人機(jī)協(xié)作打造無人自動化工廠
目前,無人工廠,自動化工廠的消息日益漸勝,科技技術(shù)也不斷創(chuàng)新,那么到底能不能快速的實現(xiàn)真正的無人自動化工廠呢?接下來請看以下資訊!
漢諾威應(yīng)用科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授赫爾貝格認(rèn)為,“工業(yè)4.0所需要的技術(shù)并不新,工業(yè)4.0更多是如何利用好這些已有的技術(shù)將生產(chǎn)串接起來邁向虛擬生產(chǎn),實現(xiàn)高度靈活的生產(chǎn)?!?/span>
無人化”工廠里的信息力量
沃 爾夫斯堡的大眾汽車總部的玻璃體“倉庫”內(nèi),一輛輛已被訂購的大眾汽車分格儲存。來取車的客戶只需輸入一個電子指令,“倉庫”內(nèi)的大型機(jī)器手就緩緩伸起, 準(zhǔn)確地停在相應(yīng)車前,伸出八爪魚般的“觸手”吸附著車軌,平穩(wěn)地將車抽取出降至底部,再通過內(nèi)部隧道直接送達(dá)客戶跟前,整個過程不超過5分鐘。
這是大眾的智能車庫,整個終端取車過程已全部實現(xiàn)自動化。在這終端背后,是德國工業(yè)4.0應(yīng)用最前沿的領(lǐng)域:汽車制造。從一片鋼板到最后整車下線,全部在信息化的控制下實現(xiàn)自動生產(chǎn)。
柏林時間4月21日中午,德國調(diào)研組走進(jìn)位于慕尼黑奧林匹克體育場附近的寶馬總部工廠。三層樓高的噴涂車間內(nèi),只聞機(jī)器臂運(yùn)行的轟鳴聲,卻罕見工人。當(dāng)寶馬汽車外殼被送入噴涂車間,一臺臺“披”著銀灰色“衣服”的機(jī)器人臂開始忙碌起來。
靈活的一號機(jī)器臂滑動在軌道上,用細(xì)細(xì)的“手指”打開左邊兩道車門,再穩(wěn)穩(wěn)地扶一下。相比人輕重不一的力度,它每次開門都相當(dāng)柔和,力度控制得恰到好處,幾乎每一個車門打開角度都維持在45度左右。隨后,它往前滑行掀開車前蓋,轉(zhuǎn)了下“手腕”,開始進(jìn)行360度的噴涂。
就 在車門被打開的同時,接到指令的二號和三號機(jī)器臂開始進(jìn)行兩邊的車框噴涂。整個過程,靈活的機(jī)器臂就如跳舞一般自帶韻律。噴涂完成,二號機(jī)器臂隨即將車門 關(guān)上?!芭九尽眱陕暫?,車輛迅速被送往下一個環(huán)節(jié),三個機(jī)器臂優(yōu)雅地轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)“頭”,安靜地縮回至工位上,等待下一輛車的到來。
在寶馬工廠里,這樣的“小團(tuán)隊”合作是每道自動化工序的常態(tài)。裝配車間內(nèi),安裝在車間面板上的幾個攝像頭猶如人的“眼睛”,正等待寶馬車架的到來。
在機(jī)器臂安裝車身鈑金塊前,每只“眼睛”都會在自己的“崗位”上,對每塊鈑金塊進(jìn)行“體檢”,收集好數(shù)據(jù),并即時傳送至后臺進(jìn)行儲存。隨后,一旁的機(jī)器臂將“體檢”完的鈑金塊安置到位,并撤走自己的機(jī)器。幾乎同時,另外兩臺機(jī)器臂立刻跟上,將這一鈑金塊牢牢焊接到車身中。
流暢的信息溝通和機(jī)器合作,使寶馬汽車的每一道生產(chǎn)工序都保證在58秒內(nèi)完成。也因此,在寶馬工廠內(nèi),“平均58秒就能生產(chǎn)一輛車?!必?fù)責(zé)接待的寶馬負(fù)責(zé)人介紹。
地球“賽博坦”里的人機(jī)協(xié)作
當(dāng)寶馬全面實現(xiàn)自動化的時候,在德國企業(yè)中,這種模式是不是全部實現(xiàn)了應(yīng)用?就在離寶馬總部工廠約10公里的MAN公司,調(diào)研組看到,這里更多是通過人機(jī)協(xié)作開展生產(chǎn)。
MAN公司是世界上最著名的重型卡車生產(chǎn)企業(yè)之一,是世界500強(qiáng)公司,現(xiàn)在已經(jīng)被大眾集團(tuán)收購。在它位于慕尼黑的廠區(qū),主要生產(chǎn)TG系列重型卡車,在這里可以實現(xiàn)重型卡車的“全過程生產(chǎn)”。有不少人將這里戲稱為地球的“賽博坦”,專門批量生產(chǎn)變形金剛“擎天柱”。
走 進(jìn)MAN工廠,在一輛“擎天柱”正在裝配的底盤前,根據(jù)訂單的特殊需求,幾名工人正在裝配螺絲。“在這個工位,當(dāng)擰螺絲的機(jī)器手來到四個特殊螺絲位之后, 要由工人在后方按下控制鈕進(jìn)行安裝?!睅ьI(lǐng)調(diào)研組參觀的員工MatthiasLessel說,這個環(huán)節(jié)中,工人指引機(jī)器手正確落位后,再控制機(jī)器人迅速上 螺絲,保證了這道工序的快速完成。
