零部件工厂的机器人时代

    当零部件遭遇工业4.0，会产生怎样的化学反应？答案是产品的全生命周期管理——零部件将不再仅仅是冷冰冰的个体，而是类似于一个数据终端，从订单下达到产品报废，整个生命周期都会有数据记录。

　　万丰奥特是全球知名的零部件生产商，以轮毂为例，2014年销售量超过4000万套。在实现全生命周期管理后，相当于每年有几千万个移动终端投放市场，从而为产品研发和质量管理带来大数据支撑。

　　万丰奥特正为此搭建一个“后台”——2016年下半年投产的智慧工厂。在此之前，万丰奥特在物联网和工业机器人领域已经有所积累。

　　“2014年是工业机器人行业的爆发年，今年会更火。”万丰科技总经理吴军告诉《中国企业家》，在过去十年里，万丰科技在机器人研发方面的投入已经超过7000万元。

　　梦工厂

　　2014年，万丰奥特董事长陈爱莲在丰田汽车日本工厂参观时，感触颇深。十年前她就曾拜访丰田车间，但十年后再次探访，丰田在生产场景方面的自我创新能力让她吃惊。比如生产污水在净化后可以用来养鱼——这种鱼生命力极其脆弱。

　　到明年年底，万丰奥特自己的智慧工厂也将投入使用。目前，该工厂启动已提上日程，首个在智慧工厂生产的产品会是铝合金轮毂。“工厂屋顶装置太阳能，工厂中间全部机器换人，工厂地面天然气供应，仓储上实现互联网物流。”在陈爱莲位于万丰奥特集团总部的办公室里，她用两个文件夹和一支笔分别代表屋顶、地面和生产线，搭建出她脑海中智慧工厂的轮廓。

　　现实工厂面貌当然不会如此简单。万丰奥特控股集团研究院院长李宇介绍，如果说以往的工厂车间像一个信息孤岛，智慧工厂则将实现从上游供货商(比如铝锭生产商)到下游整车厂的纵向整合，从而搭建一个大的物联系统。

　　李宇在2014年中旬加入万丰奥特，之后万丰奥特把之前的技术中心提升为研究院。按照陈爱莲的想法，技术研发是万丰奥特转型升级的最主要支撑，而而李宇就是把陈爱莲的愿景落地的那个人。

　　目前万丰奥特的研究院体系是在研究总院下辖五个产业分院，总院和分院的分工明确。总院的角色是做共性技术和超前技术的研发，而分院是根据自己的板块特色做专业化和更贴近市场的研发。从时间表来看，未来五年内，会逐步搭建产品设计平台、金属材料的表面处理平台和激光的应用平台。

　　在李宇看来，发展工厂内物联网是不得不做的选择。举例来说，某个整车厂家要求能随时跟踪订单的生产状态，并能通过二维码跟踪每个轮毂的信息。一旦这个轮毂在市场上出了质量问题，整车厂家通过二维码马上就可以查到这个轮毂是哪天生产的、用的是哪批铝锭、哪台机器上生产的以及哪个工人操作的。

　　智慧工厂的另一个使命就是实现产品全生命周期的数字化。从产品设计开始到这个产品退出市场，实现从设计到量产的无缝连接。李宇的想法是，通过使用射频技术，每一个轮毂可以有一个自己的“身份证”。他称这是来自于沃尔玛的启发。沃尔玛通过使用射频技术可以追踪库存变化，及时补货。

　　“每一个轮毂寿命如何，跑了多少公里后坏掉，坏掉是因为司机的驾驶习惯问题还是其它问题，我都要追踪。”李宇说，以前讲大数据都是讲消费品，而以后大数据可以引入制造业。制造业可以利用大数据进行产品开发。

　　如果万丰奥特一年轮毂销量由2000万个汽车轮毂和3000万个摩托车轮毂构成，就意味着一年下来万丰奥特就能搜集到5000万个样本数据。大数据将给万丰奥特的技术提升带来数据支撑。

　　甚至连眼下被屡屡谈论的车联网也可以在轮毂上做文章，因为车联网可能把传感器安装在轮毂上。

　　由此，智慧工厂在实现生产技术指数级提升的同时，在同等产能的情况下员工人数也能减少约70%。这让投入和效益之间达到了某种平衡。陈爱莲对智慧工厂的高投入并不讳言，在她看来，智慧工厂的投入差不多是同等规模工厂的三倍，但员工的知识结构和生产效率也会得以提升。

　　不过这并不意味着机器和人的关系会变得剑拔弩张。万丰奥特不断扩张的业务版图和生产疆域会带来大量的新岗位。“我们有消化压力的能力。”李宇说。

　　在李宇看来，万丰奥特智慧工厂的想法并不是从零起步。

　　目前万丰奥特集团内部的工厂超过20家，不管是国内的工厂还是国外的生产基地，陈爱莲都可以随时在手机上查看到任何一处的生产情况和财务数据，甚至连车间某台设备因故障停机没有及时维修都能看到。

