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“工業4.0”到底能給工廠帶來什么?

這一誕生自德國的新興理念,已經開始被一些中國企業所了解,它們正嘗試改造自己的生產線,以提高競爭力。這種改變是基于市場正在發生的劇烈變化:單一產品的生命周期從過去的幾年縮短到了幾個月,工廠需要能快速生產出不同種類、小批量的產品。

 博世力士樂中國的董事總經理劉火偉發現了一個有趣的現象,他遇到的不少國內企業都對工業4.0頗感興趣,原因是聽說它能解決很多問題,但是他們都說不清,自己的工廠究竟有哪些環節需要工業4.0來幫助改進。

 兩年前,德國政府在漢諾威工業博覽會上首次明確工業4.0概念。對于德國而言,提出這一概念的初衷,是讓自己能在互聯網時代依舊維系其制造業強國的地位。

 當工業4.0被引入中國后,它更像是一種高高在上的理念:大家都知道這個名詞,但又不清楚它究竟意味著什么。其實,即使在工業4.0的誕生地德國,它也仍然屬于摸索階段的新鮮事物。

 但是,這種情況正在慢慢改變。來自德國的企業們,正打算把自己在工業4.0方面所探索的新成果復制到中國市場。在11月3日開幕的中國工業博覽會上,以自動化技術見長的博世力士樂就將它的一條工業4.0生產線搬到了展會現場,這也是其第一次在國內亮相。

 這條生產線的原型是博世力士樂位于德國洪堡的液壓閥生產線,經過工業4.0的改造后,單條生產線能生產6大類共計2000種產品。這種改變是基于市場正在發生的劇烈變化:單一產品的生命周期從過去的幾年縮短到了幾個月,工廠需要能快速生產出不同種類、小批量的產品。

 當生產線被賦予更高的要求后,通過信息化手段幫助其達到這一目標,成為了工業4.0的意義所在。與想象中不同,這條在展會亮相的工業4.0生產線并非完全無人化,它仍然需要操作工人的參與。而生產線上無所不在的信息化,是其與傳統生產線最大的不同。

 在這條工業4.0生產線上,每個工件托盤都帶有電子標簽,當它們在流水線上移動時,各個工位的射頻識別設備會讀取這些標簽,確認工件的類型,并明確應該采取哪些加工工序。這些內容會以文字及圖片的形式,顯示在生產線的電子屏幕上,用于指導工位上的操作工。

 對于操作工而言,他們的工作已變得頗為簡單。流水線上所安裝的電動擰緊槍等自動化設備,由后臺完成了作業角度和力矩的設定,操作工只需輔助將其推送到指定位置,就能完成加工工序。

 而為了防止操作工犯錯影響生產線的效率,他們的每一個加工舉動都會被實時監控。比如當操作工打算拾取一個零部件進行產品組裝時,一旦他拿起了錯誤的零部件,工位就會閃爍紅燈警示,反之則閃爍綠燈。

 這樣的工業4.0生產線已經在國內找到了客戶。半年前,秦川機床和博世力士樂已經就工業4.0生產線的合作展開溝通,后者負責承建兩條達到工業4.0要求的智能化生產線,它們將被用于為秦川機床生產機器人關節減速器。

 11月3日,秦川機床公告了這一合作的最新進展。秦川機床董事長龍興元介紹稱,這兩條投資額約4000萬元的生產線預計明年二季度正式完工,其成本回收期估計為三年左右。此前,這一減速器生產線每月的產量為500臺,而在成為工業4.0產線后,其產量計劃提高到每月5000臺,所使用操作工的數量則將從20人減少至4人。

 而在同一天,另一家德國企業西門子也拿下了一筆與中國公司的工業4.0合作。沈陽新松機器人自動化股份有限公司(下稱新松機器人)在3日公告稱,將與西門子在數字化制造領域建立戰略合作伙伴關系,這也被認為是“中國制造2025”和“工業4.0”的一次對接。

 與博世力士樂相比,在工業4.0領域,西門子更看重被其稱為“數字化企業”的軟件層面。在2014年進行的全球組織架構調整后,西門子新成立了數字化工廠集團,開展此方面的業務拓展。

 除了已經涉足的工廠生產規劃和產品設計等領域,西門子還打算將其數字化業務進一步擴展。它在此次中國工業博覽會上推出了機電一體化實驗室——一套提供生產線仿真設計的軟件產品,這一五年前開始研發的系統不久前才正式對外公布。

 在西門子的展臺上,一條上下物料的小型生產線正馬不停蹄地運轉。而一旁的電腦上,則展示著這條生產線的仿真動畫。西門子機電一體化設計研發經理史桂蓉告訴界面新聞記者,在實體生產線被制成前,結構和電氣的設計人員就可以在電腦上仿真模擬生產線的運行情況,并及時對出現的問題進行改進。

 而現在的通常做法,是在設計完成后先制成生產線實體設備,再經過現場調試解決運行中的問題,這其中牽涉到相當的時間及成本浪費。史桂蓉介紹稱,通過仿真模擬,可以節省生產線后期調試的時間,從而提高產品上市的時間。

 西門子(中國)有限公司執行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱表示,國內制造業面臨著如何縮短產品上市時間,提升效率等問題,而在與國外同行競爭的過程中,目前國內企業的成本優勢已經遠不如此前明顯,提高工廠的數字化水平是未來的選擇之一。

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