类也不能过度依赖机器人。不过,现阶段陶瓷行业机器人发展才刚刚起步,还谈不上对机器的过渡依赖。
3、机器换人和无人生产
“机器人并不是万能的,不是说用了机器人、机械手就不需要人在车间”,小伙伴王飞强调,这只是为了让人们的工作得更加轻松,并且对人的身体素质要求也没有以前那么高,工人的工资和时间安排都更合理,也会减少加班、夜班等情况。
陶瓷行业,污染多,工作量大,机器人无疑是这些一线工人的救星。但是机器出了故障还是要人来处理,有时候还需要人来发现。所以说,对这个机器换人的认识一定要清醒:并不是有了机器人,人就没事可做!机器人只是协助人们完成工作的工具,企业负责人也千万要认识到这一点。只能说,以前三个人完成的工作,现在一台机器人可以完成,但这三个人中至少留下一人监督并协调机器人的工作。这样,对企业来说,节约了人力资源;对工人来说,工作不那么累了,休闲时间也多了,也更愿意工作了。
所以,陶瓷企业的负责人注意了,机器换人,可不要把人都换走了。毕竟,机器人是人类创造的工具,虽然比用人省事,但人的作用还是无可替代。
(责任编辑/唐永谊)