工業(yè)4.0人物專訪
在討論機(jī)械工程領(lǐng)域的數(shù)字化時(shí)，大家都越來越關(guān)注工業(yè) 4.0 和機(jī)器人技術(shù)。這時(shí)候你可能會(huì)想到大型智能工廠中的大規(guī)模的機(jī)器人應(yīng)用，但這種開創(chuàng)性的發(fā)展趨勢(shì)，中小企業(yè)更不能缺席。原因是什么?聽聽專家怎么說......
本期人物專訪，我們邀請(qǐng)到了來自德國下薩克森州的 LMZ 公司的董事長，向我們介紹中小企業(yè)未來的自動(dòng)化發(fā)展方向。
LMZ 公司是 item Pluspatner 隊(duì)伍中的一員，專注于開發(fā)定制的自動(dòng)化系統(tǒng)，在工業(yè) 4.0 和機(jī)器人應(yīng)用方面擁有豐富的專業(yè)知識(shí)。
工業(yè) 4.0——中小企業(yè)數(shù)字化的發(fā)展機(jī)遇和良好開端
01、工業(yè) 4.0 的概念乍聽起來很抽象，中小企業(yè)有必要為它傷腦筋嗎?
現(xiàn)在，即使是小公司也有許多自動(dòng)化過程。因此，我們要嘗試?yán)米詣?dòng)化生成的過程數(shù)據(jù)，這是很有意義的。每個(gè)人在日常生活中都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，其他公司已經(jīng)開始分析我們的個(gè)人信息并得出相應(yīng)的結(jié)論，那機(jī)械工程領(lǐng)域?yàn)槭裁床豢梢阅?
不過，這并不是我認(rèn)為中小企業(yè)應(yīng)該仔細(xì)研究工業(yè) 4.0 的唯一原因。與大企業(yè)相比，中小企業(yè)的優(yōu)勢(shì)顯而易見——大企業(yè)使用數(shù)據(jù)的整個(gè)流程要比中小企業(yè)復(fù)雜和遲緩得多。因此，中小企業(yè)可以利用自身優(yōu)勢(shì)快速實(shí)施創(chuàng)新，這是大企業(yè)無法企及的。
02、您認(rèn)為中小企業(yè)在實(shí)施工業(yè) 4.0 時(shí)面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?
我認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)是如何開始。首先，你必須在公司內(nèi)確保員工對(duì)數(shù)據(jù)收集的接受度。因?yàn)槿藗儗?duì)數(shù)據(jù)保護(hù)往往持一定的懷疑態(tài)度，他們會(huì)誤以為數(shù)據(jù)收集的目的是為了追蹤哪些員工的產(chǎn)出更高。
當(dāng)然，在涉及個(gè)人數(shù)據(jù)時(shí)，我們確實(shí)要謹(jǐn)慎一些，但只要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和匿名化處理，就能提高員工對(duì)數(shù)據(jù)收集的接受度。除此之外，還存在很多不確定因素，比如哪些過程可以數(shù)字化，應(yīng)該從哪些環(huán)節(jié)著手——即我們應(yīng)該優(yōu)先收集哪些數(shù)據(jù)，以及這些數(shù)據(jù)應(yīng)該怎么利用。
03、中小企業(yè)應(yīng)該如何開展自動(dòng)化生產(chǎn)呢?
我們建議分步開展。為此，我們 LMZ 公司特地制定了一個(gè)四步計(jì)劃。該計(jì)劃適用于一般的自動(dòng)化，尤其是工業(yè) 4.0。最好的辦法是從一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目開始，然后對(duì)自己說：“好的，我現(xiàn)在要開展自動(dòng)化生產(chǎn)了。我要收集數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。”不久之后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)會(huì)成為你強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢(shì)。然后，你再繼續(xù)進(jìn)行下一步。
中小企業(yè)如何利用工業(yè) 4.0 實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)
04、您會(huì)如何描述自動(dòng)化與工業(yè) 4.0 之間的關(guān)系?
