工廠智能化之路，人機(jī)如何才能成為*佳拍檔？

企業(yè)既不能盲目地推進(jìn)自動化、機(jī)器換人，又不能停留在大量使用人工的作業(yè)方式，需要將自動化設(shè)備擅長重復(fù)性勞動和高速度的特點與工人的靈活性和判斷力有機(jī)地結(jié)合起來，從而在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，*大限度地提高生產(chǎn)效率。

不同生產(chǎn)模式的制造企業(yè)，生產(chǎn)自動化程度差異很大。

　　對于采用大批量重復(fù)生產(chǎn)模式的企業(yè)，例如電子元器件、標(biāo)準(zhǔn)件、制藥、食品、飲料、鋼鐵、化工等行業(yè)的制造企業(yè)，無疑需要*大限度地實現(xiàn)自動化、少人化，甚至無人化，一位制藥行業(yè)的*曾告訴我，人的參與是該行業(yè)生產(chǎn)過程中*大的污染源。

　　對于采用小批量、多品種生產(chǎn)模式的企業(yè)，例如各類按訂單生產(chǎn)（MTO）的機(jī)械制造、汽車零部件和電氣產(chǎn)品制造企業(yè)，則應(yīng)該強(qiáng)調(diào)人機(jī)結(jié)合，將工人的智慧和經(jīng)驗與自動化設(shè)備和產(chǎn)線相結(jié)合。對于小批量、多品種，以及單件小批生產(chǎn)的企業(yè)，推進(jìn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化具有*重要的意義。模塊化程度越高，就越有可能實現(xiàn)生產(chǎn)和組裝環(huán)節(jié)的自動化。

　　對于按訂單設(shè)計（ETO）、單件生產(chǎn)的生產(chǎn)模式的企業(yè)，例如重型裝備制造企業(yè)、造船企業(yè)，則需要更多地依賴工人來操控設(shè)備，充分利用工人的經(jīng)驗和工藝文件的指導(dǎo)來完成加工與裝配的過程，在此過程中，需要大量使用助力設(shè)備。

　　對于一些高端產(chǎn)品，例如奢侈品，反而更需要發(fā)揮技術(shù)工人的高超工藝水平和“工匠精神”。例如，e－works考察團(tuán)在參觀格拉蘇蒂原創(chuàng)手表的工廠時看到，盡管產(chǎn)品的設(shè)計和部分零件的加工已經(jīng)采用了CAD／CAM技術(shù)和數(shù)控機(jī)床，但高端產(chǎn)品的拋光、裝配等核心工藝環(huán)節(jié)還是采用純手工打造。在參觀德國奧迪工廠時，我們也發(fā)現(xiàn)，奧迪A8的生產(chǎn)實現(xiàn)了較高的自動化，但是在同一個工廠生產(chǎn)的R8跑車，則大部分是手工制造。

　　一個復(fù)雜產(chǎn)品的制造過程，不同的工藝流程的自動化程度差異大。

　　例如對于大型汽車整車企業(yè)，沖壓、焊接、噴涂工藝已逐漸實現(xiàn)高度的自動化，但是總裝工藝則自動化程度不高，更多地依賴人工進(jìn)行組裝。手機(jī)、家電等電子產(chǎn)品的SMT（表面貼裝技術(shù)）工藝已經(jīng)實現(xiàn)全自動化，但產(chǎn)品的組裝、檢測等工藝環(huán)節(jié)則依然需要大量的人工。因此，企業(yè)推進(jìn)智能工廠建設(shè)，不能簡單地將自動化率作為評價標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)結(jié)合每個行業(yè)的特點，在推行精益生產(chǎn)和零部件三化的基礎(chǔ)上，持續(xù)改進(jìn)，逐漸提高自動化程度，實現(xiàn)人機(jī)融合和柔性自動化。

