现在,铝水熔化炉和重力铸造机之间,已经有了一个巨大的半圆形分隔区,而中间固定矗立着一台动作敏捷的工业机器人。它可以“不辞辛苦、任劳任怨”地24小时不间断地工作,面对着呈半圆整齐排列的6台重力铸造机,按程序加注熔化的合金铝水。这6台重力铸造机分别需一名员工看管,在重力铸造机的一个凝固铸造流程完成之后,操作铸造机的员工在铸造机边按下一个操作链,机器人在几秒钟之内飞快地完成“在熔炉当中取铝水—送铝水到重力铸造机注液口—注液”三个程序。而同样的工作,如果由人工来做,一天一夜三个班次需要18个身强力壮的年轻劳动力。也就是说,一台工业机器人,24小时可以减少15个劳动用工。这在如今劳动力已经严重短缺的浙江,是多么有意义啊!
而在机器人完成这个过程的时候,铸造机操作员则在机器人送过来的铝水中取出少许铝水,等机器人注液完毕,铝液开始凝固之时,对重力铸造机补充注液——这是因为铝水在凝固过程中会产生体积收缩。
差不多一分钟过后,铸造机内的铝水凝固完成,铸造机顶出已经成型的铝体,一只轮毂毛坯就完成了铸造过程。
这个看似简单的过程,是国内铸造业开始走向国际水平前沿的标志,也是万丰科技的工程师们一年多时间辛苦研制出的结晶。因为机器人能定量取、注铝水,快速响应多台铸造机的要求,以及在操作过程当中每一个动作,都含有复杂的计算程序。
有了机器人参与操作,减少了操作员工与铝水的近距离接触,使得传统铸造高温的现场得到了很大改善。
而对铸造企业来说,好处在于两个方面。其一,当然是可以让高温现场员工人数减少;其二,在于机器人浇筑时,关于铝液的稳定性和数量都可以控制,因此对于提高铸造环节的品质大有帮助。
万丰科技总经理吴军对浇注机器人的开发过程印象深刻。他和万丰科技的工程师们在很长时间内都困惑于铝水在重力铸造机凝固之后产生的那个收缩量,按自动化的设计要求,这个收缩量,无疑需要机器人自动补足,但这个过程很难在机器人程序当中完成。
一开始,万丰奥特在摩轮工厂里推广浇注机器人的使用,并没有受到一线员工的欢迎。因为万丰奥特车间里的每个工位都有定额考核,试用机器人工位的员工很担心试用不顺利,会耽误他们的定额完成,影响工资收入。
但是随着时间的推移,机器人设备的优势就体现出来了,由于万丰科技的技术人员在设计上考虑得很周到,因此机器人一经安装完毕所展现出来的工作环境改善和工效提高,使得工位上的工人们可以比较轻松地完成定额,因此他们很快喜欢上了机器人,进而开始帮助工程师想办法解决凝固收缩的问题。
员工们想出来的办法简单而有效。他们让工程师设计机器人取铝水时多取一些,使得机器人倒铝水时,操作员工可以从机器人的坩埚当中直接取出补缩的铝水,用人工补缩,这个方法使得困扰技术人员很久的难题轻松地迎刃而解。
进入机器人产业
如果说低压铸造机让万丰科技无意间进入工业智能化领域的话,那么到工业机器人时期的万丰科技,就开始成规模地进入这个产业了。
工业机器人作为一个产业的发展,在全球的范围内始于20世纪60年代。
由于智能控制和工业计算机的普及,使机器人制造具备了技术可能性。到了七八十年代,由于西方的大规模生产工业非常普及,工业机器人已经开始应用于部分危险工位,最早的应用就出现在汽车制造领域。汽车制造生产流水线当中的焊接等工位,由于工作简单重复,劳动强度大,很早就使用了焊接机器人。由此相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司,其中包括:瑞典的ABB,日本的发那科(FANUC)、安川电机(YASKAWA),德国的库卡(KUKA),美国的Adept Technology,意大利的柯马(COMAU),这些公司已经成为其所在国家的支柱企业。
