智能裝備加速制造業(yè)升級
本文導讀:中企顧問網(wǎng)發(fā)布的《2011-2015年中國智能機器人產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研與投資潛力研究報告》指出,在機器人替代人工方面我國還有很大潛力,用“機器人密度”(制造業(yè)每1萬名雇傭工人中所擁有的多功能機器人數(shù)量)來衡量:日本347部,韓國261部,德國137部,我中國僅為15部,我國與發(fā)達國家差距顯而易見。
1、智能裝備大幅提高生產(chǎn)效率
我國人力成本優(yōu)勢消失歸根結(jié)底是生產(chǎn)效率已經(jīng)無法滿足制造業(yè)生產(chǎn)需要。人力成本到達一定臨界值,智能裝備替代人工就顯示出其經(jīng)濟性。此外,自動化設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定,可以從事特殊環(huán)境作業(yè)等優(yōu)勢都是推動智能裝備替代人工的主要推動因素。富士康曾宣布計劃購買100萬臺機器人,解決人工替代等問題。此外中企顧問網(wǎng)發(fā)布的《2011-2015年中國智能機器人產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研與投資潛力研究報告》也指出,在機器人替代人工方面我國還有很大潛力,用“機器人密度”(制造業(yè)每1萬名雇傭工人中所擁有的多功能機器人數(shù)量)來衡量:日本347部,韓國261部,德國137部,我中國僅為15部,我國與發(fā)達國家差距顯而易見。
2011年相關(guān)國家機器人密度(部)

從行業(yè)實際應(yīng)用效果來看,智能設(shè)備替代人工生產(chǎn)效率顯著提高。以設(shè)備制造企業(yè)為例,鄭煤機在制造液壓支架中大量使用智能加工設(shè)備替代人工,包括機器人焊接機、機器人下料坡口打磨機、自動涂裝生產(chǎn)線等。這些智能設(shè)備可以替代人工完成具有一定復雜程度的工序,大幅提高企業(yè)生產(chǎn)效率,成本控制方面也具備顯著優(yōu)勢。鄭煤機募投項目建成后,不僅大幅提高自身盈利能力約7個百分點,而且與同行業(yè)競爭對手盈利能力拉大至10個百分點以上,為企業(yè)龍頭地位奠定基礎(chǔ)。
2、智能裝備大幅提升產(chǎn)品質(zhì)量
智能設(shè)備替代人工在產(chǎn)品質(zhì)量方面也將具備顯著優(yōu)勢。機器與人工相比,典型特征是減少了人為誤差,產(chǎn)品一致性好。由于能源問題以及居民對生存環(huán)境提出更高要求,現(xiàn)代工業(yè)對終端設(shè)備能源轉(zhuǎn)化率和對環(huán)境造成影響等提出更高標準。具體來看,這部分要求需要設(shè)備內(nèi)部各機構(gòu)在運行中的配合間隙更小,零部件更加精確。為滿足條件,除在產(chǎn)品設(shè)計階段要求設(shè)計更加合理,另外在加工環(huán)節(jié)減少手工參與是提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
組合機床與傳統(tǒng)多臺機床組成的工序組對比
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比較項目 |
組合機床 |
傳統(tǒng)工序組 |
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可靠性 |
系統(tǒng)的硬件、軟件實現(xiàn)模塊化、標準化和通用化,大大提高了組合機床使用的可靠性 |
各臺機床可靠性有差異,總體可靠性較差 |
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加工速度 |
生產(chǎn)節(jié)拍短,適合大規(guī)模生產(chǎn) |
加工耗時是組合機床的3以上 |
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加工柔性 |
應(yīng)用柔性加工單元(FMC)和柔性制造系統(tǒng)(FMS) |
單個機床具備柔性加工單元,但是工序組本身不具備柔性制造系統(tǒng) |
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加工精度 |
組合機床的加工精度可達 |
加工累計誤差影響大, |
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智能化 |
采用自適應(yīng)控制技術(shù),可自動控制和優(yōu)化加工參數(shù),從而使操作者無需具備專門技能 |
無智能化,工序排序等,主要依靠工程師技能和經(jīng)驗 |
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設(shè)備自動化程度 |
達到自動化線水平 |
停留在自動化點水平 |
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占用車間面積 |
小,約是傳統(tǒng)設(shè)備的1/3 |
大 |
具有柔性制造單元(FMC)和柔性制造系統(tǒng)(FMS)的“組合機床”是柔性制造線(FML)的一個縮影,可以由一人操作完成原本3-5個工人才能完成的工序,減少人工裝夾工件和刀具重復定位等誤差影響,縮短工件裝夾與工件輸送過程耗時,在零部件加工中優(yōu)勢顯著。“組合機床”的應(yīng)用提高了工藝穩(wěn)定性,使零部件產(chǎn)品一致性上升到更高層次,為我國汽車、工程機械等終端設(shè)備行業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。未來,加工環(huán)節(jié)智能設(shè)備應(yīng)用比例還將持續(xù)上升。
此外,我國制造業(yè)從微笑曲線底端向兩端升級的過程中,越來越多原創(chuàng)性產(chǎn)品和重大裝備需要依托自身制造能力消化。例如,生產(chǎn)汽車、手機等產(chǎn)品,復雜外形需要沖壓模具完成加工。只有沖壓模具的樣條曲線與CAD設(shè)計中真實空間曲線越接近,產(chǎn)品才能表現(xiàn)出設(shè)計應(yīng)有的美感。在加工復雜模具時,3軸聯(lián)動和4軸聯(lián)動無法完全滿足柔性加工和精確加工要求,而更具智能化的五軸聯(lián)動加工中心可以解決這些問題。
另外,智能設(shè)備在軍事應(yīng)用中也具有非常重要的地位。我國潛艇螺旋槳一直是困擾核潛艇技術(shù)突破的重要難關(guān)。根本原因之一是我國螺旋槳葉片加工技術(shù)無法突破,造成推進系統(tǒng)水下噪聲大,容易被敵方雷達系統(tǒng)探測到。如果應(yīng)用先進的智能加工中心即7軸聯(lián)動加工設(shè)備,葉片噪音可以得到有效控制,這將大幅提高我國潛艇反偵察能力。







