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中國(guó)式人機(jī)協(xié)作

2015-03-04 14:23 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:財(cái)新網(wǎng) 來(lái)源:財(cái)新網(wǎng)
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在ABB機(jī)器人精密組裝工程中心負(fù)責(zé)人張暉看來(lái),中國(guó)工廠的自動(dòng)化應(yīng)用有自己的特色。過(guò)去幾十年,歐美企業(yè)和日本企業(yè)一直在追求全自...

  在ABB機(jī)器人精密組裝工程中心負(fù)責(zé)人張暉看來(lái),中國(guó)工廠的自動(dòng)化應(yīng)用有自己的特色。

  過(guò)去幾十年,歐美企業(yè)和日本企業(yè)一直在追求全自動(dòng)化、無(wú)人工廠,最近幾年人機(jī)協(xié)作也頗為流行。對(duì)于人機(jī)協(xié)作的意義,英國(guó)機(jī)器人技術(shù)研究公司Shadow Robots的里奇·沃克(Rich Walker)曾表示,“能夠安全地將機(jī)器人從安全防護(hù)網(wǎng)中移出、使其與人類(lèi)合作,是業(yè)界一大巨變,這意味著你可以讓強(qiáng)大精細(xì)的機(jī)器人去幫助弱小但技術(shù)純熟的工人。”

  2014年,空中客車(chē)就做了這樣的嘗試。在空客的飛機(jī)總裝廠里,機(jī)器人和工人一起工作,機(jī)器人來(lái)承擔(dān)飛機(jī)組裝過(guò)程中的重復(fù)性工作,從而讓擁有更高技能的工人投入到價(jià)值更高的工作中去。

  工廠無(wú)人化最執(zhí)著的支持者也在轉(zhuǎn)變。2013年年底,日本修改了《勞動(dòng)安全衛(wèi)生規(guī)則》的條文解釋?zhuān)试S在沒(méi)有安全欄的情況下使用機(jī)器人。日本機(jī)器人廠商發(fā)那科2014年首次推出人機(jī)協(xié)同作業(yè)機(jī)器人。

  為了適應(yīng)人機(jī)協(xié)同的需求,2007年,ABB開(kāi)始研發(fā)一款代號(hào)為YuMi的小型機(jī)器人,YuMi在英文中是“你和我”協(xié)同工作的簡(jiǎn)稱(chēng)。為了能適應(yīng)各種工位,YuMi有兩只手臂;為了避免碰傷人類(lèi)同事,YuMi雙臂都用軟性材料包裹起來(lái)。這款機(jī)器人將在今年二季度上市。

  人機(jī)協(xié)同也是中國(guó)市場(chǎng)最重要的特點(diǎn)。不過(guò),歐美企業(yè)的人機(jī)協(xié)作是人和機(jī)器在同一個(gè)工作單元一起工作,人做一點(diǎn)有難度的事情,剩下簡(jiǎn)單的交給機(jī)器做。“中國(guó)大規(guī)模生產(chǎn)的環(huán)境下,不是這樣的生產(chǎn)組織形式。”張暉說(shuō)。

  同時(shí)面對(duì)招工難和成本壓力,中國(guó)工廠一般不強(qiáng)求百分之百的自動(dòng)化,也不追求人和機(jī)器分工合作。在張暉看來(lái),所謂中國(guó)式人機(jī)協(xié)作是在一條生產(chǎn)線上或是一個(gè)生產(chǎn)組織里面,一部分工作用機(jī)器人替代,“因?yàn)橹袊?guó)一般的工廠自動(dòng)化是為了解決生產(chǎn)難題”。

  產(chǎn)能是突出的生產(chǎn)難題。過(guò)去幾年,中國(guó)的各種勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)集中化越來(lái)越明顯,“比如說(shuō)磚廠,剛回到中國(guó),我印象里的磚廠還是小時(shí)候見(jiàn)到的幾十人的小磚窯,現(xiàn)在的磚廠是什么規(guī)模?單班生產(chǎn)300噸,這種生產(chǎn)規(guī)模你在全球其他地方根本看不到。”

  把磚搬到車(chē)上至少得兩班或三班倒,每20分鐘換一班人。當(dāng)需要把300噸磚搬到窯車(chē)上時(shí),需要多少人?

