2014年，在人力資本、招工難、提高生產(chǎn)效率等多重因素影響下，家電整機企業(yè)及上游零配件企業(yè)，逐漸意識到“機器人換人”的作用。盡管與汽車、手機等行業(yè)相比，機器人在家電行業(yè)的應(yīng)用仍處于初級階段，但家電企業(yè)在“機器人換人”方面的探索卻從未止步。

各種因素催熱需求

“‘機器人換人’是美的集團的長期戰(zhàn)略。”7月25日，在中國家用電器協(xié)會常務(wù)理事會上，美的集團總裁助理王金亮表示，通過“自動化、智能化、少人化”等各種手段減員增效，是美的近年來轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容。“到2015年，美的在‘機器人換人’方面的投入將超過10億元。”

無獨有偶，在談及海爾轉(zhuǎn)型時，海爾集團董事會副主席、輪值總裁周云杰也特別提到，海爾未來的目標是要做“無人化工廠”。通過自動化設(shè)備減員增效也是海爾一直在做的。據(jù)了解，海爾洗衣機生產(chǎn)線原來90多人，應(yīng)用自動化設(shè)備后，現(xiàn)在只需要30人，效率還提高了1倍。

2013年，創(chuàng)維彩電提出“311”機器人戰(zhàn)略，即“投資3000萬元、節(jié)約1000人、建成1條自動化生產(chǎn)線”，標志著創(chuàng)維制造總部“機器人戰(zhàn)略”正式提上議事日程。

不僅整機企業(yè)，以上海日立、美芝、加西貝拉、錢江為代表的上游零配件企業(yè)，為了適應(yīng)家電企業(yè)制造升級的整體戰(zhàn)略，在“機器人換人”方面的動作甚至更為超前。據(jù)了解，上海日立應(yīng)用機器人已經(jīng)有10年的歷史，2009年成立了自主研發(fā)制作專用設(shè)備的部門——現(xiàn)代制造技術(shù)中心，為上海日立各工廠提供機器人自動化、先進生產(chǎn)線的制造。2014年，該部門正式成為事業(yè)部。

“中國勞動力成本每年以10%甚至超過10%的速度不斷增長，中國已不再是低收入、低成本的國家，通過提升生產(chǎn)工藝裝備的自動化、智能化水平，向自動化要效益實現(xiàn)減員增效在家電行業(yè)蔚然成風(fēng)。”中國家用電器協(xié)會秘書長徐東生說。

媒體報道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從2004年到2013年的10年間，中國制造業(yè)從業(yè)人員的平均工資增長了3倍，年平均增幅為15%。國家信息中心信息開發(fā)部的數(shù)據(jù)顯示，2013年，洗衣機企業(yè)員工工資的平均增幅為15%~18%。迅速增加的勞動力成本給利潤微薄的家電制造業(yè)帶來極大的壓力。不僅如此，新一代務(wù)工人員對工作環(huán)境更為挑剔，一些危險、艱苦、枯燥的崗位往往招不到工人。“企業(yè)現(xiàn)在招工太難了，給工人的工資越來越高。而且，‘90后’務(wù)工人員隨意性強、流動性大，給了高薪也難以留住。”尊貴冰箱陳廣友對《電器》記者說。

“機器人運用在危險、艱苦的生產(chǎn)環(huán)境中，可減少一線工人的流失。”某業(yè)內(nèi)人士對《電器》記者說。據(jù)他介紹，現(xiàn)階段家電行業(yè)應(yīng)用的機器人主要為機械手和機械臂，大多應(yīng)用在生產(chǎn)線的前端和末端，如物料搬送、焊接、捆包裝箱等環(huán)節(jié)。這些崗位工作辛苦且枯燥，人員不穩(wěn)定，采用機器人后不僅解決了這個問題而且大幅提高了工作效率。

“以前提升產(chǎn)能主要依靠增加生產(chǎn)線，現(xiàn)在越來越多的家電企業(yè)通過技術(shù)改造提高裝備水平、通過提高自動化程度來提升生產(chǎn)效率。”徐東生說。北京師范大學(xué)所進行的一項制造業(yè)單位勞動力成本研究結(jié)果表明，勞動生產(chǎn)率生長速度如果超過工資增長速度，可以降低企業(yè)的單位勞動力成本。家電企業(yè)正努力通過提高生產(chǎn)效率，消減各項成本上升帶來的影響。據(jù)王金亮介紹，2014年美的集團預(yù)計收入規(guī)模與2010年相當，但員工人數(shù)為12萬人，比2010年減少40%。星星家電集團總經(jīng)理楊文勇說，星星一條生產(chǎn)線進行自動化改造后，同樣的時間內(nèi)產(chǎn)量由1000臺提升到1700臺。