他介紹,這里的工人都是熟手,再加上機(jī)器人的應(yīng)用,所以每個環(huán)節(jié),他們都能夠設(shè)定最優(yōu)時間,然后搬運(yùn)機(jī)器人就會根據(jù)工廠早已設(shè)定好的程序走向下一個工位,進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的操作。
這 只是MAN工廠人機(jī)協(xié)作的一角。雖然并沒有如寶馬一樣實現(xiàn)全面自動化生產(chǎn),但MAN工廠仍然很好地將人機(jī)協(xié)作在工業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行了應(yīng)用。 MatthiasLessel說,首先,搬運(yùn)機(jī)器人減輕了工人定時搬運(yùn)之苦,減低了在這個環(huán)節(jié)所造成的時間與人力的浪費(fèi)。其次,卡車上共性的東西他們早已 通過自動化生產(chǎn)線上的機(jī)器人進(jìn)行裝配。最終,涉及到不同型號的重卡個性化的裝配件,才是由工人進(jìn)行裝配。
為何MAN工廠不采取全面自動化?MatthiasLessel告訴記者,他們每天最多生產(chǎn)約200輛重卡,且產(chǎn)品有強(qiáng)烈的個性化色彩,為了達(dá)到生產(chǎn)效率與控制成本的平衡,他們并沒有在生產(chǎn)線全面應(yīng)用機(jī)器人生產(chǎn)。
MatthiasLessel進(jìn)一步解釋,不同型號的重卡部件安裝都有其特殊性,對于他們這樣非大批量生產(chǎn)的企業(yè)來說,全面投入自動化的產(chǎn)出比并不劃算。故他們更多的還是通過人與機(jī)器的協(xié)作實現(xiàn)互補(bǔ),既保證生產(chǎn)效率,又最大限度地減輕成本。
信息技術(shù)串接起來的虛擬生產(chǎn)
無 論是寶馬總部工廠大規(guī)模無人化工廠,還是MAN公司的人機(jī)合作的工廠,這種基于信息化的技術(shù)此前在德國各類企業(yè)中已有廣泛應(yīng)用。在德國調(diào)研組走訪的過程 中,無論是德國企業(yè)一線從業(yè)者,抑或德國研發(fā)人員、經(jīng)濟(jì)學(xué)者均認(rèn)為,工業(yè)4.0并不是一項新鮮技術(shù),也并非政府倡導(dǎo)后才熱起來的應(yīng)用。
漢 諾威應(yīng)用科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授赫爾貝格曾擔(dān)任格戴姆勒·克萊斯勒股份公司高級經(jīng)理,在奔馳公司負(fù)責(zé)信息化應(yīng)用,也多次為中國企業(yè)提供信息化培訓(xùn)。他說,現(xiàn)在 各種概念層出不窮,但容易造成迷失。比如很多人認(rèn)為智能手機(jī)有“腦袋”,實際上其智慧并不是來自手機(jī)本身,而是依靠其背后強(qiáng)大的信息體系支撐。
回 到當(dāng)下熱議的工業(yè)4.0,不久前該大學(xué)曾面向漢諾威地區(qū)做過一項專題調(diào)查,結(jié)果顯示大企業(yè)離工業(yè)4.0比較近,而大多數(shù)的中小企業(yè)離工業(yè)4.0比較遠(yuǎn)。但 赫爾貝格說,調(diào)查進(jìn)一步追問就發(fā)現(xiàn),實際上很多企業(yè)都在做虛擬網(wǎng)絡(luò),這本身就是工業(yè)4.0的一部分,只是他們沒有意識到而已。
“工 業(yè)4.0所需要的技術(shù)并不新?!焙諣栘惛裾f。比如數(shù)據(jù)庫的概念在40年前就已經(jīng)有了,ERP也是每家中國企業(yè)都知道的技術(shù),“因此,工業(yè)4.0更多是如何 利用好這些已有的技術(shù)將生產(chǎn)串接起來邁向虛擬生產(chǎn)?!碧摂M生產(chǎn)即依靠信息的傳送,用虛擬的設(shè)備把上下游價值鏈中看得見的生產(chǎn)設(shè)備組織起來,實現(xiàn)高度的靈活 生產(chǎn)。
比 如在軟件供應(yīng)領(lǐng)域,企業(yè)可把一個訂單分解成為若干個小模塊,分包給不同的合作伙伴,最后組合成為一個產(chǎn)品,當(dāng)另一個訂單需要不同的產(chǎn)品時,它立馬又可以將 各種小模塊進(jìn)行靈活組合,形成新的產(chǎn)品。“未來的工業(yè)生產(chǎn)也是這樣,企業(yè)可能有很多生產(chǎn)插頭和接口,不同的組合就能生產(chǎn)不同的產(chǎn)品?!焙諣栘惛裾f。