再添6家省级企业技术中心,美的集团以内外兼修的研发路线探索产业未来

近日,广东省工业和信息化厅发布2021年省级企业技术中心认定名单,其中,佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司、广东美的厨房电器制造有限公司、佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司、广东威灵电机制造有限公司、库卡机器人(广东)有限公司、广东威特真空电子制造有限公司等6家美的集团旗下研发机构获得广东省企业技术中心资质。

截至目前,美的已拥有国家级、省部级企业技术中心、工程技术中心和工业设计中心等创新平台上百个。

6月9日,美的集团在广州举行“数字美的2025”战略发布会。美的集团就提出,打造美的数字大脑,为亿级家庭用户、百万级企业用户提供实时高效的数字化体验。结合来看,美的集团正在依靠自主研发能力打通内外部业务增长逻辑。

在美的集团的业务布局当中,有众多业务既对内亦对外。目前来看,美的集团内外兼修的研发体系,走市场共创的路线正在产生良好的化学反应。

在本次省级企业技术中心评定名单中,包括库卡机器人(广东)有限公司、广东威灵电机制造有限公司、广东威特真空电子制造有限公司都已经在内外部业务上进入成熟发展期。

对于本次入选省级企业技术中心,库卡中国研发总监李宏伟表示:“库卡是按照商业化运作的企业,无论是美的集团内部还是外部的新能源汽车等终端客户,只要有技术和产品需求的都是我们标准客户。所以从研发体系上来说,我们对待内外部研发需求的处理标准是一致的。”

需要指出的是,库卡广东内部成立了针对工业机器人的技术研发中心及工业设计中心,并建成了自有实验室,总体规格和规模已经超越德国实验室,成为库卡全球研发硬件标准最高的实验室。

李宏伟表示,在3C行业、新能源以及汽车行业中,库卡会遵循与客户共创的基本原则。本次入选省级企业技术中心也得益于库卡与这些新兴行业的客户共建实验室,让研发企划与客户的关键技术人员联合研发,以小见大,从可复制、批量的角度做一些符合客户和市场需求的标准化产品。

正如我们前面所说,美的集团内部业务诸多,这对于拥有对外业务的事业部来说是一块天然优质的研发土壤。李宏伟强调到,美的集团内部业务为库卡提供了既有广度又有深度的丰富场景,让我们能够把产品在内部提前进行快速地试验和迭代,形成标准的软件包、工艺包之后,再推向外部客户产生良好的市场效果。

内外部的研发体系已经帮助美的集团众多事业部打通了产业底层技术的研发逻辑。

在产业研发体系的共性中,低碳环保已经成为企业在研发创新技术和产品所必须考虑到的重要属性。在本次入选的企业当中,广东威灵电机制造有限公司(下称:威灵电机)一直将低碳、双碳作为非常重要的布局方向。

从高效率电机技术和产品的研发和储备上可以看出,威灵电机十分重视绿色低碳的属性。2019年,威灵电机成为行业首家真正达到新能效技术标准的空调电机企业,同时也带动了行业从传统的HPM电机向IPM新能效电机转变。从2021年至今,威灵电机都在深耕整个家用空调和洗衣机等产品的高能效环保电机的研发。

正是由于前端技术的踏实布局,威灵电机先后实现了不同品类的电机产销量全球领先,成为从产品研发、制造、销售全产业链中具备强大核心实力的电机生产商。

美的工业技术事业群电机产品公司副总兼研发总监吴迪向工控网介绍到:“威灵电机早在2011年就成立了内部研究院,同步开展国际研究合作,并逐渐在广东、上海等重要地区建立研发中心。这些布局帮助威灵电机在电机技术和产品上实现了整体拔高。”

据吴迪介绍,截至目前,威灵电机累计授权专利已达1500多项,其中发明专利500多项,并且相关专利数还在高速增长。从1992年成立,经过了30年,威灵电机依然在持续加大研发投入,不断提升研发规模及优势,主要聚焦于创新产品开发、先行平台研究、关键零部件研究、前沿技术研究等方面着力投入,研发占比近4%,并且研发投入占比逐年提升。

“经过不断地研发创新,美的威灵从传统的家用电器电机领域已经拓展到智慧交通、通风散热等领域,最大程度发挥出我们在功率段电机方面的技术优势。”吴迪补充到。

可以看出,从传统的电器领域出发,美的集团已经将业务枝叶延展至工业机器人、汽车制造、新能源等领域。工控网认为,此次省级企业技术中心的评定不仅是对美的集团和旗下6家机构研发实力认可,还体现了政策对于国产技术和产品替代,以及国产品牌近些年长期积累结果的促进和肯定。美的集团及时抓住了这波数字化和国产自研的风口,走产业链自主创新的路线将会让这艘大船驶向更远的彼岸。

从“机床之王”到年亏损8亿,国产机床的兴衰史

机床被称为“工业母机”,在机器制造过程中担负着40%-60%的加工工作量,是制造业产业升级绕不开的一环。作为现代工业发展的重要基石,机床的技术水平直接代表着国家的综合竞争力。我国机床行业无论是从产值,还是从消费角度来看,都稳居全球前列。但遗憾的是,高端数控机床及核心零部件仍然依赖进口,自给率严重不足。截至2021年,国产高端数控机床系统市场占有率不足30%,存在着“大而不强,全而不精”的制造业通病。

