機器人產業井噴式增長 智能工廠大趨勢成型
隨著中國制造業的轉型升級,人力成本的上升迫使企業進行改革,機器人市場的爆發出的巨大需求,各地方政府紛紛出臺政策引導機器人產業發展,多原因促使機器人產業發展迅速,制造與信息融合的智能工廠也邁開腳步,大踏步發展。
中國人力成本上升
中國大陸“十二五”規劃城鄉居民收入增長要達到7%以上,同時,中國大陸人力資源和社會保障部提出“十二五”期間要努力實現最低工資標準年均成長13%以上,職工工資成長15%。
二零一一年一月至三月中國大陸有十三個省份調整最低工資標準平均增幅20.6%。目前中國大陸全國月平均最低工資標準最高的是深圳市1,320元人民幣;每小時平均最低工資標準最高的是北京市十三元。中國大陸平均工資在2005年時為每年17,853元人民幣,2009年時已經增加到31,622元人民幣,年均增長15.4%,若扣除物價上漲因素,實際漲幅為12.4%。
中國大陸經濟從過去出口轉為內需,用提高工資為刺激消費成長為最直接辦法,調整最低工資標準省份中以華東地區居多。從最低工資金額來看,華東地區浙江成為目前中國大陸全國月最低工資標準最高的省份,但,漲幅重慶排名第一,其漲幅27.9%。
為解決中國大陸薪資高漲產生成本壓力,另一方面急單缺工造成無法接單的情況,進而考慮采用工業機器人以維持穩定的生產作業。
中國大陸工資平均上漲15%到25%,如果大陸每年調薪20%,在2015年工資調漲將達100%,未來5年勞動成本增加更明顯。
市場需求推動機器人產業發展
2013年12月《工信部關于推進工業機器人產業發展的指導意見》提出到2020年,形成較為完善的工業機器人產業體系,工業機器人行業和企業的技術創新能力和國際競爭能力明顯增強。
前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國工業機器人行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》顯示,我國工業機器人市場規模不斷增長,已成為世界上增長最快的市場。
2003年我國工業機器人的需求僅約為1500臺,到了2013年需求量達到了28200臺,在10年的時間內增長了13倍左右。
據預測,2014年我國工業機器人的市場規模有望達到2.8萬臺左右,與日本并駕齊驅;2015年的需求量將達到3.4萬臺,將超過日本3000臺左右;2016年我國將成為全球最大的工業機器人市場。
我國的工業機器人的使用密度遠低于全球平均水平,與日本、韓國、德國等發達國家相比差距更加明顯。例如韓國是全球工業機器人使用密度最高的國家,每10000名工人中擁有機器人數量396臺;日本的萬人擁有量也達到了339臺;德國則以267臺的萬人擁有量位居第三。而中國的萬人工業機器人擁有量則僅為23臺,不及國際平均水平58臺的一半。
目前工業機器人的應用在我國比例為6.4%,日本26.6%,美國13.8%,德國13.6%,韓國10.8%。由此來看,與發達國家的巨大差距意味著我國工業機器人市場發展潛力巨大。
2013年12月《工信部關于推進工業機器人產業發展的指導意見》提到2020年,形成較為完善的工業機器人產業體系,培育3-5家具有國際競爭力的龍頭企業和8-10個配套產業集群;工業機器人行業和企業的技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,高端產品市場占有率提高到45%以上,機器人密度(每萬名員工使用機器人臺數)達到100以上,基本滿足國防建設、國民經濟和社會發展需要。
提出未來國產機器人應用的重點領域是:汽車及零部件、紡織、物流、國防軍工、制藥、半導體、食品等行業。以下是相關人士從機器人密度、產業升級和人工替代、市場滲透率三個不同角度來對未來我國工業機器人的市場前景進行預測。
