工業(yè)4.0解放雙手 機(jī)器人改變?nèi)斯そ巧?/h1>

新浪 2017-01-11 08:48:30

OFweek工控網(wǎng)訊:斯圖加特往西10公里開(kāi)外的格爾林根-什勒霍(Gerlingen-Schillerh?he),德國(guó)博世集團(tuán)的總部就像在一片森林里平地起高樓,院里除了樹(shù),就是大片的草坪——一只博世Indego除草機(jī)器人在草坪上走走停停。為了這次工匠精神的專題,新浪財(cái)經(jīng)專門約訪了博世集團(tuán)負(fù)責(zé)工業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的董事斯托瑟(Werner Struth),他也是工業(yè)4.0領(lǐng)域一位頗具威望的行家,采訪就在這樣一片綠樹(shù)成蔭中進(jìn)行。

機(jī)器人

我對(duì)斯托瑟博士的問(wèn)題有二。第一是工業(yè)大生產(chǎn)領(lǐng)域是否也有工匠精神。斯托瑟坦言這個(gè)話題很“新鮮”,因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)在于一天生產(chǎn)幾百萬(wàn)個(gè)部件,卻可做到分毫不差,將“容差率”控制到最低;手工作業(yè)的最大優(yōu)勢(shì)則是靈活和獨(dú)一無(wú)二。但是,若從精準(zhǔn)作業(yè),苛求產(chǎn)品和作品的高質(zhì)量角度來(lái)看,工匠精神在制造業(yè)中同樣至關(guān)重要,核心在于一種不斷尋求自我突破和改進(jìn)的過(guò)程。這就超越了“手工作業(yè)”的概念。

另一個(gè)有關(guān)工業(yè)4.0的問(wèn)題,是第四次工業(yè)革命讓很多人擔(dān)心機(jī)器人是否將掠奪人類就業(yè),尤其在工業(yè)制造領(lǐng)域。斯托瑟博士的解釋很簡(jiǎn)單:失業(yè)率和自動(dòng)化程度從不相關(guān),說(shuō)技術(shù)革命帶來(lái)失業(yè)僅是個(gè)“偽命題”。

工業(yè)4.0如何解放雙手

要真正了解現(xiàn)代工業(yè)對(duì)手工作業(yè)的影響,沒(méi)有哪里比耐卡河谷更合適了。

德國(guó)巴登-符騰堡州的耐卡河谷(Neckar)就像一個(gè)完美的融合:千年的古堡遺跡;散落在耐卡河畔的中世紀(jì)小鎮(zhèn);以及人工密集的工業(yè)區(qū)。

德國(guó)南部擁有諸多童話景致的耐卡河谷是古老與現(xiàn)代的融合

1886年夏天,由工程師,工業(yè)設(shè)計(jì)師戈特利布-戴姆勒(Gottlieb Daimler)和生意伙伴發(fā)明的全球第一艘摩托艇就是在耐卡河上試航。之后,二人創(chuàng)建的戴姆勒公司在1892年生產(chǎn)出第一輛汽車,1926年與奔馳公司合并后,就成了汽車史上舉足輕重的戴姆勒-奔馳公司,產(chǎn)品就是“梅賽德斯-奔馳”。從此,耐卡河谷孕育了一批汽車零部件供應(yīng)商,包括博世和馬勒,100年來(lái)一直是全球工業(yè)的最前沿。

我參觀的博世公司的一間工廠就在這個(gè)區(qū)域的勞特林根(Reutlingen),這間勞特林根“2號(hào)”工廠是博世公司全球250間實(shí)現(xiàn)了工業(yè)4.0的工廠之一,主要研發(fā)汽車電子板塊新科技和其他電子設(shè)備,例如汽車互聯(lián)和自動(dòng)化駕駛技術(shù)。之所以選擇參觀此工廠,是因?yàn)檫@里是連接技術(shù)研發(fā)和大批量生產(chǎn)的中間站,以小范圍試生產(chǎn)的方式摸索出最穩(wěn)定的批量生產(chǎn)路徑,也就是開(kāi)發(fā)生產(chǎn)流程,之后再轉(zhuǎn)移到其他博世的工廠進(jìn)行批量生產(chǎn)。所以這里被稱為博世的“研發(fā)工廠(InnoFab)”。

該工廠的副主席威爾斯(Rainer Wels)是我的向?qū)?,在他的工廠中采用的“QQS”系統(tǒng)是個(gè)重要嘗試。這是一種資質(zhì)識(shí)別系統(tǒng),利用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID,Radio Frequency Identification)自動(dòng)辨認(rèn)生產(chǎn)線上的工人資質(zhì)。威爾斯用他的工牌在一條流水線上進(jìn)行掃描后,系統(tǒng)立即辨認(rèn)出威爾斯缺少哪幾個(gè)部分的培訓(xùn),自動(dòng)顯示相應(yīng)的技術(shù)知識(shí)支持。如果是一名毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)的員工接近一條生產(chǎn)線,立刻會(huì)被識(shí)別,生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。威爾斯認(rèn)為這就讓機(jī)器和人實(shí)現(xiàn)了溝通,也是電子系統(tǒng)對(duì)人力作業(yè)的重要。

