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贝加莱肖维荣:黑灯工厂很炫酷,但并非最理想的智能制造场景

日期:2018-09-19 10:14:37编辑作者:申博官网手机版
黑灯工厂很炫酷,但并非最理想的智能制造场景
关闭作业区域的照明灯光,把工厂完全交给机器。从原材料到最终成品,所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯”厂房内自动完成,无须工人值守。类似的全自动化“无人工厂”在近年来掀起的智能制造浪潮下备受推崇,常被视作产业转型升级的经典案例。
 
“黑灯工厂虽然很炫,但不是最有效、最经济的制造模式,因此并非最理想的智能制造。”在贝加莱大中华区总裁肖维荣看来,一味追求无人化的黑灯模式,其实偏离了智能制造的本源。智能工厂中最理想的人机关系,是将知识通过人集成“封装”进机器中,最适合人做的事情让人去做、最适合机器做的让机器做,再以一种最方便的方式实现人与机器的协作。
 
如今的工厂机器加工,早已不是传统的车铣刨磨时代。数控加工中心与机器人的配合、机器与机器的协同、人与机器的协作,都对工业自动化学科提出了更高更复杂的要求。
 
汽车行业的产线、机器人控制、组装、喷涂等都需要控制。
 
如何提高制造流程的协同性来压缩生产成本,是贝加莱业务的核心。在工业自动化行业,创建于1979年的贝加莱称得上是一家明星公司:以可编程逻辑控制器(PLC)、HMI(人机交互界面)、工业电脑(IPC)、伺服运动控制等产品,尤其是工业自动化软件和行业方案见长的欧洲“隐形冠军”。在机械制造领域,贝加莱拥有功能和实时性远超竞争对手的控制器;在机器人产业,贝加莱虽不制造机器人的机械本体,但却提供机器人的大脑——机器人控制系统解决方案,其拥有的开放式机器人控制系统,有类似手机APP的标准功能模块可供调用;工厂管理层面,贝加莱的过程控制软件能将工厂设备按层级整合成完整系统进行集中监控。在过去20年中,贝加莱销售收入的年复合增长率达11%。在规模达200亿美元的机械和工厂自动化细分市场中,贝加莱年销售额超过7亿美元。
 
肖维荣在上世纪80年代末赴德国留学取得博士学位,曾继续留校任教,于1995年加入贝加莱公司位于奥地利的总部研发中心。在接受澎湃新闻采访时,他坦言当时也曾把自动化与无人干预画上等号。“早年我在德国做工程师的时候,有一种理想的概念:什么是自动化?自动化是不是就不需要人了呢?所以在做我第一个项目的时候,就把软件做成全自动、无手动模式。但后来我发现,机器突然出现毛病怎么办?全自动人就干预不了了。所以机械自动化最基本的要求一定是手动和自动两种模式同时都在,但这种最和谐的人机合作关系是最难的,也是此领域的最高境界。” 
 
以黑灯工厂为例,自动化取代了机械的劳动、无法取代人的经验,生产的实时检测也离不开照明。人依然是生产环节中不可或缺的因素,当机器出现毛病时,人可以脱离自动状态去干预机器。
 
去年4月,全球工业机器人四巨头之一的瑞士ABB集团宣布以全现金收购贝加莱公司,后者成为ABB工业自动化事业部旗下的机械与工厂自动化业务单元。对ABB来说,此举使其补齐历史短板、成为全球工业自动化领域排名第二的企业,获得了在机器和工厂自动化领域锐意推进智能制造的劲旅。对贝加莱而言,加入ABB既解决了家族企业接班的问题,又获得了更多市场资源、扩大了向市场提供的产品与技术的范围。
 
肖维荣对澎湃新闻说,很多人认为智能制造就是要把很多算法放进去,实际上这些算法会耗费很多计算资源,使机器动作很慢。即使最终得到的结果很好,但机器思考出结果需要很长时间,耗费很多能源,影响了机器的效率,反而有违降低成本的初衷。他认为,总成本是评价智能制造是否成功的最重要标准,原材料成本是成本,人才、时间、售后维护等也是成本。
 
个性化定制时代的来临,正在对制造成本提出新的挑战,未来往往意味着不可见的成本。当加工的产品数量从100000变为100,意味着良品率下降,不产生增值的换料环节成本和为适应不同产品重新调整产线的成本越加凸显。如何让个性化商品的制造成本无限接近于非个性化大批量生产的商品?肖维荣的答案是基于柔性制造技术的个性化大规模定制。
 
个性化定制可以理解,大规模生产也可以理解,但何谓个性化大规模定制?这其实指代了生产的两个维度:一是提供多样化、小规模的定制产品,二是定制化生产的成本与批量生产相类似。这要求产线具有高度灵活性:过去一条产线只生产一个规格的产品,柔性产线根据订单要求不同,同时生产不同产品。肖维荣称,柔性制造并不是要脱离原先的自动化,而是要在原先机电一体化的基础上进一步突显软件的作用,在制造流程中引入智能的算法、逻辑和判断,形成“机电软一体化”为基础的高度自动化批量生产。
 
只需通过修改软件参数,产品更新换代和定制生产不需要改变原先的团队和设备,靠软件以不变应万变。柔性生产的概念在上世纪60年代被首次提出,并未获得广泛应用。为何如今变成了全球制造业的香饽饽?肖维荣认为,这基于几方面条件的成熟:通信技术的发展、计算存储资源成本的下降、建模仿真等软件技术也更为成熟。“市场对于个性化产品的需求也在不断增长,柔性制造需要的各种条件已经具备。”
 
2016年,贝加莱推出了柔性电驱输送系统SuperTrak,其动子采用永磁体设计,以垂直方式安装与定子构成磁场切换动子运动来实现高速的移动,可提供极为灵活的生产变换,通过软件的设置实现速度、位置的同步关系变化,进而实现生产的重新组织,大大缩短了传统机械调整中人工调校的时间。据了解,某欧洲厂商高精度压力计装配,传统生产技术下产品型号切换时间为8个月,而采用基于SuperTrak技术的机械设备将产品型号切换时间缩短至6个星期。
 
2017年,贝加莱又推出了升级版具有高速转向器的柔性输送系统ACOSPOStrak,其分流与汇流的能力令产线组织更为灵活多变,将大批量生产的经济性延伸至批量为1生产。
 
 

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