機器人提升人工效能成制造業(yè)大勢所趨

時間:2021-12-02

來源:首席數(shù)智官

導語:在長期的工作中,我們一直試圖尋找「新品牌是如何借助數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)快速崛起」的答案。

  為此,我們走訪了大量知名企業(yè),與上千位技術(shù)專家、創(chuàng)業(yè)者、前輩同行等一線精英們交流學習,看他們是如何利用數(shù)字化技術(shù)來創(chuàng)造新的商業(yè)機會,打造新的爆款產(chǎn)品。

  我們希望把這些技術(shù)影響商業(yè)創(chuàng)新的案例分享給你們。

  關(guān)注我,每天給你講一個商業(yè)案例。

  今天我們給你講的是,機器人已經(jīng)開始大批量走進工廠替換人工這件事。

  服務業(yè)已經(jīng)成為新時代下的勞動密集型產(chǎn)業(yè),如今,越來越多的青壯年勞動力走出工廠,流向服務業(yè)。

  當勞動力從第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)遷移,招工難,成為了工廠們的核心痛點。關(guān)注機器換人,機器服務精益生產(chǎn),機器人提升人工效能成為了制造業(yè)的大勢所趨。

  日前,優(yōu)艾智合聯(lián)合創(chuàng)始人兼產(chǎn)品總監(jiān)許瑨為我們做了線上分享,圍繞“當前工業(yè)物流智能升級的痛點是什么?”“復合移動機器人具有怎樣的價值優(yōu)勢?”“如何打通工業(yè)物流“最后一米”?”“復合移動機器人的應用場景有哪些?”四大問題進行了延展。

  許瑨提到,在未來10年,中國會出現(xiàn)越來越多的智能工廠來代替現(xiàn)有的生產(chǎn)模式。而智能工廠中機器人將是不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。另外,機器人帶來的價值是從生產(chǎn)良率到物料追溯再到整個人工效能的全方位提升。

  以下

  01 移動機器人正在成為大勢所趨

  從數(shù)據(jù)上可以看到,我國的勞動人口年齡的絕對數(shù)量占比自2010年起持續(xù)下降,同時我國的新生兒的出生人口數(shù)量也在持續(xù)下降。

  據(jù)統(tǒng)計,泛工業(yè)流出的勞動力最多,無人化的變革最為迫切,工人們從制造業(yè)、建筑業(yè)等勞動業(yè)轉(zhuǎn)向住宿、餐飲、批發(fā)、零售等第三產(chǎn)業(yè)服務業(yè),這一趨勢尤其明顯。

  在我國主要城市中,工人的時薪是明顯高于機器人的,并且在一線城市中尤其是北京、上海等地,機器人的發(fā)展趨勢和需求非常明顯和迫切。

  另外從行業(yè)上來看,移動機器人化也是一大趨勢。

  倉儲物流的移動機器人化趨勢已經(jīng)發(fā)展到了比較高的水平,在制造業(yè)中如液晶面板、光伏面板、電子制造、電半導體生產(chǎn)等行業(yè)的移動機器人化趨勢也進入了一個爆發(fā)期。

  以半導體產(chǎn)業(yè)為例,2020年中國IC生產(chǎn)規(guī)模僅占市場規(guī)模的15.9%,但是在2020年,我國IC市場的需求是1430億美元,也就是說,國內(nèi)的生產(chǎn)產(chǎn)能并不足以應付國內(nèi)的市場需求,并且差距巨大。

  在接下來的十年,中國會成為全球半導體生產(chǎn)制造的中心,也就是說,擴產(chǎn)提效訴求顯著。

  據(jù)統(tǒng)計,中國國內(nèi)大概有100-130多個半導體的標準化生產(chǎn)車間,在未來10年,我們會需要智能工廠來代替現(xiàn)有的生產(chǎn)模式。

  中國制造2025規(guī)劃中強調(diào)了信息化與工業(yè)化的深度融合,智能工廠是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的典范,

  智能工廠涵蓋了什么?

