2012年度在《第一財經周刊》時寫(xie) 的報道,關(guan) 於(yu) 機器人。那時郭台銘豪言壯語,要用機器人大量代替生產(chan) 線組裝工人。文章也采訪了《連線》雜誌前主編克裏斯.安德森,這位創客之父,講了講機器人對中國製造業(ye) 的影響和改變。逢百度舉(ju) 辦The Big Talk活動,討論機器人話題,舊文貼出。 現在來看,還不過時。
機器人,大作為(wei)
對於(yu) 2009年從(cong) 日本回國創業(ye) 的李昕春來說,眼下似乎沒有什麽(me) 比生產(chan) 機器人更好的生意了,創業(ye) 三年,他說他從(cong) 來不用主動為(wei) 自己的產(chan) 品尋找客戶,而且經濟越不景氣找上門來的客戶越多。他所創立的佛山龍甲機器人焊接技術有限公司甚至連一個(ge) 業(ye) 務員都沒有。
魅力來自於(yu) 機器人對人力的替代。李昕春相信,他的公司所生產(chan) 的機器人能夠有效地幫助客戶提高效率,節約成本。
今年7月,依靠從(cong) 龍甲定製的機器人,廣東(dong) 一家名為(wei) 澳美發的製造椅子的出口企業(ye) 使生產(chan) 椅子的部分工序實現了自動化。這些工序並不複雜,對一條鋼管進行切割、然後彎曲,再焊接和噴漆,但是過去這需要通過工人操作手工完成,而現在價(jia) 值600萬(wan) 元的機器人讓原來400個(ge) 工人1分鍾的工作量變成現在隻需要40個(ge) 工人和10秒鍾。因為(wei) 生產(chan) 成本的下降,澳美發把每把椅子的出口價(jia) 格調低了23%。
就像在這家生產(chan) 椅子的公司正在發生的變化那樣,在主要分布於(yu) 中國東(dong) 部沿海地區的中國製造業(ye) 企業(ye) 的生產(chan) 車間,那些還在生產(chan) 線上的工人將會(hui) 發現他們(men) 將與(yu) 新的工友—機器人—配合,或者,他們(men) 管理巡視的對象就是那些冰冷的機器人,它們(men) 不會(hui) 跳樓,沒有感情問題,對飲食起居也沒要求,隻知道工作。
按照經濟學家的解釋,中國的人口紅利正在消失,而對中國東(dong) 南沿海的那些加工製造企業(ye) 來說,這意味著招工難和工人流動率高已經成為(wei) 它們(men) 普遍要麵對的問題。勞動力市場供求關(guan) 係的變化也在扭轉過去工人工資低的狀況。據中國國家統計局統計,2011年,外出農(nong) 民工月均收入2049 元,比上年增加了 359元,增長 21.2%。
工人工資上漲意味著製造業(ye) 本來就不大的利潤空間被進一步壓縮。在這種情況下,機器人登場的時候到了。
當然,在中國的製造業(ye) 企業(ye) 中,某些特定領域應用機器人生產(chan) 已經不是新鮮事了,最典型的是汽車工業(ye) ,其80%的工作都已實現自動化,在汽車工廠內(nei) ,機械臂對汽車進行組裝、焊接、擰螺絲(si) 等,而人似乎沒怎麽(me) 做工作,成了機器的配角。
但是現在更多的行業(ye) 開始考慮使用機器人。據國際機器人聯合會(hui) 估計,目前全世界有110萬(wan) 個(ge) 正在工作中的機器人,而未來這個(ge) 數量將會(hui) 迅速增長,而增長的動力將主要來自中國。2011年在中國的機器人銷量為(wei) 2.26萬(wan) 台,同比大增51%,預計在2014年中國的工業(ye) 機器人銷量將成為(wei) 全球第一。2011年,中國每1萬(wan) 名產(chan) 業(ye) 工人中擁有機器人的數量是21台,而國際平均水平是55台,而美國是135台,韓國是 347台。
龍甲這樣的設計生產(chan) 機器人的公司正在迎來前所未有的好機會(hui) 。而它們(men) 最著名的客戶,是全球最大的電子設備代工企業(ye) 富士康。