与世界范围内技术发展相适应,中国出现机器人技术大约在80年代。当时政府启动实施了“高技术研究发展计划(863计划)”,对机器人技术进行攻关,当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运、堆垛等型号的工业机器人攻关,其他部委也积极立项支持,形成了中国工业机器人研发的第一次高潮。到90年代,我国相继开发了7种工业机器人系列产品,102种特种机器人,实施了100余项机器人应用工程。到90年代末期,我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地,包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨工业大学的博实自动化设备有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心等。
不过技术发展只是提供了机器人应用的可能性。真正实现机器人应用的,还是像万丰奥特这样的大规模制造企业。在像重力铸造这样的工位已经成为必须被自动化替代的情况下,大规模制造带来了工位需求,而机器人能明显地提高工业效率,就使得机器人有了被工业企业使用的可能。
而更为重要的是机器人应用当中的细节问题。正如吴军提到的那个铝液补浇流程,如果没有充分的企业实践基础,科研人员是无法在实验室里就把细节考虑得如此清晰的。
在中国成为全球最大的工业化发展国家,同时劳动力价格的上升又为机器人的大规模使用打开了空间之后,机器人产业化所面临的问题就迎刃而解了。
要看清万丰科技在机器人产业当中的运营空间,我们可以来看一篇关于重庆企业机器人产业化的报道:
3月20日,中科院重庆研究院一间40多平方米的实验室。
里面堆放得满满的,全是“高科技”产品——机器人。
“我们已经有6个机器人项目,还在研发很多款不同类型的机器人。”
留法博士张祺兴奋地说。
一旁,该院机器人技术研究中心副主任郑彬脸上却露出了愁容。他说:“机器人做出来了,但‘养在深闺’,还难以走出实验室。”
研究机构“干瞪眼”,机器人产业化“无门”。
一台体型有些庞大的“机器人”,不仅“视力好”,能够进行高速、高精度光学自动定位,而且“手脚灵活”,依靠伺服控制系统能够麻利地完成LED极性分拣、三色混插、剪脚、弯脚等动作。
“这叫作‘高速LED插件机器人’,目前正在完善中。”郑彬告诉记者,以前LED行业都是手工插件,效率低、易出错,如果用机器人,就能有效地解决这些弊端。“6月份就能出样机,可以替代8~10个工人,但成本却不到国外产品的1/3。”
“这种LED插件机器人填补了西南地区在LED领域自动化设备生产的空白。目前我们正在寻找中试基地,希望与企业进行合作。但遗憾的是,至今还没有一家企业找上门来。”郑彬叹息说。
其实,受到“产业化”困扰的,并不只郑彬一人。
“我们搞机器人已经有20多年的历史了,但一直是有技术没市场,进展十分缓慢。”重庆大学自动化学院教授石为人坦言,申报国家和市级科研项目,都有产业化考核目标,但由于本地企业不接招,研究机构只有“干瞪眼”。
是企业对机器人项目不感兴趣吗?
其实不然。
3月5日下午,市经信委组织召开了机器人产业发展企业座谈会。
原本邀请了20多家企业参会,结果现场来了30多家企业,很多企业还是老总和技术负责人一起来的。不停地加凳子,会议室被挤得满满的。
企业家们之所以如此重视座谈会,是因为企业在做机器人系统集成的过程中,在部分关键技术上存在“瓶颈”,希望通过面对面交流,找到相关合作。
郑彬认为,开发机器人产品,并没有很多企业想象的那么难、那么复杂。“深圳一家企业推出的一款扫地机器人,仅去年一年的时间,就销售了60多万台,其中70%~80%出口海外,创造了2亿多元的收入。实际上,扫地机器人的技术含量并不高,但这家企业瞄准市场需求,快速实现了产业化。”
这篇来自重庆的报道,很清晰地讲述了机器人产业化当中的问题。高校的科研人员运用技术可以生产出机器人,不过因为对企业的需求了解得不够清晰,所以机器人的大规模使用,也就是产业化成了问题。这中间的差异在于企业是讲求效益的,机器人的应用,首先要解决企业在运营过程当中出现的困难,才有可能规模化。