以機器人密度來看,2013年底中國制造業工人數量約是2.207億,保守估計需要用到機器人的汽車、配件、3C、化工和食品等行業人員1.1億。如果在2020年后中國機器人密度按計劃達到100以上,則至少需要110萬套;而中國目前機器人保有量約15萬,則至少還有85萬臺的缺口。按照均價每套15萬估計,則共有1275億的市場。
從產業升級和人工替代來看,有社會學家預計我國2015-2016年將迎來人口拐點,2013開始勞動力供給每年至少減少100萬,至2020年總計至少減少1000萬。按現在制造業就業人口占非農就業人口的比例63%來估計,則未來6年制造業就業人口總供給減少630萬。
一般中低端制造業機器人的人工替代效應是5-6人,不考慮產業升級因素,僅此一項就需要105-126萬臺機器人。再考慮推動產業轉型升級推動的效應,預計需要50萬臺左右在高端機器人應用領域;合計155-176萬臺。
從市場滲透率來看,2013年底,我國實有企業數量達到1527.84萬戶,其中現代制造業實有企業32.60萬戶;小企業和個體經營戶共4436.29萬,其中制造業約占6%,數量為有264萬個。假設大企業使用的工業機器人100萬臺;2020年制造業小企業的5%的企業使用機器人,平均擁有2-3臺機器人,則總共需要26.4-39.6萬臺機器人。則我國未來10年的機器人總量應超過126.4-139.6萬臺套。
機器人代替人的現實價值
“有了機器人以后,就不用擔心生產受人的因素的太大影響。”澳美高新產品研發與IE部經理陳舞琴告訴記者,自去年9月下旬至今,公司共引進7臺工業機器人投入生產,大概相當于原來10個員工的工作量。
“機器人不會累,只要有電,任何時候都能運作,所以在一些重復性高、可復制性強、但又需要標準化的工序環節上非常實用,對應對目前的人力資源困局也有極大幫助。”
往自動化方向的轉型,是澳美作為勞動密集型企業在人口紅利逐步消減下的重要選擇。廣東澳美鋁業有限公司總經辦主任向英分介紹,80后、90后的新一代產業工人,已逐漸難以適應鋁型材行業高強度的勞作、枯燥單調的工序等傳統的工廠勞動模式。盡管澳美的工資待遇在行業上已達中上水平,但每逢春節、夏季工人還是會大量流失。
相比之下,機器人不會辭工、沒有情緒則更能滿足企業對生產穩定性的要求。陳舞琴認為,機器人參與生產作業后,工人工作也變得簡單,不再每天都干體力活,只需按鍵操作,機器人就能自動生產,即使人員流失也毋需專門培養一批人重新適應生產流程。
機器人替代人工的效益在佛山富惟汽配有限公司更為凸顯。這家廣州本田的老牌配件商,近年來一直謀求打入一汽大眾的一級供應體系。去年一汽大眾首度公布其南海生產車間應用800多個機器人的消息后,富惟也從下半年開始加快了自動化的步伐。
“這些‘新員工’的效果非常好。”富惟汽配的董事張守治算了筆賬,以前沖壓環節大概需要40個工人,機器人加入生產后能節省了一半的人力,但產量卻增加了一倍,“盡管前期總投入要過千萬元,但隨著單位時間效率的提升和人力成本的降低,估計3-5年內就能完全回本。”
據介紹,原來靠人工生產,受工人的工作狀態和水平影響,廢品率難以有效控制,這讓企業在出貨時容易陷入被動,而機器人則能最大限度減少廢品的產生。“目前我們能很穩定地把廢品率控制在1.2%左右,基本可以做到機器人從事某一工序的時間相當于人工最大產出的時間。”陳舞琴說。
有了機器人的參與后,管理人員對生產的分析也能更準確地“對癥下藥”,因為人為原因被排除后,生產中出現的問題往往就與模具或生產方式有關,這樣就方便企業對原有設備和生產方案進行及時維護和提升。
“當然,即使引入了機器人,也并不意味著我們對生產線進行翻天覆地的大改。”霍志渝表示,盡管機器人生產效率提提高的空間還比較大,但在實際操作時需考慮綜合匹配,因為整個生產過程不是單純考慮一個機械手,還有其他的沖壓機、鉆孔機等設備。“如果真的要將效率提到最高,那么可能整個生產線都要因此改動甚至替換,這需要付出的成本太大,并不現實。”