富士康的員工超過百萬(wan) 人,他們(men) 絕大多數是站在生產(chan) 線一線的年輕工人。管理這麽(me) 多人對富士康的老板郭台銘來說是個(ge) 巨大的考驗。富士康的利潤率相比其他行業(ye) 非常之低,其中生產(chan) 蘋果產(chan) 品的利潤率被壓至1.5%。而龐大的人力成本和由此產(chan) 生的管理成本卻在不斷增加。
每天都有大量的新人進來,也有大量的工人離開,富士康工廠門口永遠都不缺招工的景象。進城打工的農(nong) 民工減少了,富士康就將它的工廠從(cong) 過去深圳這樣的沿海城市轉移進了太原和鄭州這樣的內(nei) 陸城市,讓農(nong) 民工在家門口就能進入工廠工作。但招工不足仍然是個(ge) 問題。
龐大的規模使得富士康選擇了嚴(yan) 格的近乎軍(jun) 事化的管理,生產(chan) 線上長時間單一重複枯燥的工作以及由上而下傳(chuan) 導下來的生產(chan) 壓力使得前兩(liang) 年富士康員工意外事件頻發。麵對工人、社會(hui) 以及媒體(ti) 的壓力,郭台銘不可能再繼續維持既有的生產(chan) 方式。
他思考出的轉型之道是先實現人與(yu) 機器人在生產(chan) 線上的分工配合,逐漸提高自動化的水平。在富士康,流水線上的全套生產(chan) 過程已經被切割成細小的工序,一線工人在生產(chan) 線上,不停地將東(dong) 西從(cong) 線上取下,完成自己要完成的工序。拾取件、衝(chong) 壓、焊接、打磨、擰螺絲(si) 、組裝後放入包裝盒,這些工序可能是很簡單的重複性的動作,機器人適合替代。這其中也有很多工序具有危險性,原本就不太適合人力去做。
2011年7月29日,郭台銘宣稱,要在未來3年內(nei) 用100萬(wan) 台機器人來替代生產(chan) 線上的人力。
就在他宣布這條消息的兩(liang) 個(ge) 多月前,富士康成都工廠內(nei) ipads生產(chan) 線的一個(ge) 打磨車間發生了爆炸。據富士康調查,事故的原因是易燃的鋁粉在管道內(nei) 堆積,遇上電器開關(guan) 打火,在排風筒內(nei) 引起爆炸。在打磨車間內(nei) ,這道工序要做的工作具體(ti) 就是工人戴著口罩將鋁材機身的ipads的後殼打磨光滑。在打磨拋光的過程中會(hui) 產(chan) 生很多鋁粉殘屑,而這些都是易燃物品,遇到明火就可能引起爆炸。
除了易燃易爆的危險,這道工序產(chan) 生的粉塵對人體(ti) 也是有害的。而機器人的應用將能夠讓工人退出類似危險的環節。
從(cong) 開始宣布消息到現在,富士康已經在深圳、太原和鄭州等地工廠裝備了一萬(wan) 餘(yu) 台機器人,其中有一部分會(hui) 由富士康自己生產(chan) ,它設立了專(zhuan) 門的機器人設計部門,自行製造了能完成單一動作的專(zhuan) 業(ye) 機器人Foxbot。
鄭州工廠的測試生產(chan) 線是應用這種機械手臂機器人的生產(chan) 線之一。出於(yu) 安全原因,機器人被鐵籠子罩著進行操作,它們(men) 參與(yu) 到最新一代的蘋果手機iphoness 5的檢測中。#p#分頁標題#e#
“一台機械手臂能代替四個(ge) 人力,每次它能同時操作12台測試設備,它的動作僅(jin) 僅(jin) 是不停地拿和放,機械手臂將還沒測試的iphoness抓到生產(chan) 線上,待測試好後,它再把手機從(cong) 生產(chan) 線上拿下來放到下一道工序。”這個(ge) 工廠的一位工人說。
但更多的機器人還是要通過對外采購,龍甲就是它的供應商之一。在拋光打磨車間,瑞士公司ABB提供的機器人也已經開始代替工人,打磨著成千上萬(wan) 的諾基亞(ya) 手機、iphoness和ipads。
ABB於(yu) 1994年將機器人業(ye) 務引入中國,而當時的中國市場還沒有像現在這樣走到一個(ge) 勞動力緊缺的關(guan) 口。而11年後,因為(wei) 中國市場可能具有的巨大潛力,這家公司將其機器人的研發中心搬到了中國,並在上海設立了製造工廠,開始在中國本土生產(chan) 機器人。