我認(rèn)為比較合理的一種描述是，自動(dòng)化與工業(yè) 4.0 都是數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，是一種新型的工業(yè)化水平。正如我前面所說，最好的方法是收集自動(dòng)化過程生成的數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)，并得出相應(yīng)的結(jié)論。
而目前的情況是，某個(gè)地方出現(xiàn)了故障，然后整個(gè)系統(tǒng)因?yàn)楣收隙C(jī)了，于是生產(chǎn)目標(biāo)被擱置了。人們常常會(huì)問：“我們已經(jīng)實(shí)施了自動(dòng)化，為什么還會(huì)發(fā)生故障?裝配工在哪里?”可是裝配工要兩天后才能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。
當(dāng)全新的自動(dòng)化系統(tǒng)到達(dá)公司時(shí)，通常在初期階段會(huì)遇到很多問題。但是，一旦自動(dòng)化系統(tǒng)啟動(dòng)并正常運(yùn)行，項(xiàng)目經(jīng)理的工作就結(jié)束了，然后他會(huì)繼續(xù)跟進(jìn)下一個(gè)項(xiàng)目。于是，沒有人再去關(guān)注這臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)，直到它出現(xiàn)問題。
05、您有什么好的建議嗎?
我的建議是，最好在生產(chǎn)的前四個(gè)月輸入生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這樣可以確定傳感器參數(shù)范圍內(nèi)的正常情況。
比如，當(dāng)我發(fā)現(xiàn)傳感器參數(shù)已經(jīng)達(dá)到 80% 時(shí)，就更容易計(jì)劃系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。在大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)中，如果需要清洗零件或更換磨損的部件，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。而當(dāng)參數(shù)達(dá)到 100% 時(shí)，就意味著機(jī)器要停機(jī)了。
這時(shí)候，我應(yīng)該計(jì)劃下一批次 1000 件產(chǎn)品的生產(chǎn)。畢竟，我下周不能生產(chǎn)，因?yàn)槲抑罊C(jī)器將在周一和周二停機(jī)維修。更重要的是，我可以及時(shí)通知和預(yù)約裝配工，并確保系統(tǒng)在下周三再次全面運(yùn)行。
這些都與能否準(zhǔn)時(shí)交貨息息相關(guān)。過去，我們依靠庫存確保準(zhǔn)時(shí)交貨。而現(xiàn)在，所有的產(chǎn)品都是先生產(chǎn)然后直接交貨。如果我不能及時(shí)交貨，導(dǎo)致汽車制造商的生產(chǎn)線停工，將會(huì)產(chǎn)生非常高的成本。
機(jī)器人技術(shù)給中小企業(yè)帶來巨大的機(jī)遇
06、機(jī)器人是現(xiàn)在的熱門話題，您認(rèn)為它最主要的優(yōu)勢(shì)是什么?
毫無疑問，機(jī)器人最大的優(yōu)勢(shì)是具有極高的靈活性。當(dāng)我購買了機(jī)器人之后，我不一定用它來生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，它可以生產(chǎn)各種產(chǎn)品，比如，模塊化機(jī)器人單元就是一個(gè)很好的例子。它可以連續(xù)八小時(shí)生產(chǎn)一種產(chǎn)品，然后你將機(jī)器人模型移動(dòng)到另一臺(tái)機(jī)器上，它又可以連續(xù)八小時(shí)生產(chǎn)另一種產(chǎn)品。
即使是小批量生產(chǎn)，機(jī)器人也能靈活應(yīng)對(duì)。雖然你需要采購機(jī)器人系統(tǒng)，但一個(gè)項(xiàng)目不必承擔(dān)所有的采購成本。由于機(jī)器人可以用來生產(chǎn)各種產(chǎn)品，其采購成本可以分?jǐn)偟讲煌捻?xiàng)目中。這樣不但提高了機(jī)器人的產(chǎn)能利用率，系統(tǒng)也能更快地收回成本。
此外，機(jī)器人還大大減輕了員工的工作壓力，尤其是那些不符合人體工學(xué)的單調(diào)枯燥的生產(chǎn)活動(dòng)以及涉及到重物的生產(chǎn)任務(wù)，機(jī)器人的“代勞”更是讓員工獲益匪淺。在這些情況下使用機(jī)器人是理想的選擇，它可以將員工從這些任務(wù)中解放出來，從而騰出時(shí)間處理公司的其他過程。
07、機(jī)器人聽起來很復(fù)雜，肯定很昂貴吧?