近年来,各家行业研究机构发布的全球数控机床企业榜单中,前十基本都由日本、德国、美国企业占据,山崎马扎克、通快、德玛吉森精机、马格、天田、大隈、牧野、格劳博、哈斯、埃马克等企业常常榜上有名。早在2008年,我国的沈阳机床和大连机床也曾凭借优异的营收成绩一度进入了全球机床前十之中,当时世界机床产值排名前十企业分别为通快、山崎马扎克、吉德曼、大隈、天田、马格、森精机、沈阳机床、捷太格特、大连机床。14年之后,全球前十机床企业中,德国、日本企业依旧霸榜,中国企业已榜上无名。

更令人唏嘘的是,曾经令国人引以为傲的中国机床行业 “四大金刚”、“十八罗汉”大多都走向了穷途末路。“四大金刚”中沈阳机床、大连机床先手破产后并入央企通用技术,昆明机床并入沈机集团后破产退市,只余秦川机床苦苦支撑……“十八罗汉”也是破产的破产,重组的重组,只有济南二机床能够独善其身,在国际市场中独自拼杀……十几年时间,上演了一部国产机床的兴衰史。

2022年4月,破产后并入央企通用技术的沈阳机床发布2021年度财报。财报显示年销售额17亿元,亏损8.63亿元,净资产-4.98亿元。曾经的中国“机床之王”,破产重组后再次资不抵债。早在2019年,沈阳机床董事长关锡友在接受媒体采访时表示,沈阳机床破产重组是公司主动选择,两年后公司将发生翻天覆地的变化。如今,这份黯淡的财务报表似乎表明,破产重组后的沈阳机床依旧深陷在巨额亏损的泥潭,无法脱身。

作为机床前浪,以“四大金刚”和“十八罗汉”为代表的国有机床企业的惨淡现状,有各企业管理、竞争、战略布局等自身特有原因,也能够映射出中国机床企业在发展过程中遇到的一些问题。如管理体制僵化、效率低下,自主研发能力不足、技术壁垒薄弱,产品类型重复、结构单一,高负债率放大经营、管理风险等。曾有业内专家指出,近十年来中国机床行业的竞争格局是低端内战、终端争夺、高端失守。低端市场虽然掌握在国内厂商手中,但价格竞争激烈,厂商毫无利润可言。而高产品附加值的高端机床,其市场份额主要掌握在日本、德国、美国厂商手中,国产化率严重不足。

2021年5月,执掌济南二机床帅印18年之久的张志刚卸任董事长。作为“十八罗汉”中的独苗,济南二机床在他的任期内,职工数量从6000人减少到5000人,企业利润增长了61倍,利税增长了18倍,销售收入增长了9倍,净资产增长了15倍,职工人均收入增长了8.5倍,企业年收入从4亿元增长至50亿元以上。

在被问到如何评价企业以及行业发展时,他对记者说过这样一段话:“真正称得上‘脊梁’的企业,关键是解决‘行不行’,而不是‘大不大’的问题。评价一个企业是不是‘强’,最关键的是是否掌握核心技术,能否不断推出高新产品引领行业发展方向,全球市场占有率多少,品牌价值如何,企业运行质量和效益怎么样……”

2021年4月,外媒报道称美国以高精度机床被中国用于歼20制造威胁了国家安全为由,要求瑞士不准再向中国出口高精度机床。从芯片到光刻机再到高精度机床……我们受到技术封锁的领域正在逐渐加大。随着制造业转型升级的进程不断推进,新能源、轨道交通、航空航天、精密模具、3D打印、生物医药等新兴产业迅速崛起,其生产制造过程高度依赖机床尤其是高端数控机床等智能制造装备,我国机床行业落后于国际主流水平的短板亟需被补齐。

2021年8月,国资委党委召开会议指出,要把科技创新摆在更加突出的位置,针对工业母机、高端芯片、新材料、新能源汽车等加强关键核心技术攻关,努力打造原创技术“策源地”。工业母机被放在了第一位,排序在高端芯片、新材料、新能源汽车之前,重要性不言而喻。在国家政策的支持以及国内企业不断追求创新的背景下,中国数控机床行业从2020年开始低位反弹,呈现出复苏态势。2021年中国数控机床产业市场规模达2687亿元,较2020年增加了214亿元,同比增长8.65%,有关机构预测,2022年中国数控机床产业市场规模将达到2957亿元。

面对庞大的市场规模,尽管一些本土机床企业在部分高端数控机床领域已有一战之力,但却缺少市场机会。长期沉淀的品牌形象和观念,让中国自主的高端数控机床被排除在某些市场之外,包括本土企业也都更倾向购买外资产品。业内普遍的共识是中国机床业已经到了必须重整旗鼓的时候。一些行业里的专家学者给出的建议包括:1)加速高端数控机床的国产化替代。在市场环境下,运用市场化补贴,鼓励制造企业优先选用国产高端机床,让那些有创新、能突破的机床尽快脱困,形成利润正循环;2)注资打造小而精、世界级的全产业链集群。通过科创板和“制造业大基金”,精选培育一批专、精、特、新的机床细分冠军,聚集高级技术、高端人才,打造出中国机床业小而精的全产业链集群;3)提升中国制造的整体水平。一些机床业的关键痛点,实际上是制造业的整体性短板,需要中国制造整体能力的一次涅槃重生。

「专题」应用持续拓宽,机器视觉带来“解题”新思路

劳动力成本的不断提升以及制造业对于高效率的追求,迫使更多的企业采用自动化设备取代人工来完成生产。而作为生产线上不可或缺的检测手段,机器视觉正在为制造业带来革命性变化。

如果把生产制造比作人体,那么机器视觉就是火眼金睛。在生产制造业中,机器视觉技术被广泛应用于一些不适合人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,以及在大批量的工业生产中替代人工检测,具有精确性高、速度快、成本低、易于集成等多重优势,能够大幅提高工作效率及质量。