同樣引入機器人生產的富惟汽配在應對新舊設備磨合的問題上顯得更為成熟。這家公司來自工業機器人應用水平較高的臺灣,目前已開始嘗試自己做自動化設備的集成服務商。“機器和電腦都是外來的,模具是企業自己做,我們能做的就是將這三方進行有機整合。”張守治說。
而在自動化領域缺乏經驗的澳美高新,則希望能獲得更多外界的指導,學習與這些“機器人新員工”“混熟”。霍志渝期待,政府能搭建一些專業的學習平臺,創造更多跨園區企業間的交流機會。“一汽大眾不是在旁邊嗎?如果我們有更多機會跟這些自動化的先行者學習,也許會發現我們整個生產流程還有更多優化提升的空間,有更多的領域是可以用機器人來替代。”
在富惟汽配,老員工王偉就率先完成了華麗轉身。在入廠的第5個年頭,習慣了傳統作業的王偉開始與沖壓機器人“搭檔”,經過半年的熟悉,如今已能比較熟練地操控。“以前一個班40人8小時只能生產4000件,現在同樣時間只需一半的人力就可達產9000至1萬件。”
前像澳美、富惟等三水企業應用的機器人多從國外進口,投入動輒成百上千萬元,這意味著企業要盡快實現投資回報,除了要加大生產外,還需進一步壓縮人力成本的負擔,而隨著機器人應用的擴大或生產線更高程度的自動化,某些行業中的一些重要工序或將面臨大規模的“人機換血”。
各地出臺政策引導機器人產業發展
瞄準機器人產業優勢,考慮機器人市場的巨大需求性,各地為了搶占制造業先機紛紛推出政策引導機器人產業發展。
天津出臺《天津市電子信息產業發展“十二五”規劃》,“十二五”時期,天津市將培育發展物聯網、信息安全、人工智能、光電子四個戰略性新興領域;支持工業機器人、警用機器人、安全機器人、礦山機器人、水下機器人、醫用微創機器人的研發及產業化。到2015年,形成年產各類機器人5000個的生產能力,產業規模達到200億元。
沈陽市政府批復了新松機器人《關于成立機器人產業技術創新戰略聯盟的請示》,同意組建沈陽市機器人產業技術創新戰略聯盟,這對沈陽機器人產業的發展和裝備制造業的產品升級和轉型鋪墊了基礎。
青島下發《青島高新區鼓勵機器人產業發展扶持政策實施意見》(以下簡稱《意見》),被稱為8條新政,將于本月正式落地。《意見》的實施,使得青島成為繼重慶、南京等地之后又一個宣布對機器人領域給予政策支持的城市。《意見》的落地,也標志青島國際機器人產業園開啟產業聚集、產業扶持的實質性工作。
重慶市政府發布《關于推進機器人產業發展的指導意見》,決定把機器人產業作為我市重要的戰略性新興產業加快培育發展,計劃到2015年,全市機器人產業銷售收入達到300億元,初步形成集聚檢測設計平臺、系統集成、整機及關鍵零部件研發制造的綜合產業集群,機器人產業基地初具規模。
南京市政府公布《加快推進南京市工業機器人(42.40,-2.010,-4.53%)產業發展的工作意見》,除了在麒麟建設“機器人產業園”,南京市還將打造江寧、六合、高淳三個“機器人產業基地”。到2020年,南京將成為全球知名、國內領先、優勢突出的中國機器人產業基地。
洛陽市制定《洛陽市工業機器人及智能裝備產業三年攻堅行動計劃》(下稱《計劃》)。該計劃稱,2014年至2016年,全市工業機器人及智能裝備產業主營業務收入年均增速保持在30%以上,到2016年末,主營業務收入力爭達到800億元,在裝備制造業銷售額中所占比例超過30%;在全市重點工業領域實現工業機器人及智能裝備的規模化應用,現有裝備生產線智能化率超過30%。“三個30%”目標的提出,立即在當地及業內引起強烈關注。在2012年,洛陽市工業機器人及智能裝備產業實現主營業務收入300億元。
廣州市政府常務會議審議通過了《廣州市推動工業機器人及智能裝備產業發展的實施意見》(以下簡稱《意見》)。《意見》顯示,廣州到2020年將培育形成超千億元以工業機器人為核心的智能裝備產業集群。廣州機器人市場潛力巨大,但制造機器人的關鍵零部件技術目前國內還沒有完全掌握,成為這個產業發展的制約。
還有上海、佛山、柳州、蕪湖、張家港、常州、合肥、馬鞍山、蚌埠、唐山、哈爾濱的地區正在研究政策或在規劃積極引導機器人產業發展,機器人產業在中國大地呈現遍地開花,百花爭艷的氣勢!
