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《經濟觀察報》整版贊三一:用機器生產機器

來源:全球起重機械網??人氣:2189
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     10月18日,經濟觀察報整版刊發文章《北京昌平的一座黑燈工廠:我國企業正在用機器出產機器》,對三一樁機工廠獲評國際燈塔工廠進行深度報導。報導稱:在我國,黑燈工廠現已不再逗留于概念,而技能正在讓人和機器的人物在車間內重置,這家工廠在兩年多的時間里以出其不意的速度面目一新,成為我國億萬計的制作企業中智能化水平最高的車間之一,并將作為三一后續工廠智能化改造的起點與標桿。

    報導全文如下:

    2021年9月29日,北京市昌平區南口鎮李流路。走進三一重工南口工業園一號工廠,四萬平米的偌大車間中,現場作業人員不過十來人,而這些作業人員的人物也不是人們熟知的流水線上的工人。一些高達3米多的機器人擺動著手臂,在代替他們夜以繼日地“上班”。過去,這兒的工人曾一度達到1000余人。

    這可能是我國億萬計的制作企業中智能化水平最高的車間之一。就在半個月前,它剛剛被國際經濟論壇評為全球重工職業的首家“燈塔工廠”。

    那些擁有巨大身軀的數百萬噸級的旋挖鉆機就是從這兒出產并運往國內市場和海外。多種類、小批量的出產特點給這個工廠的智能化帶來了很高的難度,但雖然如此,這家工廠依然在兩年多的時間里以出其不意的速度面目一新。

    三一集團董事、高檔副總裁代晴華主導三一集團多達三十多個工廠的出產智能化。大約在三年前,這家機械巨子開啟了一項巨大一起價值不菲的智能化改造計劃,昌平的這家工廠僅僅一個起點,三一計劃后續將這家工廠智能化經驗移植到更多的工廠。

    三一集團的創始人兼董事長梁穩根旗幟鮮明地提出數字化變革。數天之前,他在一次會上判別說:“咱們以為智能制作是三一作業開展的一個良好的時機和基座,而且它是一種非常新的工業文明。智能制作將深刻地改動人類社會,改動這個國際。”“工業機器人的技能和本錢、工業互聯網、5G等要素,現已讓制作業的深度數字化和智能化變成了現實。”代晴華以為。

    代晴華有一個明確的預言:三、五年之后,我國很多的工廠,包含那些中小規劃的工廠,都將經歷一番智能化帶來的明顯改動,一些平臺性的工業互聯網技能的開展,將會使這一切以一種越來越“輕松”的方法完結。

    或許有些觀念的確需求更新了:在我國,黑燈工廠現已不再逗留于概念,而技能正在讓人和機器的人物在車間內重置。

    “海陸空”機器人

    從西邊進入一號工廠內部,是部件配備和主機安裝出產線。不同于從前的流水線,這兒的產線由一個個“作業島”組成,這些作業島既互相獨立,也經過一些移動機器人(AGV)互相聯絡。

    在一個作業島中,長著一個巨大“抓手”的桁架機器手(不同于關節臂機器手的別的一種機器手),經過安裝在機器上的眼睛——攝像頭,來尋覓和確定數噸重的工件在半空中的精準方位,并進行抓取,再將之與十多噸重的桅桿完結精確對接。

    三一重工智能制作研究院院長董明楷在車間內介紹,桁架機械手就像機床相同,也是利用數控設備精準辨認方位并進行精準抓取,它的精度在毫米級,這就像操控一臺機床相同操控安裝進程中的每一個方位、每一個動作。不同于電子廠中固定且方位很低的攝像頭,這兒的攝像頭是移動的,且高度很高,一起,空曠的廠房內不斷改動的光線,這些都對目標物的精準辨認帶來了更大的挑戰。

    “先拍照,再做修正,這兒的視覺包含2D和3D,2D是平面的,3D還會辨認它的輪廓,知道這個方位在別的一個截面還是別的一個平面,所以能夠精準辨認。拍完照并算出方位后,體系會輔導機械手怎樣抓取,抓取的速度要求慢且平穩,這都需求操控。”董明楷說。