  在中國(guó),集中是正在發(fā)生的趨勢(shì)。十幾億人口的大國(guó),當(dāng)生產(chǎn)集中到少數(shù)幾家工廠中,產(chǎn)能都會(huì)大到驚人,“你想想,我們國(guó)家一年需要多少醫(yī)用點(diǎn)滴包,一個(gè)工廠把這些點(diǎn)滴包包裝起來(lái),要多少人?”張暉說(shuō)。

  紡織、服裝、3C電子等產(chǎn)業(yè),全球產(chǎn)能都已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國(guó)。無(wú)論搬磚頭還是點(diǎn)滴包,對(duì)于ABB來(lái)說(shuō)都不是問(wèn)題,ABB機(jī)器人業(yè)務(wù)成立以來(lái)在全球范圍內(nèi)安裝了20余萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,應(yīng)用于汽車(chē)、金屬加工、塑料、食品飲料、飼料等十幾個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,絕大多數(shù)應(yīng)用都能找到相近的全球案例,“我們的產(chǎn)品不需要做特別大的變動(dòng)?!?

  3C則是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。

  3C的挑戰(zhàn)

  機(jī)器人只是來(lái)自瑞士的ABB公司的一項(xiàng)業(yè)務(wù)。這家公司在電力和自動(dòng)化領(lǐng)域擁有廣泛的產(chǎn)品線。張暉1995年畢業(yè)于清華大學(xué),后來(lái)獲得美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)機(jī)械工程博士學(xué)位,再之后成為ABB美國(guó)研究院一名工程師。十年前ABB總部決定將全球機(jī)器研發(fā)、制造中心轉(zhuǎn)移到中國(guó),這讓張暉有機(jī)會(huì)回到中國(guó)。

  ABB在中國(guó)的第一筆機(jī)器人生意來(lái)自上海大眾,在全球市場(chǎng),機(jī)器人也是最早在汽車(chē)制造業(yè)得以應(yīng)用。自1961年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人Unimate在美國(guó)通用汽車(chē)生產(chǎn)線上出現(xiàn)后,全球的工業(yè)機(jī)器人始終與汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展相伴隨,比如日本的安川、FANUC(發(fā)那科)與豐田、本田,德國(guó)KUKA庫(kù)卡)與大眾汽車(chē)、意大利的Staubli(史陶比爾)與菲亞特,都是長(zhǎng)期的合作伙伴。

  隨著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,ABB機(jī)器人在中國(guó)的汽車(chē)制造車(chē)間拓展業(yè)務(wù)。“新的整車(chē)生產(chǎn)線,無(wú)論是自主品牌還是合資品牌,全部都是全自動(dòng)生產(chǎn)線,但是埃夫特卻很難在其中拿到訂單。”本土機(jī)器人廠商安徽埃夫特智能裝備有限公司副總經(jīng)理曾輝說(shuō):“因?yàn)槠?chē)廠都是跨國(guó)系統(tǒng)集成商做的整體解決方案,本土機(jī)器品牌根本進(jìn)不去?!?

  2008年的金融危機(jī)給機(jī)器人廠商帶來(lái)了汽車(chē)之外的客戶(hù)?!敖鹑谖C(jī)之后,整個(gè)中國(guó)社會(huì)的組織成分發(fā)生了變化,勞動(dòng)力上漲,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)制造業(yè)造成了很大的沖擊?!睆垥熣f(shuō)。

  汽車(chē)制造之外的工業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求迅猛增長(zhǎng),其中速度最快的是3C、食品飲料和金屬加工行業(yè)。目前ABB的機(jī)器人訂單中,非汽車(chē)制造的占比已經(jīng)超過(guò)50%。

  2007年之后,張暉開(kāi)始在中國(guó)各行各業(yè)的工廠里做調(diào)研,結(jié)論是,3C未來(lái)將成為機(jī)器人非常重要的市場(chǎng)。