在工業(yè)4.0的概念之下,一個(gè)高度聯(lián)通的生產(chǎn)線應(yīng)該可以隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)流程組合,以適應(yīng)不同的產(chǎn)品生產(chǎn)需求。機(jī)器和人實(shí)現(xiàn)自由溝通,會(huì)讓工人的手工作業(yè)既有靈活性又不會(huì)太繁瑣。

為了提升效率簡(jiǎn)化難度,工人雙手的手套上都帶有一個(gè)小小的感應(yīng)器,感應(yīng)器本身會(huì)通過(guò)“紅綠燈信號(hào)”同步檢測(cè)工人雙手的位置是否正確,有沒(méi)有將電纜放到了合適的位置。同時(shí),因?yàn)橛懈袘?yīng)器,工人可以在面前的電子屏幕上同步看到生產(chǎn)步驟的提示。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作,感應(yīng)器會(huì)自動(dòng)提醒,保證錯(cuò)誤步驟的部件不會(huì)傳到下一工序去。

通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)收集,感應(yīng)器還被應(yīng)用于對(duì)生產(chǎn)機(jī)器精準(zhǔn)性本身的監(jiān)控,在出現(xiàn)問(wèn)題之前就會(huì)被發(fā)現(xiàn),防止殘次品出現(xiàn)。

“對(duì)于一個(gè)產(chǎn)量不高的生產(chǎn)線來(lái)說(shuō),人工和機(jī)器的融合投入最低但效率最高。只有產(chǎn)量足夠大,才可能進(jìn)行大筆的投入,提升自動(dòng)化程度。擁有最高自動(dòng)化程度的大批量生產(chǎn)線就是‘智能生產(chǎn)線’”。威爾斯對(duì)新浪財(cái)經(jīng)解釋說(shuō)。

“博世為汽車生產(chǎn)的雷達(dá)組裝線已經(jīng)是第四代,在生產(chǎn)前一百萬(wàn)個(gè)雷達(dá)時(shí),博世花了10年;生產(chǎn)第二個(gè)100萬(wàn),只花了1年;現(xiàn)在則是一年就有四到五百萬(wàn)的產(chǎn)量。這其中的關(guān)鍵詞就是規(guī)模。”該工廠高級(jí)經(jīng)理瓦瑟曼(Lukas Wassermann)說(shuō)。作為一個(gè)“研發(fā)工廠”,勞特林根“2號(hào)”工廠在十多年的生產(chǎn)流程改良之后,將雷達(dá)的最后組裝階段簡(jiǎn)化到只需要將五個(gè)部件組裝在一起。

“這就讓最后的組裝工作變得非常簡(jiǎn)單,有可能達(dá)到最高程度的自動(dòng)化,也就是‘智能化’。一條生產(chǎn)線可能只有兩名工人,其他的都是機(jī)器手臂,也被稱為‘自動(dòng)化助手’?!?瓦瑟曼說(shuō)。

關(guān)于機(jī)器人,我還注意到一個(gè)很有趣的細(xì)節(jié)。機(jī)器手的運(yùn)用在德國(guó)工廠十分普遍,但很多時(shí)候,機(jī)器人都是被關(guān)在“籠子”里的,因?yàn)樗麄児ぷ魉俣忍?,?duì)工人人身安全產(chǎn)生潛在威脅。新一代的機(jī)器手已經(jīng)可以做到檢測(cè)和工人之間的距離,自動(dòng)糾正安全距離和安全速度。如果你碰到他,他會(huì)立即停止工作。而在安全距離內(nèi),他們可以以最高頻率快速工作。新一代機(jī)器人就像工友一樣和工人一起工作,而不用被鎖在籠子里。這種新生代“友好型”機(jī)器人之前在消費(fèi)電子用品展上已經(jīng)被展出。

在博世德國(guó)勞特林根工廠的雷達(dá)生產(chǎn)線上,機(jī)器人是技工們高效的好工友

機(jī)器人改變了人工的角色

斯托瑟的解釋很明確:“工業(yè)的變革史也是工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)化史。在這期間,如果你仔細(xì)分析這期間人類的就業(yè),失業(yè)率從未因?yàn)榧夹g(shù)革命而上升,失業(yè)率和自動(dòng)化程度二者完全沒(méi)有關(guān)系。你看一些歐洲國(guó)家有很高的失業(yè)率,基本都是其他的原因,而不是自動(dòng)化?!?/p>