徐東生特別強調(diào)：“‘機器人換人’其實是家電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。產(chǎn)品升級對生產(chǎn)提出了更高的要求進而帶來制造升級。”據(jù)《電器》記者了解，轉(zhuǎn)型升級后的美的集團提出了“精品戰(zhàn)略”，由于機器人能夠更精確地對一些工序精心加工，保障產(chǎn)品質(zhì)量，因而美的各個事業(yè)部應(yīng)用機器人的生產(chǎn)線越來越多，適用范圍逐步擴大。海爾有關(guān)負責人表示，海爾生產(chǎn)線的自動化不是簡單地為了節(jié)省人力，而是為了實現(xiàn)智能制造，解決原來生產(chǎn)制造規(guī)劃遇到的柔性制造困難，以滿足用戶的個性化需求。“自動化方案能夠解決勞動強度大、特殊環(huán)境、質(zhì)量要求、熟練程度等工位改善的需求，同時又能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量等。此外，自動化方案還將基于產(chǎn)品大數(shù)據(jù)，使得設(shè)備間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)，滿足用戶全流程體驗和個性化定制需求。”

應(yīng)用范圍逐步擴大

據(jù)《電器》記者了解，無論人力還是物力，許多家電整機及配套企業(yè)在設(shè)備自動化改造方面的投入“不遺余力”。

據(jù)創(chuàng)維有關(guān)負責人介紹，公司成立專門的自動化研發(fā)項目組、自動化工裝小組、設(shè)備維護組，并且不斷增加對自動化生產(chǎn)、機器人研發(fā)方面的投入，購買先進的自動化設(shè)備。創(chuàng)維“311”工程項目共90項，涉及平板廠、機芯廠、模具廠、注塑廠、電源廠和元件廠。

海爾為了保證自動化方案落地，內(nèi)部建立專門對接的小微團隊，在自動化項目實施的全環(huán)節(jié)/工序投入資金，包括物流智能配送、總裝模塊化下機器人自動緊固、自動焊接等和前工序黑燈車間。

美的有關(guān)負責人為《電器》記者梳理了2012年至今美的空調(diào)和熱水器在“機器人換人”方面的成果。2012年，美的空調(diào)成立了專業(yè)的機器人設(shè)計加工團隊，自主研發(fā)了電子、鈑金加工裝配機器人生產(chǎn)線。目前，在機器人應(yīng)用方面，美的家用空調(diào)注塑生產(chǎn)線共計投入接近200臺、總裝成品下線超過100臺，其他電子、部裝裝配機器人接近200臺。美的熱水器事業(yè)部針對線內(nèi)品質(zhì)、人機和諧、停線、防錯等方面展開自動化改造，并已經(jīng)在成品碼垛、內(nèi)膽端蓋自動焊接等生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)機器人或機械手應(yīng)用。

上海日立電器有限公司副總裁李海濱介紹說，目前上海日立的生產(chǎn)線上已經(jīng)擁有180多臺機器人，2014年在建項目接近50臺，主要運用在各工廠的物料搬送、焊接、組裝、捆包裝箱等環(huán)節(jié)。其中，上海工廠鈑金線已經(jīng)實現(xiàn)了從投料到殼體成品全線機器人作業(yè)。李海濱對《電器》記者形象、生動地介紹了鈑金工廠壓縮機殼體生產(chǎn)線上“機械臂”機器人的工作內(nèi)容：“料板被卷成圓筒形狀后，輸送到整形環(huán)節(jié)，機器人用機械臂上的一只‘手’快速抓起殼體，傳至整形機器，然后用另外一只‘手’先把已整形好的殼體靈活拿起，送至下一環(huán)，再把之前抓的殼體準確地放上整形機器。一抓一放之間，一個轉(zhuǎn)身即處理了兩臺殼體，一個殼體的處理時間不過幾秒鐘。”