  服裝、制鞋工廠大量向馬來(lái)西亞、菲律賓、越南等勞動(dòng)力成本更低的國(guó)家遷移。雖然中國(guó)擁有極大體量的市場(chǎng),但在人力成本方面已毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。國(guó)際勞工組織(ILO)的數(shù)據(jù)顯示,2011年中國(guó)勞工平均月收入為3483.3人民幣,同期柬埔寨的數(shù)據(jù)折合人民幣僅為603.4元,菲律賓為1165.82元,越南為911.63元。

  “你在國(guó)外買(mǎi)衣服,現(xiàn)在已經(jīng)買(mǎi)不到中國(guó)制造的?!钡?,3C行業(yè)沒(méi)有從中國(guó)搬走,這讓張暉感覺(jué)到,3C對(duì)ABB來(lái)講是一個(gè)有中國(guó)特有的新行業(yè),而且對(duì)于中國(guó)制造的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng),也具有不可取代的獨(dú)特地位。

  “看看你手上所有的電子產(chǎn)品,十有八九都是中國(guó)人在造。中國(guó)不光是有世界上最強(qiáng)大的制造工廠,同時(shí)也有最完善的供應(yīng)鏈。所以世界上無(wú)論是哪家公司,只要它的產(chǎn)品是大眾的主流的領(lǐng)先的,它的制造就一定是以中國(guó)為主的。”

  這個(gè)行業(yè)也面臨用工壓力?!澳阋獑?wèn)所有的3C工廠老板,他肯定跟你講,希望把人減到越少越好,能夠上自動(dòng)化設(shè)備就上?!睆垥熣f(shuō)。

  當(dāng)時(shí)ABB的所有產(chǎn)品都無(wú)法直接應(yīng)用到3C工廠中,“ABB以前立足于汽車(chē)行業(yè)或者是稍微偏重型的行業(yè),當(dāng)我們的產(chǎn)品進(jìn)入到電子行業(yè)就發(fā)現(xiàn)問(wèn)題了。第一,電子工廠90%以上都是人工,每個(gè)工位就是600毫米,我們之前最小的機(jī)器人放在這樣的工廠里面,別人是苗條少女,我們就是彪形大漢?!?

  由于廠房狹窄,機(jī)器人放置的位置也各種各樣,有的可以放在地面上,有些要壁掛甚至是吊在屋頂。實(shí)際上,放在地上和壁掛,對(duì)電機(jī)的要求就不一樣,需要重新計(jì)算,零件要重新來(lái)。

  2009年,ABB推出第一款小型機(jī)器人,IRB 120“中國(guó)龍”,體型只相當(dāng)于成年人的一條大腿,雷柏第一批采購(gòu)的正是這種機(jī)器人。

  2012年9月,ABB成立了機(jī)器人業(yè)務(wù)單元精密組裝工程中心,其目的就是想解決ABB機(jī)器人在精密制造尤其是3C領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。張暉是這部分業(yè)務(wù)的負(fù)責(zé)人。

  不過(guò),張暉表示,市場(chǎng)的增長(zhǎng)實(shí)際上比預(yù)期要慢。一方面是市場(chǎng)有需求,一方面是整個(gè)社會(huì)、產(chǎn)業(yè)也有這個(gè)需求。為什么這些工廠不能把自動(dòng)化水平很快提高?

  成本還是關(guān)鍵。在張暉看來(lái),中國(guó)人力成本的提升是相對(duì)的,機(jī)器人投資的成本平衡點(diǎn)尚未到來(lái)。

  鄧邱偉也有同樣看法。機(jī)器人在中國(guó)工廠的應(yīng)用必須考慮成本,他曾應(yīng)安川邀請(qǐng)去日本參觀,“我知道他們想讓我把日本企業(yè)使用機(jī)器人的方法拿到中國(guó)來(lái),他們的許多方法確實(shí)好,但如果我拿到中國(guó)來(lái),一個(gè)都賣(mài)不出去?!?