現在ABB已經擁有一長串中國客戶名單,除了富士康這樣的巨無霸,還有生產(chan) 無線鼠標和鍵盤的雷柏電子有限公司這樣的中小規模的公司。雷柏創立於(yu) 2007年,位於(yu) 深圳龍崗區,在富士康深圳廠區的東(dong) 麵。一開始雷柏為(wei) 外國廠商代工,去年則完全放棄了代工業(ye) 務,意圖成為(wei) 一家擁有自己的品牌的公司。
在2011年上海舉(ju) 辦的自動化博覽會(hui) 上,雷柏公司的參會(hui) 人員看到了ABB的機器人,後來向其購買(mai) 了70台機器人,用於(yu) 組裝鼠標和鍵盤等,這70台機器人承擔的工作量相當於(yu) 過去300名工人的工作量。
“今年深圳的最低工資標準提升了13%,去年前年則都提高20%,這樣下去,企業(ye) 的利潤都會(hui) 被不斷上漲的成本吞噬掉,工人也不好管理,流動性很大,有時候影響生產(chan) 和交貨,”雷柏總經理曾浩說,“要發展,要提升市場競爭(zheng) 力,就必須想辦法改變現狀。”
而機器人的到來讓雷柏的產(chan) 品品質至少提升了百分之二三十,員工人數從(cong) 以前的3000多人減少到了現在的1000多人,這也讓它們(men) 能夠提高現有員工的待遇。“過去一年我們(men) 沒有招員工,有離職的就出,但不進人了。”雷柏製造中心總監鄧邱偉(wei) 說。
效率和品質的提高都是來自每一道工序效率提升的積累,比如現在USB插頭塑料和金屬片組裝的節拍時間僅(jin) 為(wei) 3秒,生產(chan) 效率提高了60%。
無線鼠標需要一個(ge) USB插頭插入電腦,對於(yu) 這個(ge) 插頭,機器人的組裝過程是這樣的:插頭的塑料和金屬通過兩(liang) 條傳(chuan) 送帶送至機器人手臂下方的路徑點,機器人先夾起金屬頭,再夾起塑料焊接上,然後整體(ti) 抓起來,整齊排列在擺放區內(nei) 。這幾道工序由機器人自動完成,無需工人參與(yu) 。
一些機器人尚不能獨自完成的工序需要人與(yu) 機器人的配合,比如鼠標內(nei) 部元器件的裝配過程。傳(chuan) 送帶將鼠標底殼傳(chuan) 送到機器人下方,機器人將自動從(cong) 擺放好的主板區域抓取主板,將上麵有攝像頭大小的薄膜撕掉,然後將主板放入鼠標底殼中。如果機器人自己不確定主板上麵的薄膜是否被自己撕掉,機械臂會(hui) 抬起手給工人去確認一下。而最後鼠標內(nei) 電線的嵌入仍需工人來完成。
這種模式被雷柏稱為(wei) “一人屋”,事實上是兩(liang) 個(ge) 人加一個(ge) 機器人完成一個(ge) 鼠標組裝。一個(ge) 人負責與(yu) 機器人互動,另一個(ge) 人進行最後產(chan) 品的檢測。在這種模式下, 兩(liang) 個(ge) 人在10 個(ge) 小時可以完成1000到1200隻鼠標的裝配。而以前的人工流水線模式是 8個(ge) 人一天下來做2500隻。
雷柏還在思考怎樣讓流程更精簡。從(cong) 生產(chan) 線的布置,到廠房的設計,甚至標準化的物流,都因機器人的引進而被改變,圍繞機器人的視角成為(wei) 了新的思考出發點。
除了節省人力,機器人的使用也可以讓同樣的生產(chan) 空間產(chan) 出更多,產(chan) 品質量的管理控製水平也能夠得以提高。“機器人一起工作,這本身就是數字化,會(hui) 有大量生產(chan) 信息可以收集起來,從(cong) 理論上講可以對整個(ge) 工位進行優(you) 化,可以調整工位之間的協調,就像機器人之間的合作,各個(ge) 機器人工作負荷可以平衡起來,但人工比較難以控製。”ABB公司離散自動化與(yu) 運動控製業(ye) 務部北亞(ya) 區及中國負責人顧純元說。這意味著人可以根據數據來分析改進生產(chan) 線的工作流程,進一步挖掘工序優(you) 化上的增長潛力。