随着制造业转型升级的推进,市场对机器视觉产品的需求日益增长。根据gongkong®市场研究显示:

● 2021年机器视觉市场受3C电子、半导体、新能源汽车市场需求拉动,整体增长显著;

● 2021年随着机器视觉市场需求的逐步释放,新进入厂家持续增加;

● 随着机器视觉产品的技术成熟和竞争加剧,价格有所降低;

● 国产品牌份额逐步提升,国内以海康威视为代表的企业增长显著,直逼进口品牌份额;

● 从产品端看,机器视觉产品逐步从2D向3D产品渗透,机器视觉产品线逐步丰富。3D视觉将更趋于智能化、集成化、实时性、高性能、多场景应用等方向。

在机器视觉的产业链中包含光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理系统,算法与软件平台,以及其他外部设备组成。机器视觉技术的发展需要不断融合创新,试验各种落地应用。

因此,在本期专题中,gongkong®特别邀请产业链不同环节中的机器视觉企业,力求多角度探讨器视觉技术的发展方向和应用落地。

慧眼如炬,机器视觉的应用与特点

机器视觉能够充分满足高精度、柔性生产的需求,随着技术的不断完善、渗透,下游应用场景也日趋多样化。目前主要应用于消费电子、汽车制造、制药业等批量流水制造型企业。但行业市场仍保持高度集中,以消费电子和汽车制造领域为主。

总的来说,在不同行业的工业生产中都需要机器视觉技术给出快速又精准的决策。安森美智能感知部工业及消费应用大中华区市场经理陶志介绍说,用于测量时,要快速判断液位、尺寸等;用于定位时,要快速准确给出物品的正确位置;用于计件检验时要快速计算出数量;用于解码识别时要快速准确识别二维码、字符信息等,从而实现更快、更准确的产品检测,提高效率并降低成本。

基于各个行业自身特性的不同,以及各行业对机器视觉技术认知的不同,不同行业用户对视觉也有着不同的要求。“的确如此,不同的行业,实际应用场景不同,运用的具体技术、解决方案也不同,有些场景适合运用2D技术,有些场景偏重于3D+AI深度学习的解决方案,但总的来说万变不离其宗,均侧重于解决工业生产中定位、检测、测量、识别、分类等难题。”华汉伟业相关负责人讲道。

在汽车、3C、制药等行业,这些行业应用机器视觉技术的共同特点是连续大批量生产、对外观质量的要求非常高,但彼此之间的差异也非常明显。对此,邦纳助理视觉产品经理黄来舟表示,在不同行业中应用机器视觉技术,被测物一致性最好的是3C行业,其次是汽车行业,包装行业则相对较差。从对视觉系统的分辨率来看,一般情况下,电子行业>汽车行业>包装行业。从检测速度来讲,包装行业>电子行业>汽车行业。

ifm 3D ToF成像系统产品销售经理何正介绍说,在汽车、3C、制药等行业都会使用相机用于产品的检测和验证,其中汽车行业的自动化程度最高、零件最为多样、工作环境最为复杂,所以对机器视觉产品也提出了非常高的要求。

尽管不同行业对机器视觉技术有着不同的要求,但机器视觉的应用越来越普遍且通用性越来越广泛。Allied Vision亚太区高级市场经理邹毅也表达了相同观点,他表示企业需要根据自己的实际情况,包括环境、工况、材料、检测目标等,采用不同的机器视觉系统。

以通用型的机器视觉技术来看,例如智能相机,可解决一些简单的机器视觉识别的常规任务,客户无需进行专业的定制或开发。但对于复杂的识别任务,则需要客户自己或通过设备集成商定制适用于该应用的机器视觉系统,这对用户本身的能力提出了较高要求。

因此,对于处于不同行业与不同场景的用户来说,需要寻求一种适合自身需求的解决方案,逐步替代人工检测。在堡盟产品市场经理-视觉技术陈田看来,随着企业自动化水平的不断提升,大家对机器视觉技术的要求也将变得越来越高。

例如,汽车行业,对机器视觉产品的防护等级以及帧率要求较高,在环境严苛的装配线上需要高防护等级的工业相机,在车身3D扫描和检测的应用中需要使用高帧率相机。3C行业,由于检测应用种类广泛,对相机的分辨率要求比较广泛。制药行业,特殊要求的应用种类较多,例如医药原料检测,就需要使用能够抗氧化的检测设备。

应用场景加速拓展,让视觉成为生产力

面对制造业劳动力相对不足、人工成本持续高涨等诸多问题的呈现,越来越多的企业开始注重高效率、快节奏的生产方式。产业升级的巨大需求,使得机器视觉技术在制造生产中占据了越来越重要的地位。

机器视觉在各行业的应用范围和应用深度不断拓展,在这里,我们将探讨几个主要应用行业,以期为大家提供积极、有效的参考。

3C行业

随着消费电子产品越来越精密化,在元器件尺寸越来越小的同时,质量标准也在同步提高。因此,对于机器视觉的需求不断放大。

在3C行业,机器视觉应用已经较为普遍,主要用于高精度制造和质量检测。具体来看,3C行业元器件尺寸较小,检测要求高,其元器件、部件、成品全产业链的制造环节都需要机器视觉的参与,其中70%的机器视觉应用在质量检测环节。主要应用集中在PCB、平板和半导体检测。