  機(jī)器人市場(chǎng)目前的行規(guī)是投資回報(bào)率底線為兩年,“日本工人的工資是我們的5倍,日本企業(yè)的投資回報(bào)率可以是十年,他們可以用一個(gè)機(jī)器人替換半個(gè)工人,我們一個(gè)換一個(gè)都是虧本的,我們得考慮怎樣一個(gè)換三個(gè)?!编嚽駛フf(shuō)。

  他認(rèn)為,現(xiàn)階段在中國(guó)打造無(wú)人車(chē)間是一個(gè)誤區(qū)。

  富士康的難題

  從上海轉(zhuǎn)到深圳,在中國(guó)最大的3C制造工廠——富士康,一場(chǎng)龐大的用機(jī)器替代人工的革命正在進(jìn)行,不過(guò)進(jìn)程遠(yuǎn)比預(yù)想得更艱難。

  2015年2月初,春節(jié)臨近,富士康還沒(méi)有放假。約好的采訪時(shí)間是傍晚,正值下班時(shí)間,麻雀一般密密麻麻的員工們正從一幢幢整齊的廠房中涌向大門(mén),但據(jù)說(shuō)比旺季時(shí)人已少了許多。在總部大門(mén)旁邊一個(gè)咖啡館里,富士康集團(tuán)自動(dòng)化機(jī)器人事業(yè)處的負(fù)責(zé)人戴家鵬接受了財(cái)新記者的采訪。咖啡館對(duì)面還有一個(gè)低矮的廠房模樣的老式建筑,富士康的員工說(shuō)這是老板郭臺(tái)銘的辦公室。

  這家工廠幾年前因?yàn)閱T工跳樓和蘋(píng)果血汗工廠調(diào)查聞名世界。2011年年底,郭臺(tái)銘公開(kāi)表示,富士康工廠里使用的機(jī)器人三年后將達(dá)到百萬(wàn)臺(tái)。到2014年底,這個(gè)目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到。戴家鵬解釋說(shuō),“百萬(wàn)機(jī)器人”是指大量使用機(jī)器人,而不是一個(gè)實(shí)際目標(biāo)。他給出的數(shù)字是,富士康生產(chǎn)線上純粹意義上的機(jī)器只有1萬(wàn)多臺(tái),但從廣義上說(shuō),富士康導(dǎo)入的自動(dòng)化設(shè)備,已達(dá)幾十萬(wàn)套。

  “‘百萬(wàn)機(jī)器人計(jì)劃’什么時(shí)候?qū)崿F(xiàn),這個(gè)我不能說(shuō)。但是我們一直在往更多更好的路上走?!彼f(shuō)。

  盡管外界普遍認(rèn)為,郭臺(tái)銘之所以說(shuō)出一百萬(wàn),因?yàn)檫@是當(dāng)時(shí)富士康在中國(guó)的工人總數(shù),但這個(gè)計(jì)劃本身并沒(méi)有追求無(wú)人化,富士康的生產(chǎn)線上仍然由人和機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備共同工作。據(jù)戴家鵬介紹,目前富士康11個(gè)事業(yè)群自動(dòng)化程度最高約為70%,最低約為40%。

  正在考慮如何進(jìn)入3C行業(yè)的秦磊覺(jué)得,這個(gè)行業(yè)有很多工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化非常困難,“現(xiàn)在的機(jī)器人還太笨,需要手眼高度協(xié)調(diào)的活兒干不了,只能先做那些容易做的。”所謂容易做的,也就是一些業(yè)內(nèi)早有解決方案的工序,如自動(dòng)上下料、注塑、拋光打磨、包裝碼垛等。

  戴家鵬也表示,有些工藝要求非常高的工序不強(qiáng)求自動(dòng)化,他特別提到組裝生產(chǎn)線還不適合采用機(jī)器人。一位不具名的富士康設(shè)備工程師告訴財(cái)新記者,如蘋(píng)果產(chǎn)品的組裝就仍然以手工為主,因?yàn)樘O(píng)果公司對(duì)外觀要求極高,其外殼又多采用鋁合金,很容易碰刮傷,檢測(cè)時(shí)劃痕形狀等也不易用機(jī)器來(lái)定義。

  更重要的是,作為制造業(yè)代工企業(yè),微薄的利潤(rùn)讓富士康形成了一套嚴(yán)苛的成本控制程序,機(jī)器人研發(fā)要求龐大的資金支持,這對(duì)成本控制苛刻的富士康來(lái)說(shuō),“認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一”。特別是2010年公司首次虧損后,富士康一直在控制開(kāi)支。