杭州錢江壓縮機有限公司在機器人應(yīng)用方面不只局限于物料搬送等。據(jù)該公司有關(guān)人士介紹，2012年錢江壓縮機實施了“制冷壓縮機生產(chǎn)線自動化設(shè)備改造”項目，引進了多套國內(nèi)外先進設(shè)備，包括全自動活塞割槽機、數(shù)控加工中心、自動清洗線、瑞士高精度數(shù)控龍門雙盤閥片加工線等，使用現(xiàn)代機械制造技術(shù)替代傳統(tǒng)制造方法，利用自動化生產(chǎn)替代低素質(zhì)勞動。該項目還包括部分自制數(shù)控設(shè)備以及對現(xiàn)有設(shè)備的自動化改造，錢江技術(shù)人員根據(jù)企業(yè)特定的生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品加工要求自行設(shè)計制造自動化設(shè)備，例如自制自動連桿鉆孔機、數(shù)控活塞珩磨機等。

值得一提的是，為滿足壓縮機產(chǎn)品對品質(zhì)以及產(chǎn)能的要求，錢江針對提供機殼機蓋配件的下屬子公司——杭州萬勝電器制造有限公司同步推進“機器人換人”工程，實施“機殼機蓋生產(chǎn)線工藝革新及自動化改造”項目，改進工藝，引進自動化設(shè)備，不僅實現(xiàn)自動進、取料，而且由原來的單人單機改為一人三機。目前，萬勝電器正著手研制將擴口與束節(jié)兩道工序合并在一臺機器上，可以實現(xiàn)同時加工的自動化設(shè)備，該項目總投資1200萬元。

為提升生產(chǎn)線自動化水平，提高生產(chǎn)效率，加西貝拉壓縮機有限公司大膽創(chuàng)新，改變新項目組線方式，由自動單機轉(zhuǎn)向自動連線。如裝配線采用“島型”與“流線型”融合的方式，通過大量的“機器人換人”，提升了裝配自動化水平，有效保證直通率;核心部件曲軸箱精加工采用回轉(zhuǎn)式專機自動連線方式，節(jié)省用工60%，零件一致性大大提高;殼體焊接線，從原單機手工操作改為自動化連線生產(chǎn)后，兩條生產(chǎn)線減員50%。

積極效果初步顯現(xiàn)

目前家電業(yè)“機器人換人”還處于初級階段，機器人應(yīng)用大多集中于生產(chǎn)線的前端和末端。盡管如此，多家企業(yè)負責人對《電器》記者表示，目前的自動化改造效果已經(jīng)令他們非常滿意，“機器人換人”可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性，并且改善了一線員工的工作狀態(tài)。

“我們所說的機器人自動化解決方案不只是為了節(jié)約人力，更是為了提高用戶全流程體驗、提高產(chǎn)品質(zhì)量水平和標準化、改善員工操作環(huán)境，同時培育員工由操作型向知識型轉(zhuǎn)型。”海爾有關(guān)負責人表示，“‘機器人換人’的前工序可實現(xiàn)智能無人化黑燈車間，‘總裝’環(huán)節(jié)做到模塊化下的智能機器人組裝，物流環(huán)節(jié)實現(xiàn)‘端到端’的智能輸送。以目前海爾已達成的一條自動化內(nèi)筒生產(chǎn)線為例，通過‘機器人換人’，生產(chǎn)效率比原先提升3倍，機器人焊接產(chǎn)品質(zhì)量比過去提高20倍。”

據(jù)創(chuàng)維有關(guān)負責人介紹，目前開展的自動化機器人項目為一年內(nèi)收回成本、短期可收益的優(yōu)勢項目，普遍來說效益可提高20%左右。以一臺電視機后蓋裝配為例，人工打螺釘為4~6顆，在采用自動打螺釘之后，原來三人的工作量現(xiàn)在只需兩臺機器人完成，產(chǎn)能效率可以提高21.9%。

上海日立有關(guān)負責人還為《電器》記者提供了一組數(shù)據(jù)，詳細對比了應(yīng)用機器人后2013年生產(chǎn)線人數(shù)以及生產(chǎn)效率的變化：生產(chǎn)線改造前每班人數(shù)為10人，班產(chǎn)能為2949臺，人均操作設(shè)備1.2臺;通過“機器人換人”，投入機器人8臺，每班人數(shù)僅為3人，班產(chǎn)能達到3392臺，人均操作設(shè)備7.7臺，人均班產(chǎn)能也從約295臺提升至約1131臺。

