人機協(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)。”
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)，只聞機器臂運行的轟鳴聲，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”的機器人臂開始忙碌起來。
靈活的一號機器臂滑動在軌道上，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器臂開始進(jìn)行兩邊的車框噴涂。整個過程，靈活的機器臂就如跳舞一般自帶韻律。噴涂完成，二號機器臂隨即將車門 關(guān)上。“啪啪”兩聲后，車輛迅速被送往下一個環(huán)節(jié)，三個機器臂優(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，一旁的機器臂將“體檢”完的鈑金塊安置到位，并撤走自己的機器。幾乎同時，另外兩臺機器臂立刻跟上，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。”負(fù)責(zé)接待的寶馬負(fù)責(zé)人介紹。
地球“賽博坦”里的人機協(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強公司，現(xiàn)在已經(jīng)被大眾集團收購。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。”帶領(lǐng)調(diào)研組參觀的員工MatthiasLessel說，這個環(huán)節(jié)中，工人指引機器手正確落位后，再控制機器人迅速上 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，然后搬運機器人就會根據(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，搬運機器人減輕了工人定時搬運之苦，減低了在這個環(huán)節(jié)所造成的時間與人力的浪費。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器的協(xié)作實現(xiàn)互補，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)為智能手機有“腦袋”，實際上其智慧并不是來自手機本身，而是依靠其背后強大的信息體系支撐。
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。”赫爾貝格說。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)。”虛擬生產(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。”赫爾貝格說。
朱先生