  鄧邱偉曾去富士康看過(guò)機(jī)器人使用情況,他看到富士康的自動(dòng)化是從一個(gè)個(gè)的“點(diǎn)”來(lái)推動(dòng),“他們以每個(gè)工序?yàn)閱挝?,自下而上推?dòng)。比如富士康的一個(gè)拋光打磨機(jī)器人,所有車(chē)間一遍換下來(lái)就是幾千臺(tái)。我們是從整個(gè)工廠角度考慮。”在他看來(lái),在這么大的公司,同時(shí)生產(chǎn)這么多的產(chǎn)品,整體推動(dòng)起來(lái)確實(shí)非常困難。從他的觀察來(lái)看,富士康目前使用的專(zhuān)用機(jī)器遠(yuǎn)多于機(jī)器人,專(zhuān)用機(jī)器當(dāng)然比機(jī)器人靈活性差得多,一筆訂單完工后,工具就報(bào)廢?!暗皇靠悼梢赃@樣玩,因?yàn)樗麄円?guī)模足夠,一個(gè)iPhone訂單,就需要幾千臺(tái)拋光機(jī),其他小廠玩不起。”

  據(jù)戴家鵬透露,富士康也開(kāi)始強(qiáng)調(diào)工廠整體的規(guī)劃。2011年以來(lái)建設(shè)的新工廠如成都廠區(qū)、鄭州廠區(qū)基本都嵌入了自動(dòng)化,截至目前鄭州廠區(qū)已導(dǎo)入了1萬(wàn)多臺(tái)機(jī)器人,成為富士康大陸工廠機(jī)器人應(yīng)用的排頭兵。但戴家鵬也承認(rèn),更多的老廠區(qū)是以點(diǎn)為主推動(dòng)。

  自下而上的自動(dòng)化推動(dòng)起來(lái)非常困難,因?yàn)槁殬I(yè)經(jīng)理人都是從短期績(jī)效角度來(lái)考慮投資。鄧邱偉說(shuō),在這一點(diǎn)上,老板和車(chē)間管理者的利益并不一致。

  和美的強(qiáng)制性的推動(dòng)相比,富士康更重視車(chē)間負(fù)責(zé)人的意愿。在經(jīng)過(guò)近十年的努力后,戴家鵬最近突然發(fā)現(xiàn),員工對(duì)自動(dòng)化的態(tài)度多有轉(zhuǎn)變?!耙恍┌肽昵皩?duì)自動(dòng)化表現(xiàn)最不積極的車(chē)間(負(fù)責(zé)人),突然變得積極起來(lái)”。

  管理這些巨型工廠,對(duì)所有制造企業(yè)的老板都是巨大的難題。工人絕大多數(shù)是離開(kāi)土地的農(nóng)民,要為他們解決住宿、吃飯等所有問(wèn)題。只要到珠三角去考察過(guò)的人,都深有感觸?!爸灰藬?shù)一上萬(wàn),工廠就非常難以管理。大規(guī)模的工廠門(mén)口都是常年在招聘,員工流失率一年下來(lái)能達(dá)到100%?!睆垥熣f(shuō)。

  富士康的廠長(zhǎng)每天第一件事情就是處理人的問(wèn)題,上午看看能到多少人,有些人不來(lái)了,到下午就得處理一些打架的事情了,“干了半天活兒,有些工人情緒就不太好了”。但這些車(chē)間管理者也是對(duì)機(jī)器最排斥的人之一,對(duì)于那些廠長(zhǎng)、經(jīng)理們,管人是件最麻煩的事,但也是他們的工作價(jià)值所在,一旦機(jī)器人來(lái)了,對(duì)管理者的需求也會(huì)大量降低,他們也同樣會(huì)產(chǎn)生職業(yè)危機(jī)感。郭臺(tái)銘可能是最需要機(jī)器人的老板,但是車(chē)間管理者卻未必愿意看到機(jī)器人的蜂擁而至。在富士康最新一次有關(guān)自動(dòng)化的內(nèi)部民意調(diào)查中,仍有31.3%的員工和主管擔(dān)心未來(lái)工作如何安排的問(wèn)題。

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