  從產(chǎn)品的生命周期來看,一個智能工廠要涵蓋從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務等全生命周期,并在系統(tǒng)層級需要有設備單元、車間、工程、企業(yè)、資源等各個方面的系統(tǒng)要素。只有大量要素互聯(lián)互通和集成,才能滿足新興業(yè)態(tài)的發(fā)展趨勢。

  那么智能工廠的智能特性體現(xiàn)在哪里?

  首先在智能工廠的需求下,我們需要由機器人技術(shù)來打通智能工廠生產(chǎn)中的物質(zhì)流。通過智能軟件打通智能工廠中的數(shù)據(jù),并且通過人工智能等技術(shù)解決數(shù)據(jù)處理應用中的軟硬件問題,這是應對未來我國智能生產(chǎn)制造強國的戰(zhàn)略需求。

  02 解決工業(yè)物流中的最后一米難題

  復合機器人能解決什么問題?

  復合機器人主要被應用在了工業(yè)物流里,去解決車間流轉(zhuǎn)最后一米的難題。

  復合機器人和傳統(tǒng)的工業(yè)機器人、移動機器人最大的區(qū)別在于,復合機器人既有腿可移動,又有手可實現(xiàn)抓取等操作。

  另外,它還有視覺,結(jié)合了協(xié)作型機械臂視覺傳感等技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)中可以和人進行協(xié)同,特點是非常安全,預計未來在智能工廠中,復合型機器人將會得到大量應用。

  我們以某個芯片封裝工廠的具體場景為例,這是一個生產(chǎn)流程和生產(chǎn)環(huán)節(jié)非常復雜且非常有代表性的離散制造環(huán)節(jié)。

  不同的工藝的、大量集群式的智能機臺在這一環(huán)節(jié)同時進行生產(chǎn)。比如在鍍金的工藝中有6~10個機臺,分線里同樣有6~10個機臺,大型芯片封裝工廠單個車間有成百上千臺固晶機。

  半成品需要在不同的設備之間重復有序流轉(zhuǎn),過去需要大量的人力去實現(xiàn)流轉(zhuǎn)工作。但復合機器人能夠?qū)崿F(xiàn)物料的流轉(zhuǎn)、上下料及緩存。

  復合機器人的好處是,可以結(jié)合機器人調(diào)度系統(tǒng)以及物流管理系統(tǒng)去實現(xiàn)成品倉到原料倉到線邊倉到成品倉的生產(chǎn)流轉(zhuǎn)。這使得整個過程中物質(zhì)的流通和信息的流通獲得了打通。

  另外,在半導體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)里面,對生產(chǎn)物料轉(zhuǎn)運的震動值要求很高,傳統(tǒng)的人工物料周轉(zhuǎn)中,往往會產(chǎn)生比較大的震動,進而帶來晶圓良率問題。

  但使用機器人之后,它會減少裂紋問題,由此帶來晶圓生產(chǎn)良率的提升。能夠連續(xù)穩(wěn)定高效工作的機器人也可以提升生產(chǎn)良率水平,為企業(yè)創(chuàng)造價值。

  因此機器人的價值是從良率到物料追溯再到整個人工效能的提升。

  在目前的智能工廠大的需求背景下,機器人在工業(yè)物流里面能做哪些工作呢?

  譬如復合協(xié)作機器人,可以通過移動機器人操作平臺集成協(xié)作機械臂、升降平臺、叉取平臺等作動機構(gòu),搭載智能夾爪、2D/3D視覺等組件,實現(xiàn)SMIF Pod,F(xiàn)OUP,Magaine,Tray盤,CNC機加件等不同物料或治具在不同工序設備之間的轉(zhuǎn)運和上下料,搭配調(diào)度系統(tǒng)和物流管控平臺,打通物質(zhì)流和信息流,滿足企業(yè)柔性生產(chǎn)需求。

  具體應用場景上,包括晶圓車間、封測車間、黃光車間、CNC車間、生化車間、治具轉(zhuǎn)運等等。

  除此之外,在未來的智能工廠里面,其核心是使用復合機器人去完成各工序工藝段各個設備之間的銜接,但同樣還需要其他的移動機器人或工業(yè)機器人去完成整體的自動化和信息化的升級。

