美的智能精益工廠探索人機共協 上演機器人之舞

美的智能精益工廠探索人機共協 上演機器人之舞

作者/解夏 來源/盒飯財經(ID:daxiongfan)

在很久以前,有人提到:“未來的工廠只有兩個員工,一個人和一條狗,人的工作是餵狗,狗的工作是不讓人接觸工廠裡的任何機器。”當然,這被看做是個笑話,它在理論上並不能成立,可它依然給我們提供了未來人機關係與工廠進化的一種思考。

今年,美的集團提出“人機新世代”戰略,力圖以大數據和AI為驅動,賦予產品、機器、流程、系統以感知、認知、理解和決策的能力。但這項戰略如何落地?我們前往美的集團位於蘇州的清潔電器事業部以及庫卡機器人(上海)有限公司,從每一條流水線,看美的如何通過精益生產進行科技轉型。

打造人機共協的精益工廠

“一個人一條狗”的工廠模式乍看之下堪稱完美,但這卻是一種低維度的人機關係,更高維的人際關係在於人機共協,兩者共融共生,能夠自然、直接的溝通,交互是穩定與和諧的,而非低維的粗暴溝通,甚至沒有任何交互。

打造高維度的人機關係並不容易,美的的探索由智能製造切入。

精益製造為智能製造打下了堅實基礎。美的集團智能製造專家曾旻介紹,美的實踐智能製造的路徑分為三個階段,即傳統精益工廠、數字精益工廠和智能精益工廠三個階段。截至目前,美的集團已累計投資超過80億元,共1500臺工業機器人。

美的智能精益工廠探索人機共協 上演機器人之舞

美的集團智能製造專家曾旻

做一個簡單的比喻,我們認為精益化是靈魂,數字化就是大腦,自動化則是軀幹,工業互聯是神經。通過這樣一個有機體,可以實現柔性定製,高效、低成本、環保的製造業的模式,形成為未來美的智能製造的系統框架。”這是曾旻對智能製造和轉型升級的思考,通過工業互聯網的神經,將所有的製造體系有機結合起來,真正形成產業升級的效益和效果。

在美的清潔電器事業部蘇州分廠,我們也可以看到智能精益工廠的樣子,其製造模式穿透了柔性定製、高效率、低成本和節能環保。

此前,蘇州分廠注塑車間員工採用移動式加料,每人需要負責十幾臺機,且效率較低,但引入全自動供料系統,集中加料後,121臺注塑機僅需要3至4個人作業即可滿足生產需求。

自動化運作還不止於此,美的通過開發的自動化工裝,可用機器替代傳統的人工作業,實現人、機、料分離,此外,通過配備機械手,取件自動化率已達到100%。

美的智能精益工廠探索人機共協 上演機器人之舞

美的通過建立與運營智能倉儲系統,實現了家電成品下線到出貨裝櫃的自動化

這印證了麻省理工學院戴維·奧托的看法:環境控制極大地簡化機器的工作環境,促成自動化運作,就像我們熟悉的工廠裝配線一樣。

在智能化方面,蘇州分廠智能立體庫已展現出優異效果。其核心技術包括三方面,一是智能輸送物流系統,二是人機交互系統,三是智能倉儲系統。

這套“成品分揀輸送、堆碼和智能立體倉庫”一體化系統,生產數十種產品,但只有一條運輸線,通過24個碼垛機器人,最高可兼容640種不同品類的產品混流運輸,AGV機器人會將不同產品“歸位入庫”,其入庫能力可達到3600臺/小時,每天入庫量可達到4.5萬臺。

“立庫的員工,基本都是寫代碼、工業自動化的員工,員工梯隊有飛躍式的變化。”美的清潔電器副總經理兼研發中心總監欒春透露,生產車間生產的產品系列,小到掃地機器人、除蟎儀,大到供給北美的大型產品,由此可見倉庫的優異的兼容性和容差性。

不僅如此,智能倉儲系統節約85%的佔地面積,在投資建設環節節省3000萬,每年還可節省大約500萬運營成本。

整個流程的自動化和智能化輔助,不僅有效改善作業效率,減少成本開支,還降低了員工的勞動強度。

探索新人機關係

如機器人行業專家、蘇州大學機電工程學院院長孫立寧所言:

生產的智能化並非一蹴而就,智能製造的內涵是用智能機器加上生產過程中的信息,使用MES系統,實現設計過程、製造過程和製造裝備智能化。如數控機器人、自動化生產線,都是集成的技術,將數字化的軟實力與硬體裝備的投入相輔相成,才能達至真正意義上的智能製造。

實際上,美的對於智能製造的探索在2008年就已開始,通過開展傳統MES的建設提升產品品質。從2013年起,美的逐漸聚焦於一個核心六個維度的建設,即以智能精益工廠為核心、結合智能自動化、智能機器人、智能物流、智能信息化、移動大數據、物聯網集成等六大關鍵技術應用。

2018年是美的智能製造探索第十個年頭,“人機新世代”戰略也讓美的智能製造有了更大膽的探索。

豐田研究所首席執行官吉爾·普拉特(Gill Pratt)曾在2015年寫到:“今天,幾個前沿領域的技術發展正在激發機器人多樣化和適用性的類似爆發。機器人以來的許多基礎硬件技術,特別是計算、數據存儲和通信,已經以指數級增長率得到了提升。

美的之所以在智能製造及工業互聯網方面能夠快速成長,離不開軟硬件的提升,也與2016年的一項決策相關:5月26日,美的集團發佈要約收購庫卡的報告書草案,以292億元收購機器人四大家族之一的德國庫卡94.55%股權。

這項決策直接推動美的在人機關係上邁出了一大步。庫卡在機器人本體生產、工業自動化方案、系統集成等領域擁有領先技術,美的集團還整合了包括大數據、AI技術及渠道資源,以此實現技術優勢與業務拓展上的共同增長,將智能製造以及人機共協理念推向更寬廣的行業應用場景。

美的智能精益工廠探索人機共協 上演機器人之舞

庫卡機器人裝配線-自動化裝配(機器人造機器人)

加上庫卡松江廠擴建和廣東順德廠的建設,到2024年庫卡在中國的機器人產能將達到10萬臺,躍居中國市場第一位,佔比達25%至30%。”庫卡一般工業中國首席執行官文啟明表示。

這個目標當然是宏偉的,也是美的“人機新世代”戰略的重要一步。

雖然有學者指出,機器人更善於處理完全堅硬並且彼此差異不大的物品,它們的視覺和觸覺從來就非常原始,比人類差很多。這樣的觀點目前無法否認,但從美的探索人機關係的動作上,已經體驗到了相當創新的變化,機器人的增長遠遠超過我們的想象,尤其是在智能管理及解放人力方面,足以成為智能精益工廠的模範。

美的正在變得更“酷”,智能製造所釋放的能量遠不止於此,機器人之舞已經上演,人機共協的趨勢下,新的“大腦”正重塑生產方式,如科學管理之父泰羅所言,“讓每個工人的行動都可以達到一種科學的狀態”。


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