當然,並不是生產(chan) 任何產(chan) 品或者任何行業(ye) 都能用機器人。像成熟運用機器人的汽車行業(ye) ,其工序本身就適合流水線自動化的大批量生產(chan) ,而運用機器人較多的3C行業(ye) ,也要視其生產(chan) 產(chan) 品本身的特點和工序特點而定。
根據不同的情況,企業(ye) 也要衡量自己的投入和產(chan) 出比。富士康為(wei) 眾(zhong) 多廠商的電子產(chan) 品進行代工,而電子產(chan) 品的更新換代速度很快,以iphoness為(wei) 例,過去幾乎每年都有一代新品推出。如果隨著產(chan) 品的改變而頻繁改變生產(chan) 線設置和機器人的生產(chan) 方案,成本可能就收不回來。
“工藝是特定的,機器人本身是通用的,可以應用在任何工廠。但是如果機器人抓一瓶水、一個(ge) 盒子,不改夾具是不行的;同樣的機器人,如果不抓東(dong) 西,而是去做打磨,就是換了另外一個(ge) 工藝,編程也不一樣。”顧純元說。
使用機器人意味著大規模的工業(ye) 生產(chan) ,如果工廠在產(chan) 品的標準化和批量生產(chan) 方麵還沒有找到平衡點,那麽(me) 機器人替代人力就可能是一個(ge) 並不實惠的方案。
當然,也不一定隻有大規模生產(chan) 和大型的廠房布局才能使用機器人,小作坊式的廠房統一批量生產(chan) 也可以應用機器人。未來廠房的空間可能因機器人加入到生產(chan) 線而縮小,不再與(yu) 人員的擴張成正比。
在ABB這樣的歐洲大型機器人廠商占據的主流市場之外,一家起源於(yu) 丹麥的創業(ye) 公司Universal Robots則選擇了以靈活、體(ti) 積小的小型機器人為(wei) 突破口。Universal Robots的名字取材於(yu) 一部關(guan) 於(yu) 機器人的小說,這家公司於(yu) 2011年開始進入中國。
10月份,江蘇昆山東(dong) 威電鍍設備技術有限公司剛剛裝備了兩(liang) 台Universal Robots生產(chan) 的UR5型機器人。這兩(liang) 台小型機器人的作用是在生產(chan) 線上對電鍍板進行自動上下料。UR5型機器人在外觀上看是一種小巧靈活的機械臂,它自身隻有18公斤,能夠負載抓取最大5公斤的物體(ti) 。東(dong) 威公司將其懸掛固定在電鍍機上,用兩(liang) 台機器人配合,一台在電鍍工序的生產(chan) 線起點抓取電路板進行上料,而另一台則負責在結束時從(cong) 生產(chan) 線上取下。UR機器人本身小巧的適應性使得它能靈活地適應生產(chan) 線的特殊布局。
在沒有擴大或改變東(dong) 威公司廠房布局的情況下,隻需對生產(chan) 線稍加調整,將體(ti) 積小巧的機器人安置其中就可以工作。“東(dong) 威工廠內(nei) 的生產(chan) 線之間間隔很小,如果用大機器人的話,在布局上是要把生產(chan) 線之間的間隔打開,同時整個(ge) 生產(chan) 線麵積也隨之擴大。”Universal Robots公司中國區代表趙千捷說。但在生產(chan) 線和廠房條件限製下,並不是每個(ge) 企業(ye) 都能為(wei) 之做出改變。
Universal Robots生產(chan) 的機器人打算專(zhuan) 注在小型機器人市場。在功能上,這類小型機器人的手臂和大型機器人一樣也能完成各種工作,隻需根據具體(ti) 不同的生產(chan) 產(chan) 品和工序相應更換“抓手”—相當於(yu) 人手的部位。它們(men) 的區別隻是自身重量、體(ti) 積以及能夠負載的物體(ti) 重量的不同。在一些生產(chan) 產(chan) 品本身很小,負載要求並不高的生產(chan) 線上,小型機器人即能勝任。