  優(yōu)艾智合面向制造業(yè)的服務和解決方案主要集中在精密電子制造方面,涵蓋了半導體、電子制造等行業(yè)。

  目前,優(yōu)艾智合旗下一共有6大產(chǎn)品系列。并且已經(jīng)打造了幾個標桿應用案例:

  ·某全球領(lǐng)先的半導體8寸晶圓廠智能物流解決方案

  優(yōu)艾智合目前正在服務一全球領(lǐng)先的半導體8寸晶圓廠,該工廠為新建工廠,現(xiàn)處于產(chǎn)能爬坡過程中,為解決每天巨大且復雜的 SMIF Pod 上下機臺任務,引入YOUIBOT晶圓盒搬運機器人實現(xiàn)柔性化智能化生產(chǎn)。

  通過晶圓機器人盒智能調(diào)度物流管控系統(tǒng),客戶實現(xiàn)了物料在電子料架、機臺、儲存?zhèn)}之間的柔性運輸及無人化自動上下料。YOUITMS物流管理系統(tǒng)直接對接設備控制系統(tǒng),實現(xiàn)車間生產(chǎn)可視化盒生產(chǎn)過程運營管控。

  ·分立器件生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)運解決方案

  該項目客戶為某被動元器件國內(nèi)龍頭企業(yè),優(yōu)艾智合助力該企業(yè)實現(xiàn)黃光一體化車間自動化升級改造,實現(xiàn)黃光車間印刷、曝光、顯影三大工序機臺的自動化上下料以及工序機臺間的物料轉(zhuǎn)運,解決現(xiàn)有員工上料不及時、上錯料、信息跟蹤困難的問題。

  ·治具轉(zhuǎn)運上下架解決方案

  在SMT鋼網(wǎng)治具生產(chǎn)車間,優(yōu)艾智合通過復合協(xié)作機器人進行自動化升級改造,實現(xiàn)治具的存儲與轉(zhuǎn)運,與現(xiàn)場車間的立庫進行協(xié)作上下治具。解決現(xiàn)有員工搬運過大的治具困難,與上料不方便的問題。

  03 提問環(huán)節(jié)

  Q:制造業(yè)場景的訂單好拿嗎?優(yōu)艾智合是怎么獲客的?

  A:制造業(yè)的訂單獲取的模式都比較接近,制造業(yè)它是tob行業(yè),基本上都會有三方去參與到項目的評估中,甲方的門檻兒其實不一樣,比如半導體行業(yè)的門檻稍微高一些,3C門檻低一些,當然獲取第一個訂單的門檻是比較難的,不過做好了標桿應用后,會相對簡單很多。

  Q:你們怎么看機器人這類toB產(chǎn)品的定制化成本的問題?

  A:不同行業(yè)的需求跟痛點各不相同,但是行業(yè)內(nèi)不同客戶的場景基本都是通用的。定制化是必經(jīng)的過程,但同時我們也要解決定制化成本的問題。

  解決方案是,首先要從軟件出發(fā),軟件的兼容性要足夠強。其次對硬件來說,要足夠去模塊化,這樣就能根據(jù)客戶的需求快速響應,進而快速地實現(xiàn)和確保兼容性、穩(wěn)定性。

  Q:優(yōu)艾智合怎么到去不同場景中建立自己護城河的?

  A:對于機器人來說,一是軟件,二是硬件。硬件負責執(zhí)行,但軟件才是真正的價值所在。

  怎么去增強護城河呢?

  主要還是需要通過軟件去增強用戶粘性,并且通過軟件的快速響應和具體應用去實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,以增強自己的護城河。

  當然場景也是一個企業(yè)的護城河,包括半導體,3C方面的大量案例也是我們的護城河。

  Q:復合機器人只適用于上下料和移栽嗎,除了半導體外,醫(yī)藥行業(yè)適用嗎?

  A:除了半導體以外,我們還應用了大量的行業(yè),包括電力、能源、化工、生物制藥、高鐵飛機制造檢測場景中。

  Q:多臺數(shù)機器人之間的調(diào)度系統(tǒng),這個系統(tǒng)是自己研發(fā)的嗎?

  A:機器人操作系統(tǒng)全部都屬于自研。

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