錢江壓縮機有關(guān)負責人表示，通過“機器人換人”，杭州萬勝減少一線操作工60人，勞動生產(chǎn)率提高超過30%;在產(chǎn)品質(zhì)量方面，由于減少了人力干預(yù)，凸顯了旋切機加工的穩(wěn)定性，產(chǎn)品一致性得到提高。

引入機器人能夠使一些艱苦甚至高危的環(huán)節(jié)得到極大地改善。美的有關(guān)負責人舉例說，美的空調(diào)一家工廠中的部分高焊線，需要工人從39℃的高溫烘干爐中取出蒸發(fā)器行走2~3米后，再將其搬運到高焊線立放。“這個看似簡單的動作，工人每天需重復(fù)3600次彎腰、轉(zhuǎn)身等動作，作業(yè)環(huán)境又高溫難耐，導(dǎo)致該崗位流失率一直居高不下。”這位人士介紹，“引入機器人從事這個環(huán)節(jié)的工作后，整個流水線的工作都順暢了。”

問題較為集中

據(jù)《電器》記者了解，無論家電整機還是零配件企業(yè)，在“機器人換人”方面，現(xiàn)階段仍然存在自動化延續(xù)性、人工操作技能有待提高、自主研發(fā)能力薄弱等諸多制約。

在自動化延續(xù)性方面，海爾有關(guān)負責人認為，自動化不僅是機器人代替人工，而是智能自動化，是智能制造的核心環(huán)節(jié)，在自動化實施過程中，內(nèi)部團隊如何實現(xiàn)產(chǎn)品標準化、模塊化，以保證自動化延續(xù)性方面仍存在挑戰(zhàn)。全流程并聯(lián)交互的解決方案，不是簡單的用機器人替代人工，而是滿足全流程用戶體驗、提高員工舒適度、減少環(huán)境的差異化方案。

生產(chǎn)線實現(xiàn)大規(guī)模“機器人換人”后，工人的操作技能也同樣需要提升。為此，美的花了大量精力對員工進行培訓(xùn)，以適應(yīng)新條件下的崗位要求，推動用工模式的轉(zhuǎn)型，自動化工程師及設(shè)備投產(chǎn)后的維護保養(yǎng)跟進人員也應(yīng)該同步跟進。此外，美的有關(guān)負責人還提出，產(chǎn)品平臺的標準化問題應(yīng)得到重視，只有生產(chǎn)線標準化才能實現(xiàn)規(guī)?；约白詣踊?。

創(chuàng)維有關(guān)負責人表示，國內(nèi)家電企業(yè)現(xiàn)階段仍然依賴采購國外知名品牌機器人，如何采用低成本研制和開發(fā)機器人，是企業(yè)必須面臨的問題。此外，在提高機器人持續(xù)工作穩(wěn)定性、優(yōu)化工藝以及制定標準化的生產(chǎn)工藝流程方面，國內(nèi)家電企業(yè)自主研發(fā)工作還需要不斷完善。

值得注意的是，家電企業(yè)在應(yīng)用機器人方面，更多依賴的是與專業(yè)機器人制造商合作，像上海日立那樣了解機器人應(yīng)用并具備一定開發(fā)機器人能力的企業(yè)并不多?！峨娖鳌酚浾咄ㄟ^與機器人制造企業(yè)交流得知，目前家電企業(yè)在機器人方面的應(yīng)用也遠低于汽車、手機等行業(yè)。由于應(yīng)用時間不長，如何與機器人供應(yīng)商合作，如何長遠地確定企業(yè)自動化改造方案，對家電企業(yè)來說，都是全新的課題。

對此，海爾有關(guān)負責人認為，自動化程度不是越高越好，而是適度自動化、達到智能化。家電企業(yè)一方面要積極實施，另一方面也不要冒進，畢竟機器人在家電領(lǐng)域還處于起步應(yīng)用階段，有些模塊方案是創(chuàng)新方案，沒有可借鑒的母本方案，從方案規(guī)劃到實施落地需要多次探索驗證，時間周期較長，存在失敗的風(fēng)險。實施過程既要有策略，把握好前進的力度，又要保證持續(xù)引領(lǐng)不能過度。