“如果你做高水準(zhǔn)的自動(dòng)化,生產(chǎn)成本必然下降,銷量上升。這反倒意味著工廠有能力保住這些工人的工作?!?斯托瑟說(shuō)。從博世的案例來(lái)說(shuō),他們并沒(méi)有因?yàn)樽詣?dòng)化而裁減過(guò)人員,反倒是工業(yè)4.0的到來(lái)讓技工們有更多的機(jī)會(huì)提升技能,適應(yīng)更為復(fù)雜的工作。

博世集團(tuán)負(fù)責(zé)工業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的董事斯托瑟(Werner Struth),工業(yè)4.0領(lǐng)域一位頗具威望的行家

與此同時(shí),“機(jī)器人最大的貢獻(xiàn),就是將工人從重體力活中解放出來(lái),讓工人身體更加健康。還有些工作是高度重復(fù)勞動(dòng),可能每秒都要重復(fù)同樣的動(dòng)作。工人要做的是應(yīng)該更有價(jià)值和智慧的工作?!?/p>

保時(shí)捷全球執(zhí)行董事會(huì)成員(負(fù)責(zé)生產(chǎn)與物流)艾莫(Albrecht Reimold)的觀點(diǎn)和斯托瑟不謀而合:

“人力是最寶貴的資源。機(jī)器和機(jī)器人是用來(lái)支持工人但不是替代他們。我不覺(jué)得擁有未來(lái)科技的工廠會(huì)有更少的工人——即使是有更先進(jìn)的科技出現(xiàn)。尤其是我們的賽車如此復(fù)雜,而且客戶的個(gè)性化要求之高,結(jié)果是只有高技能工人才能處理這種復(fù)雜的工作。另外,公司依然需要培訓(xùn)工人來(lái)操作機(jī)器?!?/p>

“在我看來(lái),工廠對(duì)工人的要求也是在發(fā)生變化的。也許在12年前,很多手工作業(yè)非常耗體力,更不用提將人體力學(xué)這種時(shí)髦字眼考慮在內(nèi)了?,F(xiàn)在,當(dāng)年那些重體力活都由機(jī)器人來(lái)做,為的是工人可以得到體力上的解放,去做更適合他們的職位?!?/p>

機(jī)器人在現(xiàn)代化工廠的主要職責(zé)是承擔(dān)重體力活,危險(xiǎn)工種以及繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)

1950年,保時(shí)捷首款量產(chǎn)車356在祖文豪森誕生。當(dāng)時(shí)保時(shí)捷有108名員工,年均產(chǎn)能369輛。而今,保時(shí)捷每年培訓(xùn)的年輕人就有200位,祖芬豪森每天的產(chǎn)能就達(dá)到250輛,另外一間在萊比錫的工廠日產(chǎn)能更是達(dá)到650輛。保時(shí)捷要推出第一款全電力車,一個(gè)項(xiàng)目就創(chuàng)造了1000個(gè)新崗位。

如今,保時(shí)捷的工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)4.0,一些工作有100%全自動(dòng)的解決方案。但是,大部分的工作依然是手工作業(yè),例如引擎組裝和最終的組裝,這些工作都由工人借助智能工具完成。

技師的重要性依然無(wú)可取代。例如,一款保時(shí)捷911的引擎有250個(gè)部件,幾乎都由工人手工組裝而成,“現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)意味著自動(dòng)化的水平越來(lái)越高,但即使是最好的機(jī)器人也無(wú)法代替人力勞動(dòng)?!?/p>

保時(shí)捷的內(nèi)部組裝,由熟練技工采用智能工具完成

“只有訓(xùn)練有素的技工才知道哪一個(gè)部分需要加油,哪一個(gè)部分需要怎樣的力道進(jìn)行組裝才能保證引擎完美組裝——而再完美的機(jī)器人也達(dá)不到人手的靈活度?!北r(shí)捷工廠的工作人員對(duì)我解釋說(shuō),這樣產(chǎn)出的引擎有“生命”。

“工人的眼睛和手都是最有價(jià)值的工具,最大的優(yōu)勢(shì)就是可以審視生產(chǎn)流程,判斷一樣最終產(chǎn)品是否足夠好。例如,在皮具生產(chǎn)工坊,所有的皮質(zhì)汽車內(nèi)裝部件一定都要由有經(jīng)驗(yàn)的技師手工制作完成,因?yàn)橹挥兴麄儾艑?duì)皮質(zhì)本身有判斷力,手工縫制則是品味和質(zhì)量的重要體現(xiàn)?!?保時(shí)捷獨(dú)家配件(Porsche Exclusive) 總監(jiān)Boris Apenbrink對(duì)新浪財(cái)經(jīng)解釋說(shuō)。

“一個(gè)訓(xùn)練有素的技師在精確度上完全不遜于機(jī)器,可工人的靈活性機(jī)器根本達(dá)不到?!?Boris Apenbrink說(shuō)。



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