機(jī)器人各有不同，彼此的差異也很大。這主要取決于使用什么樣的機(jī)器人解決方案，怎么使用以及在哪里使用。什么樣的自動(dòng)化過程就決定了需要什么樣的機(jī)器人。
你必須考慮機(jī)器人是否需要提升重物。這些問題也很重要：需要多大的工作范圍?是在較小的區(qū)域內(nèi)工作，還是要從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)(要穿過一個(gè)更大的區(qū)域)完成包裝工作。你還要考慮這些工作所需的時(shí)間——即周期時(shí)間。
如果時(shí)間充裕，沒有太多重物，也不想使用傳統(tǒng)的安全技術(shù)，那么協(xié)作型機(jī)器人就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。由于要滿足特殊的安全要求，協(xié)作型機(jī)器人一般都很慢。如果協(xié)作型機(jī)器人需要接觸員工，那它的速度會(huì)非常慢，這樣可以避免員工受傷。
但是，如果時(shí)間緊張或需要提升重物，那我們就要使用普通的工業(yè)機(jī)器人。雖然它需要一定的安全設(shè)備，但我們可以采用移動(dòng)式設(shè)計(jì)來提升它的靈活性。
這一切都取決于自動(dòng)化過程。此外，機(jī)器人的采購成本也取決于自動(dòng)化過程。如果機(jī)器人承擔(dān)的工作不多，時(shí)間也充裕，并且不需要提升重物，那么成本會(huì)相對(duì)較低。但如果對(duì)機(jī)器人的要求較高，采購成本自然也會(huì)更高。
item 型材技術(shù)——工業(yè) 4.0 和機(jī)器人的理想選擇
08、憑借您對(duì) item 產(chǎn)品的了解，它們能給機(jī)器人和工業(yè) 4.0 帶來哪些優(yōu)勢(shì)?
模塊化設(shè)計(jì)是它們最大的亮點(diǎn)。對(duì)于機(jī)器人來說，其主要的優(yōu)勢(shì)就是強(qiáng)大的功能性。我們之所以選擇 item 的型材來搭建自動(dòng)化系統(tǒng)，是因?yàn)檫@些型材具有眾多優(yōu)勢(shì)，甚至可以確?？蚣芤簿哂卸喙δ苄??？蛻粼敬蛩阌脵C(jī)器人生產(chǎn)三種產(chǎn)品，卻發(fā)現(xiàn)它擴(kuò)展后可以生產(chǎn)四種或五種產(chǎn)品，因?yàn)闄C(jī)器人具有極強(qiáng)的靈活性，我們也必須確保護(hù)罩具有同等的靈活性。
因此，我們必須對(duì)護(hù)罩進(jìn)行擴(kuò)展，并確保它的靈活性，即使它已經(jīng)使用了六個(gè)月。這意味著，護(hù)罩經(jīng)過擴(kuò)展后可以適應(yīng)新的工作環(huán)境。我們經(jīng)常聽到客戶這樣反饋：“我們覺得在框架上增加某些部件非常方便?！钡绻呛附涌蚣埽蔷筒豢赡芰?。
item 的型材由鋁制成，因此重量很輕，這是它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如果腳輪需要從系統(tǒng) A 移動(dòng)至系統(tǒng) B 并且采用模塊化設(shè)計(jì)，那對(duì)工人來說就會(huì)輕松很多，畢竟這個(gè)工作需要手動(dòng)完成。尺寸相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的重量大約是鋁結(jié)構(gòu)的三倍。而且，生產(chǎn)工廠沒有太多空間，也就無法使用托盤搬運(yùn)車或叉車。但是，如果模塊化單元采用移動(dòng)式輕型設(shè)計(jì)，這一切就能迎刃而解，而鋁型材無疑功不可沒。