　　三年前，万丰奥特也已经在样板工厂尝试后拉式生产。所谓后拉式生产，即以顾客需求拉动生产安排。效果立竿见影——库存的降低幅度已达到30%-50%。“我们要求客户给我下周订单，日订单不行。如果今天下了订单，明天订单数量或者型号变了，这个对我们生产的冲击是很大的。”李宇说。万丰奥特的逻辑是，客户的订单如果可以锁定一周，工厂就可以把一周的生产排下去，从而实现后拉式生产。

　　在工业机器人领域的机会，万丰科技更是等待了近十年。万丰奥特集团旗下的全资子公司万丰科技在十年前开始涉足工业机器人制造领域，目前已经是中国十大机器人企业之一。2015年，万丰科技预期销售额达到3亿元，同比增长约40%。

　　关键一票

　　2004年，万丰奥特成立了一个项目部，对一些有长远发展价值的项目进行调研。当时选了三个项目进行讨论，工业机器人是其中之一。但当把项目提交到董事会层面讨论时，八个董事会成员有七个投了反对票，其中唯一也是最关键的一张支持票来自陈爱莲。

　　“因为那个时候人也很好招，机器人又那么贵，一百多万一个，大家觉得这个东西没市场，不适合中国国情。”吴军回忆说。

　　这种担心不无道理。

　　在2004年项目立项时，万丰科技对工业机器人的市场空间曾写过一份可行性报告。根据对人口年龄结构和劳动力供给的变化分析，这份报告预计2010年时工业机器人的推广力度会空前加大。但一直到2014年这份可行性报告的预期才成为现实。

　　2014年，浙江省经信委牵头浙江省八家工业机器人相关公司成立了工程服务公司，帮助浙江省内的制造业进行升级。作为全国人大代表，陈爱莲也提交了《关于尽快出台我国工业机器人行业准入标准的建议》。

　　不过吴军的经验是，要让民营企业的老总做出机器人取代工人的决定，并不是那么容易。一方面，在国家的号召下，不少企业都萌生了引进工业机器人来提高生产效率的想法，但另一方面，企业希望收回机器人投资的时间也非常短。“现在三年或三年半比较主流，有些民营企业比较离谱，希望收回投资的时间是两年甚至一年……”吴军说。对工业机器人供应方来说，如果客户预期五年能收回投资是比较理想的。但有些民营企业根本不清楚什么叫机器人，以至于了解之后买卖双方都是唉声叹气。买方理解的机器人是除了供电之外什么都能干，在看到实际的工作场景后会失望而归。而万丰科技方面也会因为没做成业务而受挫。

　　为了打开局面，万丰科技一般会选择行业的领头羊或者排名前五位的企业作为突破口。而在轮毂行业，万丰奥特是最有代表性的一家。

　　2009年，万丰科技第一台工业机器人诞生。这是一款不太成熟的产品，主要问题是平均无故障率的时间比较短。吴军坦承，国外机器人免维护的使用寿命往往在6-7万个小时左右，也就是6-7年。但万丰科技自己的机器人能稳定使用多长时间，并没有经过具体的数据测算。万丰科技想出的办法是把机器人批量使用在一个轮毂浇铸的生产线上，在高温高粉尘的环境下24小时运行，每年运行超过320天。

　　“设计定型用了三年时间，非常痛苦。”吴军回忆说。但痛苦所带来的回报却坚定了万丰奥特将工业机器人引入车间的决心。工业机器人替换人工后，正品率从原来的90%提升为95%。万丰集团的销售额为50亿元时，员工人数约为5000人。现在万丰集团一年的销售额翻番为100亿元(不包括海外收购的公司)，但员工人数只增加了两三千人。“那就是机器人的功劳，不然的话就是销售越高人越多。”吴军说。

　　但这只是第一步。第一代铸造机器人一台可以替代九个人的工作，但生产线上还剩九个人。而通过研发第二代铸造机器人，目标是把剩下的九个人也替换掉，实现铸造无人化。跟第一代铸造机器人相同的是，万丰会在集团内部建立一个示范单元线，一方面是起到教育客户的作用，另一方面也是为万丰奥特的智慧工厂打好地基。

　　从工艺上来说，难处在于如何将原来觉得不可替换的工位用工业机器人取代，让整个生产过程当中不受人的影响。这些工位上往往是经验值很高的一些工人。举例来说，温度变化会直接影响到顺序凝固，而经验值高的工人能有效通过温度变化来掌握凝固顺序，从而保证产品的合格性。

　　在吴军看来，这些岗位上的工人往往讲不了多少，“知识都长在肚子里”，很难被替代。而通过使用工业机器人和传感技术，他希望能转变这些人的角色和工作场景。

　　“我们不希望这个人只在现场工作，而是希望把这个人积累的数据经验转移到控制室的数字化里，”吴军说，“一个人在一个工位上干活的话只能是一个人，假如他的经验加上数字化设备，一个人可能变成一百个人或者变成一千个人。”

　　对万丰奥特来说，这已是不再遥远的现实。今年9月份，实现铸造无人化的第一个单元将会建成。跟以往一样，对于第一个项目的艰难程度，吴军已做好心理准备。但从长远看，却未必悲观，因为大家“会看到和感受到它的先进性”。