    人們熟知的汽車職業、3C、家電等職業,也在必定程度上完結了自動化安裝,但區別在于,和工程機械比起來,它們的工件小,且為批量化出產。關于一臺巨大的鉆挖鉆機來說,車間的攝像機達不到必定高度就拍不全每一個工件,但高度高了,精度又簡單達不到,這對視覺辨認的精度要提出了很高的要求。

    桁架機器手的旁邊是別的兩臺關節臂機械手,它們互相配合,互不干涉,董明楷將下面的兩臺機器手成為“陸軍”,空中的桁架機器手則稱為“空軍”——至于“海軍”,則是指地面上來回穿梭于不同作業島的AGV,經過AGV將上一個作業島的中桅桿馱到現在的工位,在這個地方自動上下料,跟兩頭的變位機協同完結裝甲,海陸空三軍如此在這個島內協同作戰,完結這個環節的安裝。

    這個面積4萬平米的工廠,在2021年出產了價值78億元的樁機設備,比2019年增長了59%,這一切都是由大大小小的數百臺機器人在這個廠房內“創造”。數百萬噸級的旋挖鉆機從這兒運往我國國內以及海外的高層樓宇以及橋梁等建筑工地。

    “工廠里有8個柔性制作工程中心,10多條自動化產線,375臺大型設備,其中機器人超過150臺,現在還在不斷升級改造。”董明楷介紹說。

    9月27日,國際經濟論壇正式發布新一期的全球制作業范疇“燈塔工廠”名單,三一重工北京樁機工廠成功當選,成為全球重工職業首家獲認證的“燈塔工廠”。

    三一集團董事、高檔副總裁代晴華以為,“燈塔工廠”本質上即智能制作,是遵從于第四次工業革命提出來的以柔性制作為根底的出產方法。勞動者在農耕年代是重體力勞動,蒸汽機的發明以及電器化年代讓重體力勞動變成了輕體力勞動,智能制作在數字年代將進一步解放了勞動者。燈塔工廠讓人和機器之間形成了一種協同聯絡,而不僅僅是體力的代替聯絡。

    代晴華主導這家企業集團海內外多達三十多個工廠的智能化升級。大約在三年前,三一集團在內部發動了一項推進智能制作的數字化變革,并投入了高達一百幾十億元的資金。

    從2019年開始規劃到2020年投產,這個樁機工廠克服了很多的問題。“這樣的工廠有必要選用柔性制作,”董明楷說,“由于單臺價格高,整個工廠一年產值大約也就是兩千多臺,是典型的多種類、小批量產品,有幾十個種類,有的類型,比方235類型或許285類型,一次下線至多五、六臺,這么小的批量,機器人要用不同的工樁去做,怎么去做適配,也考驗能力。”

    產線之所以不稱產線,而是改成“作業島”,這就是為了愈加靈活地適配出產而形成的出產單元。每個作業島相對獨立,根據分配的工序靈活配置,并經過移動機器人完結作業島之間的物流聯絡,以完結使命的實時組織,使出產更具備靈活性。

    怎樣做出一家黑燈工廠

    代晴華回想起三年前這個工廠的樣子。在2018年改造之前,車間里的現象一眼看去雜亂無章,堆滿物料和各式各樣的東西,彼時廠房內沒有任何設備的互聯。

    2018年5月1日,根據三一集團的部署,這個工廠給工業互聯網服務平臺“樹根互聯”遞交了一項使命,即需求將車間內很多的“聾、啞、傻”的老舊設備,進行智能化改造。“聾、啞、傻”意謂這些設備既沒有數據輸出,也不能說話,也聽不懂什么指令,代晴華將之稱為工業1.0版別。到2019年,三一完結了對集團各工廠各類設備的銜接,一切設備的全體利用率提高了100%。

    代晴華說到,我國的機床實踐均勻利用率有23%。2019年他參觀了中航最先進的機件工廠,利用率能夠達到83%。“83%是過去30多位院士做了很多的作業,三一沒有這樣集中的頂尖資源,但也很快提高到了67%。”代晴華說。