發(fā)展前景廣闊

對于“機器人換人”未來的應(yīng)用，主流家電企業(yè)表示，將繼續(xù)加大對生產(chǎn)自動化方面的投入力度，并做好了未來3~5年的規(guī)劃。徐東生表示，國內(nèi)家電企業(yè)在“機器人換人”方面今后還將會逐漸增加比例，可以說家電企業(yè)未來“機器人換人”具有很大的發(fā)展空間。據(jù)悉，家電企業(yè)未來“機器人換人”的發(fā)展方向，體現(xiàn)在打造智能化工廠、加大機器人應(yīng)用范圍、優(yōu)化工藝及提高產(chǎn)品標準化等方面。

海爾有關(guān)負責人表示，未來將持續(xù)推進智能化機器人實施、落地，打造成更多智能化工廠。首先，海爾將搭建更為開放的平臺，持續(xù)吸引更多一流資源來平臺交互方案，達成不斷升級、持續(xù)引領(lǐng)的自動化解決方案;其次，打造設(shè)備智能化集成體系，從國家層面建立行業(yè)引領(lǐng)的標準，向德國工業(yè)4.0一樣，輸出家電智能自動化實施的統(tǒng)一標準;第三，未來自動化設(shè)備能夠滿足與人的智能交互，實現(xiàn)智能柔性生產(chǎn)，可自我感知、自我分析、自我維護，建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)制造模式，滿足用戶高度個性化的需求;最后，智能產(chǎn)品具有獨特的可識別性，可以在任何時候被識別，知道整個被制造過程的細節(jié)，甚至能半自動地控制智能制造的各個階段，例如用戶可以直接參與產(chǎn)品的設(shè)計、構(gòu)造、生產(chǎn)、物流及回收的各個階段。

美的有關(guān)負責人坦言，美的空調(diào)已經(jīng)連續(xù)三年每年投入1.5億元進行自動化改造，未來在這方面的投入仍是“上不封頂”。在制造環(huán)節(jié)，美的空調(diào)將全面依靠自動化設(shè)備、機器人來提升人員效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，美的家用空調(diào)在國內(nèi)共有7個制造分廠，2015年工人將減至2.5萬人，減員后所剩下的工作量，將全部由自動化設(shè)備或者機器人完成，在一些關(guān)鍵零部件組裝、焊接和測試等方面，也將加大機器人的應(yīng)用范圍。在熱水器方面，美的將會按照自動化的三年規(guī)劃，在裝配、焊接、沖壓等領(lǐng)域推進機器人替代人工的自動化生產(chǎn)。

目前，創(chuàng)維在自動化方面做出的努力，不僅包括在設(shè)備方面的投入，也包括在工藝優(yōu)化和產(chǎn)品的標準化所做的工作，目的是為今后進一步推進自動化鋪路。據(jù)透露，創(chuàng)維將把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到自動化設(shè)備實時監(jiān)控中，實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。同時，創(chuàng)維增加生產(chǎn)設(shè)備的自主控制，把分散的、自主的、智能化制造設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)的形式連接在一起，使其更具動態(tài)性和靈活性，以迎合客戶對產(chǎn)品個性化、多樣化、多變化的需求，在三年內(nèi)，大力研發(fā)行業(yè)通用工序機器人，在彩電生產(chǎn)領(lǐng)域節(jié)省50%的人工。

上海日立制定了新一輪三年自動化規(guī)劃，主要方向包括實現(xiàn)泵體、總裝等核心工序的柔性自動化技術(shù)突破;大規(guī)模應(yīng)用國產(chǎn)4軸機器人和3軸自動移栽裝置，降低自動化投資平均成本;智能系統(tǒng)向前延伸，MES系統(tǒng)延伸至供應(yīng)商，與場內(nèi)自動化系統(tǒng)銜接，降低庫存資金和倉儲物流成本。

值得一提的是，家電企業(yè)通過與知名機器人制造商合作，在自主研發(fā)方面也同步進行。據(jù)了解，目前海爾采用自主研發(fā)+專業(yè)制造公司合作的形式，既引入全球一流的自動化資源并建立了長期合作協(xié)議，例如現(xiàn)代、ABB、KUKA等，又注重自主研發(fā)，全流程參與交互。海爾希望在焊接類、包裝類、檢測類和拿取搬運類機器人應(yīng)用成熟的基礎(chǔ)上，進一步升級緊固類、連接類等工位的探索和實施，同時更進一步探索人機協(xié)作、機機交互等智能機器人在家電領(lǐng)域應(yīng)用的探索和落地。

更多資訊請關(guān)注工業(yè)機器人頻道