通常3C行业的检测,特别是平板LCD检测,对相机分辨率要求较高,对成像速度(帧率)无别要求。此外,还会应用一些高光谱成像技术,如短波红外经常用于半导体检测。

汽车行业

在汽车制造行业,机器视觉几乎涉及所有系统和部件的制造流程,例如车身装配检测、面板印刷和质量检测、零件尺寸的精密测量、工业零部件表面缺陷检测等。

Allied Vision认为,汽车行业原先主要依靠三坐标测量完成,效率低、时间长、数据量严重不足,且只能离线测量。机器视觉引入非接触测量技术,逐步发展成固定式在线测量站与机器人柔性在线测量站等在线测量系统,能够严格监控车身尺寸波动,提供数据支持。

何正则通过具体案例详细介绍了相机在汽车行业中的应用。例如,ifm的3D相机可以直接定位电池组件在托盘上的三维空间位置,让机器人直接进行抓取,并送入下一步加工流程,解决了普通相机无法引导机器人进行3D定位的瓶颈,将工人从机械化的劳动中解放出来,提高了工厂生产效率,降低了生产成本。

制药行业

在药品的生产、包装过程中,机器视觉技术可以发挥其强大的功能。主要用于物体检测、计量检测、OCR字符识别、跟踪和追踪等。

这些应用对机器视觉的要求并不高,普通机器视觉相机均可满足检测需求。但由于药品生产的特殊性,制药行业的用户对相机或视觉设备有一定的防水和防腐蚀需求。

新能源

在新能源产业稳步拓展和降碳环保背景下,光伏、锂电池的检测需求大幅增长。陶志则表示,在整个新能源检测领域需要图像传感器提供更高分辨率和速度来提高生产效率。例如,安森美的XGS工业级全局快门图像传感器,用了最新的3.2 um pixel工艺,极具性价比优势。

随着新能源市场的大爆发,特别是在“双碳”目标的牵引下,锂电行业的市场规模正在以肉眼可见的速度扩张。锂电池产品表面容易产生露箔、暗斑、亮斑、掉料、划痕等缺陷。在智能化生产过程中,机器视觉解决方案能够提升锂电的品质、产能、效率及大大降低缺陷的漏失率。

LMI Technologies表示,在锂电制造领域,其3D视觉检测方案聚焦锂电工序的电芯段和模组段。电芯段的应用集中在电芯顶盖焊的焊前高度差、平面度、间隙检测及焊后的外观缺陷检测、注液口密封钉焊接检测、电芯六面外观缺陷检测和电芯蓝膜外观缺陷检测等;在模组段,LMI提供模组侧缝焊后检测、BusBar焊后检测及模组全尺寸测量等相关需要尺寸量测以及外观缺陷检测的应用。

针对锂电领域复杂的缺陷及零漏检要求,华汉伟业也分享了在电芯工艺段中的应用,在电芯包膜前对铝壳进行外观缺陷检测,防止外观不良品流入下道工序。华汉伟业采用机器视觉“缺陷检测”算法,可以稳定检测出直径>0.1mm的凹坑/凸起、深度>0.05mm的划痕,有效降低不良率,提升检测效率,节约生产成本。

移动机器人

机器视觉的引入,如同为机器人装上了眼睛,实现了对机器人的精确导航。随着移动机器人在各细分领域的快速发展,结合机器视觉实现高精准、人际协调等概念逐渐成为发展新趋势。

仙工智能介绍说,在人员和自动叉车、AMR混用的场景中以及在一些现场的设备、人员、货物面临统一管理难题的场景中,机器视觉技术都能够很好地满足客户需求。例如,仙工智能的 RoboView 视觉AI解决方案,通过采集实时的2D视频和3D点云数据对目标物体进行分类、识别、定位、分割,达到高精度、高稳定性及多维度丰富的信息,为车、厂协同提供稳定、可靠的感知能力。

随着机器人的迭代发展,机器人厂商的需求也不断提升,如更高的分辨率、更快的帧率、更好的环境适应性等。“客户在应用机器视觉技术的过程中,通常根据应用场景会有多元的需求,比如机器人的车速和所需要探测的区域的变化,都对产品有着截然不同的要求。”何正讲道。针对此,ifm设计了多系列产品:O3D、O3X、O3M。如O3X探测距离较短,当车速较快时,达不到想要的探测距离,而且抗光等级较弱,只适用于室内使用,而户外长距离的应用则可以选择O3M。

创新引领进步,机器视觉与多领域技术融合

目前,视觉产品正在向高集成度、高易用性、智能化和低成本等方向发展。未来,机器视觉将与多种创新技术融合,如3D、人工智能等多种技术,由单一的检测、定位、测量功能向更加智能化方向发展。

3D视觉

随着工业检测对精度要求的进一步提高,3D视觉技术逐渐进入人们的视野。在2D视觉的基础上,3D视觉增加了物理空间的深度信息,更全面、更真实地记录了物理世界。

对此,黄来舟表示,从技术方向上来讲,3D应用将进一步扩大,深度学习应用增多、AI和云技术也将会更多地融入到机器视觉中。在汽车和电子行业,目前已经使用或者将要使用3D视觉解决方案,而在包装行业,这类应用还很少,仍处于探索阶段,并且成本是一个不小的制约。“当然,无论技术再怎么迭代,最终还是给人用的。不可能人人都是视觉专家,视觉应用的简单化始终是要追求的目标。”黄来舟补充道。

谈及3D视觉技术发展时,LMI Technologies负责人也分享了相同观点,传统的2D视觉检测技术已无法满足客户的需求,而3D机器视觉的应用范围越来越多,同时LMI也将AI与3D视觉融合运用到行业检测中。此外,兼顾硬件和软件的产品和解决方案被完美集成到产线中也是生产企业所期待的。以LMI公司的3D检测解决方案为例,最大的特点就是LMI提供的不仅仅是一个标准的3D硬件,更多的是通过嵌入式的一体式智能3D软件算法平台,针对客户应用的技术难点进行快速的定制化。