    代晴華以為,在三一眾多的工廠中,這個工廠在規劃上算是中小型,這能夠給我國的大部分中小規劃企業帶來啟示。在2020年舉行的烏鎮國際互聯網大會上,代晴華做了一個大膽的預測,他以為,在三到五年內,我國的中小企業普遍都能夠運用工業互聯網,5G技能將給智能制作帶來巨大的改動。這一切都將不再逗留于設想。

    “未來的很多中小企業,4G、5G的開展將給工業互聯網帶來巨大的好處。它們不需求自建機房,聘任專業的IT人員,小企業乃至運用手機就能完結對設備的辦理自己的設備,這背面,一些大型公司的工業互聯網的“根平臺”能夠為這些中小企業低本錢提供智能制作的作用應用,提供老練的工業APP。”代晴華說。

    在變身黑燈工廠之前,這家工廠有1000多名職工,其中有大約400名焊工。

    “像轉桿上面的工位對接焊口,在出產很忙的時候,其中的兩位焊接工人就成為了重點保護目標。這兩位工人有必要加班加點作業,否則整個工廠出產不出來了?,F在機器人則將他們的技能轉移到了軟件當中,他們則轉而學習機器人的操作,機器人的性能在人機磨合中不斷得以優化,經此改動,這個工廠的中心焊接工序產能獲得了數十倍的增長。”代晴華介紹。

    這家工廠位于北京西北市郊,在這個寸土寸金的城市,人工的本錢相同昂貴,更要害的是,如同我國一切城市的制作車間相同,技能工人的招工變得越來越難。代晴華坦言,在北京這樣的地方做制作業,唯一的出路只能是機器代替人、出產辦理智能化。人工本錢的開銷以及招工自身的難度,這是制作業的普遍問題,不是某一家工廠能夠解決的。

    不止北京,十年前三一在上海也建了一個廠,上海市政府部門負責人問彼時的代晴華怎么應對大城市的本錢和人工問題,代晴華的答復是,他們用300臺機器人代替了600名工人。

    “北京的這個工廠現在也用了數百臺機器人,但未來可能會更多,以代替很多的勞動力和企業開展的問題。”代晴華說。

    不過,機器人相同需求本錢,這也是工廠智能化改造中不得不面對的問題:讓機器人進場,從養人變成養機器人,企業就能夠負擔得起嗎?

    代晴華的答復是肯定的:就像餐廳中現已呈現機器人送餐、酒店運用機器人服務相同,機器人是我國制作業轉型的一個重要東西。而且,關于中小企業來說,這是能夠接受的本錢。“機器人價格在逐年下降,現在現已比十年前有了大幅下降。十年前一個機器手要30-50萬,國產化機器人年代的來臨,會將機器人的價格降到10萬元以下。”代晴華說。

    眼前的這家黑燈工廠看起來遠不是這家工程機械巨子為了“展現”而樹立的“示范工程”,三一在打造這樣的一家工廠之前曾對本錢進行過考量:代晴華說,雖然數字化改造的總開銷達到一百幾十億元,但分解到每個單元依然是能夠接受的。以在北京的本錢為例,一位工人工本錢加上五險一金和福利,基本上要20萬人民幣,三年靜態本錢60萬,動態還不止。機器人廉價的大約10多萬,貴的60-70萬,一個機器人作業站造價廉價的五六十萬,貴的一百多萬,算下來一般三年左右能夠收回工廠改造的費用。

    雖然機器人代替了流水線上的工人,但新式的工廠意味著需求新式的工廠人才:他們既需求懂工業技能,又要懂軟件,還要熟悉業務流程。董明楷介紹,三一為此花了很大的力氣,既做內部培育,也包含人才引進。

    過去三年中,這家公司從阿里巴巴、騰訊、百度、華為、京東等互聯網公司以及西門子這樣的知名國際公司發掘了很多IT和其他相關高端人才,其智能研究總院的大部分人才都來自于IT范疇或許工業企業。