對於(yu) 加工製造業(ye) 工廠,引入機器人還可以考慮一些製造專(zhuan) 業(ye) 機器人的國內(nei) 廠商。嚴(yan) 格意義(yi) 上講,這些“專(zhuan) 業(ye) 機器人”並非嚴(yan) 格定義(yi) 中的機器人,它們(men) 沒有達到六個(ge) 軸的標準,也不能夠僅(jin) 僅(jin) 通過改變機械臂的“手”來適用所有工序環節;生產(chan) 線改變時,需要調整的程序和設備也更多。這些專(zhuan) 業(ye) 設備隻能完成一種動作,比如焊接或者衝(chong) 壓,但這足夠將一些中小製造企業(ye) 帶入自動化生產(chan) 時代了。
龍甲公司設計生產(chan) 的機器人事實上就是這種機器人,李昕春稱之為(wei) “專(zhuan) 業(ye) 設備”,這種設備隻能通過定製來完成,李昕春說,這決(jue) 定了他的企業(ye) 做不大,因為(wei) 沒辦法大規模複製,龍甲隻有不到40名員工。
但是找上門來的客戶很多,而且各個(ge) 行業(ye) 都有,李昕春現在琢磨著怎樣在電梯製造和陶瓷生產(chan) 領域以專(zhuan) 業(ye) 機器人來打開市場。他希望選中一些能夠複製的領域,這樣一套方案稍加修改就能適應這個(ge) 行業(ye) 其他廠家的具體(ti) 需要。
對於(yu) 他的潛在客戶來說,機器人等自動化設備加入到生產(chan) 線中,可能成為(wei) 這些深陷同質化競爭(zheng) 泥潭的製造企業(ye) 轉型升級的一環。而這些企業(ye) 的決(jue) 策將會(hui) 直接影響未來全球製造業(ye) 格局的改變。
曾任《連線》雜誌主編、不久前決(jue) 定創業(ye) 生產(chan) “飛行機器人”的克裏斯·安德森對《第一財經周刊》記者稱,數字化的工業(ye) 生產(chan) 對原有布局下的參與(yu) 者來說既有挑戰也有機遇,自動化生產(chan) 是製造業(ye) 的一次轉型,在這個(ge) 過程中勞動力不再是最為(wei) 重要的一個(ge) 因素了。克裏斯·安德森創立的公司在北美有兩(liang) 個(ge) 工廠,他說:“因為(wei) 用了機器人,可以跟中國工廠競爭(zheng) 了。”
在過去,歐美的製造業(ye) 企業(ye) 將工廠從(cong) 歐美搬到台灣,然後是中國內(nei) 地。而現在,更低的勞動力成本地區比如越南、印尼、孟加拉正在湧現,按照原來的軌跡,勞動密集型產(chan) 業(ye) 轉移的方向將是這些更具競爭(zheng) 力的國家。但是,當使用機器人的成本降低,以機器人替代人力更為(wei) 劃算時,這條軌跡也許會(hui) 逆轉,製造業(ye) 也許將回歸歐美本土。
不過不是隻有勞動力成本這一單一因素,要考慮的因素還有很多。克裏斯·安德森認為(wei) 產(chan) 品的生產(chan) 成本還包括環境、時間、靈活性等等。此外,自動化可以把生產(chan) 產(chan) 品的地方和消費產(chan) 品的地方拉得更近一點,這樣就能有快速的供應鏈。“在這個(ge) 轉型中,中國製造業(ye) 的優(you) 勢在於(yu) 可以集中精力做好工程、設計以及更為(wei) 集中的供應鏈。中國也是世界上唯一一個(ge) 這樣的國家,在供應鏈各個(ge) 環節什麽(me) 都有。”
在這一場新格局改變中,出於(yu) 競爭(zheng) 目的,各方玩家都將會(hui) 把越來越多的機器人引入到製造業(ye) 中。無論怎樣,機器人替代一些簡單重複性工作的崗位將成為(wei) 必然趨勢。就像當初工業(ye) 革命、工業(ye) 化以及流水線生產(chan) 形態給製造業(ye) 帶來的改變一樣,機器人也將開啟一個(ge) 新的製造時代。
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