仙工智能则认为在3D视觉应用中,要求精准定位并评估3D场景下的物体,因此存在较高的研发和部署难度,应用尚不如2D技术普遍,但随着技术的发展,3D技术终将成为未来趋势。他们从自身行业所处特点来看,拥有视觉的机械臂、移动 AMR、AGV 等组合产品将越来越多。随着2D视觉的成熟稳定,深度学习技术也因为可靠、鲁棒的特点越来越多的落地到产品中;3D技术的持续发展、跟进,将极大地推动目前还不成熟的机械臂应用市场,并推动革新自动化向智能化进化。

人工智能

目前,机器视觉正由传统工业视觉向深度学习工业视觉转变,AI技术在其中正发挥重要作用。

Allied Vision认为,“传统的视觉应用一般基于PC研发,虽然几十年来技术水平确实有很大的提高,但也有体积大、价格高和智能化不足等缺陷,随着嵌入式视觉和人工智能技术的发展,可以使一些需求比较强劲的应用,如瑕疵检测、尺寸测量、机械手引导和目标定位等以更紧凑、更智能的方式实现。”

陶志也分享了相同的观点,“机器视觉应用需要经济高效的方案,将出色的全局快门性能与动态范围、快门效率、光学格式和各种分辨率的相结合。目前我们看到的机器视觉应用大多是分立式,这提供了足够的灵活性。随着嵌入式处理器性能的提升,以及行业标准的完善,我们预计未来嵌入式机器视觉应用会有很大的发展空间。”

陈田也特别提到由于工业AI和边缘计算技术的发展和应用,单纯的工业相机已经不能满足相关的应用场景。这些应用场景中需要相机自带一定的算力,支持AI运算,并能够通过网络进行数据交互,实现边缘计算。

高带宽数据接口

机器视觉技术将在越来越多的行业和不同的应用场景中广泛的应用,其技术发展也会随着不同应用场景中的不同需求而发展。

陈田认为,从技术的角度来看,随着不同应用对图像质量的要求越来越高,图像传感器技术会不断地更新迭代,更多新的技术将用于传感器的设计,因此工业相机厂家也会不断地根据图像传感器来更新产品组合,例如堡盟LXT系列相机就涵盖了SONY 二代、三代和四代芯片。另一方面,随着应用对速度的要求不断提升,相机的接口技术也会朝着更高带宽的接口方向发展,例如10 GigE、40 GigE以及100 GigE,以满足高速应用的帧率需求。

在高带宽数据接口变化方面,Basler China产品市场高级经理王学瑞告诉gongkong®,随着技术的进一步发展,用户对机器视觉系统的检测精度、检测速度都有更高的需求,要求视觉系统在提高分辨率的同时,拥有更高的速度(帧率),因此,5-GigE,10-GigE以及CXP2.0等高带宽数据接口将成为必然选择。相比于已经成熟的GigE,USB 3.0和Camera Link接口,上述新的数据接口在传输带宽,线缆距离以及易用性上面都有较大提高。

例如,4通道CXP-12接口带宽是Camera Link满带宽的8倍左右,CXP-12线缆传输距离可达40m,明显长于Camera Link传输距离。而5-GigE接口作为GigE的升级,在将传输带宽相较于GigE接口提升了五倍的同时,还保留了GigE接口易于安装、适于长距离稳定数据传输等多种特性。

加速技术升级,赋能产业高效“慧眼”

任何新技术的产生均有其自然演化过程,每一新技术的成熟应用也需要建立在有效摸索的基础上。目前,机器视觉技术在复杂工件清晰成像、高精度成像、高精度图像分析处理等方面的应用上依然存在一定难点。

黄来舟也特别提到了光源、工件位置和工件表面质量的稳定性,以及工件本身的一致性,工件材质、物体的运动速度、光学系统的精度等仍是目前机器视觉应用的难点。但他认为,最重要也最不可忽视的因素是人。

从邦纳与终端用户打交道的经验来看,规模大、人员素质高的企业,更容易掌握产品的使用和维护。对于一些小企业,往往因为人员能力问题,导致设备部署后难以做到有效地维护而不能实现持续使用。在这一点上,机器视觉厂商不仅仅需要成为用户的合作伙伴,更应该变成他们的技术顾问,提供更多支持。

丰富的产品线、可靠的性能、简单易用的方案、高性价比和优良服务,均是选择机器视觉产品考虑的关键因素。但是,对于用户来说,需要的不仅仅是一组合适的硬件及软件,更多地希望厂商能够根据他们的应用要求和环境进行可行性分析,给出适合的解决方案。

“产业升级带来的需求变化之一是行业上下游都将更关注于提升自身核心竞争力,用户需求将从单纯的视觉器件使用需求向行业视觉解决方案需求转变,具有行业know-how属性的全套视觉行业解决方案将成为辅助用户实现复杂视觉应用的关键。”王学瑞表示。Basler近年来致力于打造提供整套视觉解决方案的one stop solution概念,针对电子检测、物流、机器人、医疗等行业提供各类行业视觉解决方案。

小结

随着制造业对产品品质的不断提高,加上人力成本的急剧提升,将为机器视觉技术更加广泛的应用提供契机。

同时,随着机器视觉技术应用的不断深入,以及技术本身的不断发展成熟,更多专业技术人才的涌现以及广大用户对机器视觉技术的认知度提升,gongkong®相信,在充分感受到机器视觉技术带来的显著效益后,必将开启更广泛的机器视觉应用热潮。

小齿轮,大作用!