而万丰科技由陈国栋、张水勇、章旭霞等人组成的研发团队,正是因为考虑到了铸造企业现场工位高温这样的环节,所以推出的机器人一经使用,就得到了员工的普遍喜爱。在整个机器人产业链当中,万丰科技的管理层采取了开放的态度,他们在技术上积极与哈工大以及国际上著名的机器人应用领先的ABB公司合作,才推出了我们看到的浇注机器人。
梦想
“网络智能制造是中国制造的未来,是走向中国创造的必由之路!”2014年6月13日,在以“重新想象、重新出发”为主题的2014浙商大会移动互联网峰会上,全国人大常委会副委员长、中国科学院原院长路甬祥振聋发聩地说道。
路甬祥认为,网络智能制造是制造文明的新形态,是向中国创造跨越的核心,全球金融危机、产业变革等外部经济形势和日本发展协同机器人与无人工厂,美国重振高端制造业,中国实施智能制造发展规划等大国科技振兴策略,又加快了制造文明的转型,从而推动制造技术与产业向全球网络智能制造转型。他还特别提醒民营经济活跃的浙江省,更应该抓住网络智能制造的发展机遇,依靠创新驱动发展,促进节能减排、减人增效,从而提升浙江制造服务在全国、全球产业链中的地位、价值和竞争力,打造浙江经济的升级版。
作为浙江省人大常委会副主任、浙商发展研究院院长的王永昌在大会上致辞时说,中国正处于爬坡过坎的阶段,需要新的产业支撑点和增长点。浙江是民营经济、市场经济先发之省,目前正在全面推进三名四换(名企名品名家,腾笼换鸟、机器换人、空间换地、电商换市)等发展战略性举措,浙江有望成为加快转型发展、科学协调发展的先行之省。
万丰科技正是抓住了全球智能制造的发展机遇,进入了“机器换人”这个大产业的应用环节。万丰科技现任董事长倪伟勇和总经理吴军团队,提出了企业的需求万丰科技现任董事长倪伟勇和总经理吴军团队,提出了企业的需求,由国际国内领域内专家来形成解决方案,并由万丰科技和科研机构一起来实现。这种公司化运营技术产业的形式,在万丰科技得到了很好的发展。
现在,在新昌工业园区万丰奥特产业园的周边,万丰科技有了自己独立的厂区。这片不大的厂区有四幢独立的厂房,就万丰巨大的产能而言,科技公司的规模不大,但却使得万丰科技在整个机器人产业当中有了自己的优势,它有了很多科研机构所不具备的规模试验条件,加上万丰奥特深厚的产业基础,因此很多科研机构都愿意与万丰科技合作开发新产品。
万丰科技的构想,仍然与铸造业高度相关。在浇注机器人成功投入万丰轮毂产品生产之后,万丰科技已经开始为下一步在铸造现场实现少人化开始努力。这就是万丰科技开发方向上的取件机器人。有了这个项目,万丰奥特就可以实现重力铸造工艺现场的自动化。
当然,这还仅仅是机器自动化的一个方向。重力铸造现场的少人化,对应的是国内劳动力开始稀缺的现状,机器人的应用正是为了应对国家的这个经济形势变化。随着国家大力推进“机器换人”的装备革命,以及对整个技术的掌握程度更深入,万丰科技在这样有利的大形势下,一定能有更大的市场空间和用武之地。
万丰奥特之道:开放塑造公司竞争力
万丰奥特起家时更多地属于传统制造业,因此,万丰奥特进行的低压铸造机和机器人的研制等,实际上都是万丰奥特从传统制造业向先进制造业的转型过程。
传统制造业与先进制造业之间,并不是简单的谁取代谁的关系。
这一点,我们可以从万丰奥特智能化产业与零部件产业之间的关系中清晰地看出来。正因为万丰奥特在轮毂制造当中的优势市场地位,使得万丰奥特客观上产生了对低压机和机器人的需求,衍生出了万丰奥特智能化部门的基本市场,而因为万丰奥特对轮毂业务的开放态度,使得万丰奥特智能化部门能在市场上站住脚,并得到壮大。同时,基于万丰奥特本身的需求,万丰奥特的智能化部门在生存的同时,逐步地向外扩张市场有了很好的基础。
公司的运营当中,技术部门能否脱离主业,独立寻找到自己的市场,对于企业的管理者来说是一个重大的考验。通常情况下,能自己制造低压机这样的关键设备,常常会被像轮毂企业视为公司的核心竞争力,因此被企业封锁起来,不对外寻找市场。如果万丰奥特这样做,很可能数年之后,低压机制造部门就会失去竞争力。而正是因为陈爱莲采取开放的态度,让万丰奥特的智能化部门自己在市场上找饭吃,既锻炼了万丰奥特轮毂制造的竞争力,也塑造了智能部门在竞争压力下形成自己的市场优势。