　　2015年，e－works考察團(tuán)參觀西門子安貝格電子工廠時，參觀了兩條組裝線。一條組裝線只生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，實現(xiàn)了全自動組裝。另一條組裝線可以同時組裝數(shù)十種不同的產(chǎn)品，采用的是半自動，有一半工位是人工裝配。對于人工裝配的工位，進(jìn)行了防呆設(shè)計，針對特定產(chǎn)品在該工位應(yīng)裝配的元件，元件盒會亮綠燈。

　　在推進(jìn)智能工廠建設(shè)過程中，智能裝備和相關(guān)技術(shù)的合理應(yīng)用，可以有效地減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高效率。

　　例如，工業(yè)機(jī)器人在焊接、噴涂、上下料、堆垛、打磨等工序已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用；AGV、吊掛系統(tǒng)可以替代人工搬運(yùn)；機(jī)器視覺技術(shù)可以替代目視檢測，例如在SMT行業(yè)自動將電路板拍照，與標(biāo)準(zhǔn)的電路板進(jìn)行比對，替代人工進(jìn)行質(zhì)量檢測；語音識別技術(shù)可以幫助工人準(zhǔn)確取貨，霍尼韋爾已開發(fā)出這類產(chǎn)品。

　　工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺技術(shù)的結(jié)合，大大提高了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用效果，而協(xié)作機(jī)器人則進(jìn)一步擴(kuò)展了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，更好地實現(xiàn)人機(jī)融合。博世推出的APAS生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，就是一種可以輔助人工的移動式機(jī)械手，與工人協(xié)同作業(yè)。在一些對工人健康有傷害的工序，應(yīng)當(dāng)大力推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。

　　智能制造*金鳴指出，有些情況雖然可以應(yīng)用自動化設(shè)備，但還是需要以人工為主：

　　在有些生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，機(jī)器人和自動化設(shè)備雖然能夠代替人，但是容易出錯，不如人的動作、感覺靈敏度和準(zhǔn)確度高。

　　在一些節(jié)拍不是很快的制造環(huán)節(jié)，由于機(jī)器人或自動化設(shè)備成本高的原因，企業(yè)還是選擇人工來完成這些工序。

　　智能裝備的應(yīng)用，在減少普通的生產(chǎn)工人同時，會帶來對操作和維護(hù)、維修智能裝備的高技術(shù)工人的更大需求。

　　回顧智能制造裝備的發(fā)展歷程，從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床，發(fā)展到能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀的加工中心，能夠?qū)崿F(xiàn)多個工序復(fù)合的車銑復(fù)合加工中心，以及能夠?qū)崿F(xiàn)加工與檢測結(jié)合，并能夠?qū)崿F(xiàn)誤差補(bǔ)償?shù)募庸ぶ行模悄芑潭仍絹碓礁摺?

　　同時，智能裝備已從單機(jī)應(yīng)用發(fā)展到多臺智能裝備的組合應(yīng)用，建立智能制造單元（或柔性制造系統(tǒng)），在此基礎(chǔ)上集成各種智能物流裝備，構(gòu)建智能制造產(chǎn)線。設(shè)備的智能化程度不斷提高，還融合了數(shù)據(jù)采集、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)控編程等功能，使得設(shè)備的操作與維護(hù)保養(yǎng)、維修日益復(fù)雜。這一方面對工人的技術(shù)水平要求更高；另一方面也使得設(shè)備維修維護(hù)服務(wù)外包的需求日益凸顯。

　　目前，數(shù)字化工廠仿真軟件已經(jīng)可以實現(xiàn)人機(jī)工程仿真。同時，也已經(jīng)有各種輔助裝置，來調(diào)整產(chǎn)品在制造和裝配過程中的高度和方向，確保工人能夠在生產(chǎn)過程中，保持相對舒適的姿態(tài)。

　　總之，制造企業(yè)在進(jìn)行智能工廠規(guī)劃時，不能盲目追求無人工廠、黑燈工廠、機(jī)器換人，一定要結(jié)合自身的產(chǎn)品特點和生產(chǎn)模式，合理規(guī)劃智能裝備和產(chǎn)線的應(yīng)用，實現(xiàn)人機(jī)融合。