其实,几乎所有电机驱动的机械设备上都搭载着减速机。但一般都是装配在设备内部使用,大家能够看到的机会不多。而减速机内部的齿轮构造,因为更不容易被看见,所以更让人感到好奇。到底是什么样的齿轮,造就了不凡的RV,影响着全球的制造业?

纳博特斯克采用了接触面比正齿轮多的摆线系齿轮(针齿轮),开发出了比以往的减速器使用寿命更长的精密减速器RV™。通过分配在减速机外壳内侧的针齿轮与RV齿轮的齿面啮合,从而实现减速。

使用了摆线齿轮的精密减速器RV™的3个特点

【1】高精度

减少齿轮的“间隙”,实现流畅精准的动作!

减速机内部齿轮啮合时齿面的间隙被称为齿隙。但是,如果齿隙大,齿轮的磨合就会发生异常,不能够按照设计的那样动作。因此,纳博特斯克精密减速器RV™独自开发特殊的齿轮构造,将齿隙抑制到最小限度。不仅如此,纳博特斯克还将其他以精确到1μm以下级别的高精度加工技术完成的各零件加以组装,从而实现了齿轮的流畅精准动作。正因为如此,才能更准确地控制装了减速机的机器和设备实现精准的动作。

活用优点的例子是?

工业机器人的自动焊接和生产变得更加精巧

通过提高机床的加工精度,提升产生的产品质量

可提高变位机和机器人行驶轴的“定位精度”

能够抑制减速机和设备主体之间的振动,减少设备运转时的噪音

【2】高刚性

通过增加齿轮的“咬合齿数”,提高强度!

内部齿轮的构造决定了一个减速机的强度。如果减速机内部结构脆弱的话,就有可能影响整个机器设备的刚性,在作业中也更容易损坏。因此,纳博特斯克精密减速器RV™采用摆线齿轮这种特殊的齿轮,不仅提高了减速机自身的强度,并且由于使用了高刚性的零部件从而使得减速机的刚性有了非一般的提升,从而成就了一台耐负载,耐冲击的精密减速机。

活用优点的例子是?

机器人和机床能够承受更大的负载

提高机械、设备的耐久性,使用寿命更长

由于可以用最小限度的零部件来保证整体强度,减少机械、设备的组装工时

降低机械、设备的维护频率,减少作业人员的负担

【3】高扭矩&紧凑化

小尺寸,却能输出更高扭矩!

想要获得更高的扭矩,得选用尺寸更大得减速机才行?答案是否定的!纳博特斯克精密减速器RV™由于采用了摆线齿轮,提高了自身强度,通过支撑齿轮的多个曲柄轴来分担转矩,即使小尺寸也能获得高转矩的输出。另外,纳博特斯克还开发了在减速机中心开孔的“中空型”,预留出了可以让设备的配线、配管穿过的空间,更加方便设备的设计并为节省空间作出贡献。

行家论道:在5G工厂预见智能制造未来

24小时不停歇的传送带上,整齐划一的机械手臂,分毫不差的精准作业;智能工厂和物流仓库里,自主导航的AGV小车往返穿梭,自动装卸搬运货物,让物料周转高效敏捷、灵活有序;忙碌运转的港口,集装箱码头通过远程控制,实现自动化、无人化装卸与运输,加速物资高效流转……这些应用场景之所以能够顺畅运行,离不开高带宽、低时延、大连接的5G网络支持。

5月10日,至顶网首播的“行家论道”访谈节目精彩开讲,杭州市经信局产业数字化推进处处长黄若飚,紫光股份旗下新华三集团副总裁、解决方案部总裁李立,中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司政企客户部总经理朱智俊,以及至顶科技CEO兼总编辑高飞以“5G赋能 智造未来”为主题,就5G在行业的落地应用发展展开深入探讨交流。

扬帆启航 5G行业融合应用

5G融合应用是促进经济社会数字化、网络化、智能化转型的重要引擎。为了鼓励和支持加快5G发展,国家及各省市这几年密集出台了相关政策。在《5G应用“扬帆”行动计划》政策助推下,5G行业融合应用快速增加,行业市场接受度不断提高。杭州市政府也早在2019年就连续出台了相关政策和规则,树立了将杭州打造成具有全球影响力5G第一城及5G网络建设全国示范区的目标。

新华三集团副总裁、解决方案部总裁李立表示,“5G除了消费级toC领域应用之外,更重要的还是和行业的结合。新华三一直在大力推动5G与行业应用的融合,目前已经推出若干个5GtoB行业解决方案,并已有落地实践。”

其中,在杭州萧山建设的紫光股份智能工厂,已成为新华三“5G+智能工厂”实践的标杆。在生产制造环节,通过应用5G相关技术,达到了降本增效的目的,为“5G+工业互联网”应用树立了行业典范。

迭代升级 5GtoB技术支撑未来工厂

面对未来工厂全设备感知及产业链协同的特点,为了满足未来工厂在业务协同和数据交互方面的新需求,对应的5G技术也需要不断更新迭代。

在智能工厂中,通过5G定制专网及定制云网技术,实现了网络的精细化切分,以满足内部外部不同场景的需求。新华三集团副总裁、解决方案部总裁李立称,“在智能工厂里采用5G定制专网后,用户数据留在园区内,保证了工厂内部敏感数据的安全性。另外,智能工厂内部的5G定制专网也将与5G定制云网融合,以解决后续工厂及园区私有云方面的需求,支撑未来其它业务发展。”

李立特别强调,不止在智能工厂的应用,在5G定制云网方面,新华三也已有丰富的方案和落地实践。其中,在5G+智慧矿山、5G+教育、5G+4K/8K直播等领域,新华三的解决方案都获得客户好评。