    董明楷自己即是從西門子過來。他以為,三一的幾十個工廠雖都屬于傳統制作業,但這家公司自身具有較好的根底,并提供了一種讓數字化技能在這兒進行改造的良好環境。

    全面的改造

    代晴華說到,一年前,燈塔工廠在發動建造之后,舉行了一項巨大的訓練計劃,給他留下留下深刻印象的是,不管是工人還是工地人員,都要學習機器人操作作業。為此,三一集團在長沙三一工學院專門成立了機器人訓練基地。為鼓舞職工學習機器人操作的積極性和成效,該公司制訂了可觀的獎勵性政策:工人學會機器人作業,就能夠獎勵一萬元,薪酬也能夠上漲一級。

    訓練的作用是明顯的,工人的技能得到大幅的提高,凡在出產現場的工人,90%以上都會操作機器人,三一智能工廠作業的水平也得以大幅的提高。但一起也呈現一個伴生的現象:這家公司的許多智能制作人才,開始被外界重視并以更高的“誘惑”“挖”走。

    三一計劃,未來將其分布于全球的30多家工廠,最終一個一個悉數升級到像樁機燈塔工廠相同的水平,一起這家樁機工廠也還要繼續不短優化,使其制作的進程愈加地流通,對人的依賴越來越少。

    代晴華以為,從訂單到最后的交付全流程,制作業的決議計劃進程能夠做到愈加智能化。

    為什么要不惜價值在整個集團進行這一長年累月的變革?

    數天之前,在一次會上,三一集團創始人兼董事長梁穩根判別說:“咱們以為智能制作是三一作業開展的一個良好的時機和基座,而且它是一種非常新的工業文明。智能制作將深刻地改動人類社會,改動這個國際。”

    代晴華表明,除去招工難、以及人工本錢的考量之外,制作企業也不得不考慮外部環境的危險。事實上,做智能制作也在幫忙抵御經濟、政治壁壘添加的國際貿易環境。2020年之后,疊加新冠疫情這樣的突發事件,國際貨運本錢驟增,這些要素都給國際貿易帶來了挑戰,對一家逐步走向國際的我國制作企業而言,外部環境改動的影響在加大。

    代晴華還說到,工程機械是周期性產品,智能制作也在必定程度上對沖了周期帶來的危險。“上一個周期中,在銷售旺季時,出產高峰需求很多招聘工人,低谷則又要很多解聘工人,這給企業帶來巨大的負擔。那時候三一集團的職工7萬名,其中5萬多人是工人。智能制作讓咱們對工業的掌握不再依賴于人力,這個周期,咱們的銷售額是上個周期的一倍以上,達到1368億元(2020年),但工人的數量在大幅削減。如果未來3000人能夠完結3000億元的產值,那基本上企業不會再受周期的影響。”

    三一對海外工廠的改造計劃現在現已進行了規劃。代晴華泄漏,包含美國工廠在內的海外工廠都將選用這家燈塔工廠的方法來進行建造。

    這樣一個的黑燈工廠,其規劃和建造完全由三一集團內部的力氣完結,并沒有倚賴外部單位的幫忙。

    代晴華說到,幾天前,他所在的作業組評審三一美國工廠提出的一個計劃,該計劃涉及的智能化改造由當年的日本專家做出,但代晴華發現,和三一現在在北京的這家燈塔工廠比較,前者現已開始掉隊。“他們的計劃中,光是辦理人員,就是咱們規劃辦理人員的3-5倍。”

    但關于我國工廠眼下的智能制作道路而言,并不是沒有BUG。代晴華坦言,現在制作業智能化真的問題還是工業軟件,現在國內運用的軟件主要還是來自美國、德國等。

    代晴華說到了云原生技能。“要對這些軟件進行代替,咱們也找到了方向,新一代云原生技能給咱們帶來了時機,這讓咱們在構建新一代工業軟件上具備了后發優勢,不管是制作進程操控,5G云化操控,咱們的云核算都是同一起跑線,乃至在某些范疇還能夠做到搶先。中心在于,這些復雜的工業軟件要轉化成云原生的工業軟件,還需求投入很多的人力物力,還需求我國一大批高檔人才來作出共同的盡力,這個是咱們面對的最大的挑戰。”他說。

    (本文轉載自三一集團)

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    三一 用機器出產機器

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