機器人與智能工廠
機器人發展關鍵在于應用,而智能工廠恰恰是機器人能最好發揮其作用的地方。
“智能工廠”是指在數字化工廠的基礎上,利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務;清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據,以及合理的生產計畫編排與生產進度。目前智能工廠可實現的技術包括無線感測、控制系統網路化和工業通信無線化等。
智能工廠既需要自動化設備和機器人的執行機構,也需要物聯網和工業以太網等信息傳輸機構,把一切信息匯總到系統,通過系統控制整個工廠的生產作業,以下就是人在智能工廠的描述:
假設你是一名普通工人,清早刷卡通過1號門進入生產區,門禁系統在記錄出勤的同時,會將個人基礎信息自動錄入EAP(員工幫助計劃)管理系統。在系統的另一端,廠里的心理咨詢師會根據數據提供的近期內你的勞動強度、工作表現、情緒指標等來關注你的健康狀況。
早餐后,當你走進中心控制室,與全廠10個車間的控制師們在明亮舒適的工作環境中開始一天的工作。在每個人面前的設備屏幕上,全廠的設備運行狀況配以數據,以可視化模型的方式一覽無余。
你心情愉快地掃視自己監控設備的數值波動,DCS(分散控制系統)會自動提示出現異常數值波動的環節,并通知車間巡檢班長到設備區進行仔細巡檢。一會兒,巡檢工人的坐標出現在電子視圖上,對方發現的問題和記錄的數據也一并通過電子巡檢設備傳回控制室。
判斷問題后,系統自動給出處理方案,并指導技術工人輕松的處理了設備問題……
機器人作為智能工廠的一環,承擔著重要責任,它是生產線上的執行機構,作用又不僅僅這么簡單,機器人可以進行危險作業、智能巡檢和事故處理等工作,未來智能工廠離不開機器人這個小伙伴!
未來智能工廠趨暢想與趨勢
在未來工廠,每個生產環節清晰可見、高度透明:信息和生產組成了一個密切相關的網絡。整個車間悄然高效地運轉,智能機器不僅彼此協作,還與遍布全球的員工、顧客和客戶以及智能分析動態系統進行協作,它們分布在整條供應鏈的各個環節。
未來的工廠即智能工廠就是代表高效率的樂園:次品、停機、浪費和等待這些問題統統不復存在。工廠經理和CIO們齊心協力,確保數據和生產、IT和制造無縫結合起來,每個機器的每次轉動、每個刀具的每次切割以及全球交付鏈上每個部件的每次運輸,都一覽無遺。
那種未來工廠絕對代表了技術和制造領域發展的最高峰,完美地整合了高科技工具和高科技員工,這與制造業在過去幾個世紀漆黑一團的形象形成了鮮明對照。
雖然這個夢想很奇異,但實際上,它比你我想象的更接近現實。因為機器人產業的迅速發展,自動化設備的快速進步,3D打印技術的成熟,互聯網、物聯網、車聯網等的發展融合,信息交流更加便捷快速,這一切都意味著它離我們不遠了。
智能工廠的趨勢已經形成,它可能是第三次工業革命的核心之一,第三次工業革命,實質就是以數字制造技術、互聯網技術和再生性能源技術的重大創新與融合為代表,從而導致工業、產業乃至社會發生重大變革的過程。融合了信息與制造的智能工廠承擔了為全球制造業轉型升級的重任,歷史性的機遇即將到來!
劣品、停機、浪費和等待這些問題統統不復存在。工廠經理和CIO們齊心協力,確保數據和生產、IT和制造無縫結合起來,每個機器的每次轉動、每個刀具的每次切割以及全球交付鏈上每個部件的每次運輸,都一覽無遺。
那種未來工廠絕對代表了技術和制造領域發展的最高峰,完美地整合了高科技工具和高科技員工,這與制造業在過去幾個世紀漆黑一團的形象形成了鮮明對照。
雖然這個夢想很奇異,但實際上,它比你我想象的更接近現實。因為機器人產業的迅速發展,自動化設備的快速進步,3D打印技術的成熟,互聯網、物聯網、車聯網等的發展融合,信息交流更加便捷快速,這一切都意味著它離我們不遠了。
智能工廠的趨勢已經形成,它可能是第三次工業革命的核心之一,第三次工業革命,實質就是以數字制造技術、互聯網技術和再生性能源技術的重大創新與融合為代表,從而導致工業、產業乃至社會發生重大變革的過程。融合了信息與制造的智能工廠承擔了為全球制造業轉型升級的重任,歷史性的機遇即將到來!
摘自中國機器人網- 上一篇:盤點十大工業機器人應用最廣的行業 2014/5/22
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