中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司政企客户部总经理朱智俊表示,对于工业互联网场景化需求,杭州移动特别制定了“双5G”政策,通过千兆有线和5G无线技术,对未来工厂及其它领域的行业应用进行优化,满足5G工业互联网应用中固定连接及无线连接的需求。

困局待解 新华三趟出应用落地新路

在政策的积极推动下,5GtoB项目蓬勃发展,行业对5G的接受度不断提高,但现实情况是,5G网络建设速度远远快于行业应用推进速度,5G在行业市场渗透率仍然比较低。

李立指出,除了“5G+工业互联网”的升级及改造成本问题以及企业对投入产出比的顾虑外,目前5G行业融合应用面临的最大一个挑战就是双方对彼此的业务及技术并不熟悉,缺乏既懂技术又懂生产的人才。

新华三集团在5GtoB行业方案实施过程中,秉承着“同吃同住同劳动”的原则,与客户一起推动方案的部署,收到了很好的效果。另外,现阶段制造行业中的终端设备、现场的网络与5G的兼容性也需要双方密切配合来解决。新华三在这个过程中,也摸索出了一条行之有效的方案,对“5G+”在其它行业的推进起到借鉴作用,化解了行业对“5G+工业互联网”技术应用的顾虑,客户对新技术的接受度得到大幅提升。

日前,工信部印发《工业互联网专项工作组2022年工作计划》,启动实施2022年工业互联网创新发展工程,提出打造“5G+工业互联网”升级版目标。作为数字化解决方案的领导者,新华三将坚持“云智原生”战略,围绕行业应用场景落地需求,以不断进化的“数字大脑”,加速5G赋能百行百业应用落地,为数字经济的高质量发展注入新动能。

从7个应用案例看协作机器人如何实现“渐次自动化”

与传统工业机器人相比,协作机器人在机器人市场中始终占据较小的份额。但从近年的数据来看,协作机器人已然成为工业机器人市场增速较快的品类。

据高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2021年中国协作机器人销量1.86万台,同比增长87.62%,国产协作机器人厂商也已成为中国市场的主导力量,市场份额接近70%。

协作机器人为何获得越来越多的关注?如何利用协作机器人的特点为终端用户赋能?

人机关系变革呼唤协作机器人

协作机器人的设计特点决定了其在一些行业应用中具有天然的优势。

协作机器人是最类人的机械臂,可替代人手,拥有灵活、安全、轻质的特性。与此同时,协作机器人作为智能机器人的一种,其核心不是硬件而是平台,具有想象力和开放性。

以艾利特协作机器人为例,机器人本体作为纽带,与夹具、移动机器人、视觉、工装等领域的生态合作伙伴打造柔性产线或柔性生产工作站,从而链接了经销商、集成商与终端客户,为用户提供更高性价比的机器人整站解决方案。

相比较而言,传统工业机器人成本高,对车间空间布局、操作专业性要求高,而协作机器人仅占据1-1.5个工位的空间且易于集成,操作简便易编程,符合当前人机关系变革的趋势。

总体来看,协作机器人的特点可归纳为“安全”、“易用”和“灵活”。

在安全性方面,协作机器人小型轻量,具备碰撞检测功能;机器人与人并肩工作,适用多样的产线布局,共享工作空间,提高空间利用率;协作机器人具有高防护功能,无需使用安全围栏,遇到撞击或阻力后,机器暂停,障碍解除后,协作机器人可快速恢复工作,无需复杂重置。

如艾利特协作机器人为客户提供了安全停止和缩减模式的输入信号,当信号被触发时机器人进入对应的安全停止和缩减模式。机器人配合SICK的安全距离传感器,实现了非接触式的安全防护——当有人接近黄色警戒区域的时候,触发缩减模式信号,机器人进入缩减模式;当有人接近红色区域的时候,触发安全停止信号,机器人安全停止;当人远离警戒区域时,安全信号停止,机器人恢复工作。

在易用性方面,协作机器人可轻松手提,便于运输,拆装简单;可实现拖拽示教,轨迹复现;通过拖拽示教就可轻松编辑机器人运行路点;协作机器人还会配置触屏式示教器/平板屏幕,使得编程简单易操作。

举例来看,艾利特协作机器人的“工具化”特性可以轻松对应产线的柔性需求,如在农机柴油机产线替代人工拧螺丝,在PCB板厂商中替代人工进行上下料、装盒,在导入过程中,无需改动原有产线的布局,同时协作机器人多样的通讯可对应各种自动化产品,缩短了部署时间。

协作机器人的灵活性体现在关节自由度、自由安装、接口开放等方面,具体包括部署灵活,可移动到任何位置;适应性高,无需更改现有产线布局;安装要求低,可安装在产线的任何位置包括传统工业机器人无法安装的位置。

在艾利特协作机器人应用于某光缆制造商的项目中,该用户原本的自动化程度较高,产线中有多个机台进行连接,以往是人工在机台间配合物料的搬运。为进一步提高该场景的自动化水平,用户导入了艾利特协作机器人进行上下料,在产线中OK件进入下一步工序,NG件置入废料框,协作机器人因其在狭小空间内实现灵活姿态,安装基座灵活添加等特性而获得了用户认可。

以“渐次自动化”开启工厂的柔性化改造之旅

尽管协作机器人具有诸多优势,但在实际应用中,为什么协作机器人形成批量化落地的案例并不多?在为企业长期进行自动化改造过程中,艾利特机器人在2020年提出了“渐次自动化”这一概念。

总体而言,全自动化产线技术风险高、初始投资大、投资风险大,渐次自动化则是将一个复杂的工艺制程拆分成工艺自动化、检测自动化、物料转运自动化、工厂数字化、工厂智能化等阶段,凭借对每一道工艺的理解来进行循序渐进的自动化导入,风险可控、循序渐进、设备利用率高。

基于“渐次自动化”的理念,艾利特已为多家主流行业用户开启工厂的柔性化改造之旅。

案例一:“渐次自动化”降低人工成本

一家位于华东区一二线城市的某汽车零部件制造商,已有十多年的技术和经验积累,为了保证本地化服务质量,该汽车零部件制造商搬离当地的可能性较小,随之面临的困境是人才需求大、人工成本高,集成商报价高等,该汽车零部件制造商的自动化部门希望通过自主完成集成项目,提高毛利率水平。

艾利特提供的解决方案是导入3-4台12kg负载的协作机器人,一台机器人可应对两台机床,整套方案的成本约20多万,按人工替代计算,用户在一年左右即可回收成本;以往该产线的人工产出为一年700个,导入机器人后一年可产出900个。相比人工,协作机器人方案的效率更高,运行更加稳定,可持续工作时间更长。

总体而言,该解决方案中,机器人使用方便,企业的自动化部门自己就能学会调机;车间以工位计逐步改造,降低了用工成本。

案例二:在恶劣环境下通过“渐次自动化”替换人工

在三四线城市,产业集群效应较为明显,在家具、建筑、金属加工等行业的喷涂现场,当地企业和政府亟需导入自动化来避免恶劣环境对人体的负面影响,同时这些行业也面临着招工难的掣肘,工人月薪可达1.2万以上,有些用人单位还规定工人只能在同一工况至多工作2年;此外,这类行业生产特性为小批量、多品种,专机导入不易。

在解决这样的痛点时,渐次自动化是较好的途径,艾利特协作机器人穿上防护服工作,替代人工后避免了恶劣环境对人体的负面影响;同时机器人调试容易,产线换品种时应对方便。

案例三:劳动密集产线通过“渐次自动化”减少疫情影响下的停工风险

劳动密集型企业,受节假日,特别是疫情反复的影响大;一般而言,该类企业的产线布局较好,但产线相对固定,自动化导入困难。该类客户的另一大痛点是产线在改造施工过程中不能造成停工影响。

艾利特提供的“渐次自动化”解决方案紧贴现有产线,改动少;人工大幅度减少,停工影响小;协作机器人在2个小时内即可完成一个工位的调试。在该条产线上已导入艾利特协作机器人约9台。

案例四:“渐次自动化”保持动作稳定、提高效率

在某减速机生产商的涂胶应用中,原本使用专机设备,ROI为2-3年时间;在生产过程中一旦更换生产品类或产线,专机则造成浪费,工人也需要接受长时间培训。艾利特对这一产线进行“渐次自动化”改造,协作机器人和涂胶系统配合,调整相应程序即可再次投入运行。

在某主机厂的总装车间内的打胶应用中,原本由人工来执行,人工动作产出稳定性差,特别是针对斜面或异形面的打胶,一致性低,轨迹歪扭。导入艾利特协作机器人后,与手动涂胶枪连接通讯后即可替代人工完成相应工作,动作平稳,效率提高;安装、设置容易,换线方便。

从以上四个案例可以发现,当工艺自动化实现暂时存在技术瓶颈时,不推荐一蹴而就的全自动化,用户可考虑人机“协作”的方案。

面对渐进自动化改造以及中小企业客户,艾利特机器人推荐的方案是以协作机器人为核心的独立工作站(以协作机器人为核心,集成夹爪、视觉系统、工艺设备、传感器、人机交互、5G与云端等);面对OEM客户以及整线客户,艾利特机器人推荐的方案则是以协作机器人为执行器的工作站(以PLC/IPC为核心,集成协作机器人、视觉系统、工艺设备、传感器、人机交互、5G与云端等)。

案例五:“渐次自动化”用于产品性能测试

在某测试行业龙头企业的疲劳性测试项目中,企业痛点是超多品种、超小批次,一天约有几个品类的产品在现场进行测试,一两个月测试完毕;测试过程中的重复动作一般为万次以上,若为人工执行测试,劳累程度高;测试环境可能面临随时被改造,因而无法使用专机,且客户群经常改变,产品大小、占地面积的大小也在发生改变,因而要求设备的适配性高,能够适应随时的变动。协作机器人则可以解决上述痛点。

案例六:“渐次自动化”用于产品外观测试

在某船舶零部件厂商的零部件外观测试中,由于零件大,人工检测很不方便,需要拿着单反相机爬上爬下、看左看右,针对几十个点位进行人工拍照,过程中还容易遗漏。

在这一项目导入了艾利特协作机器人,给机器人设置好点位后,机器人即可按照预设的轨迹走完这些点位,完成拍照任务,节省人工的同时降低人工疲劳度,避免遗漏。

案例七:“渐次自动化”用于零件成品检测

在零件成品检测项目中,产线布局固定,空间紧凑,原本采用人工进行上下料,痛点是多品种、小批量;空间布局固定,希望设备导入容易。协作机器人同样可以解决上述痛点。

从以上三个检测案例可以得出结论:制程工艺自动化水平已经成熟的情况下,用户希望提升自动化率并兼容现有设备,同时新布局要保护过往投资,协作机器人能够轻易助力柔性自动化生产,产能伸缩性强,部署快速。

协作机器人适配场景评估

总的来说,协作机器人可以很好地适用于渐次自动化的需求,那么在渐次自动化开始前,企业需要对适配场景进行评估。

评估生产现状可从产品的特点(多品种、少批量、生命周期短)、自动化能力(具备基本的自动化技术人员,如终端用户自身的自动化团队、集成商团队)、产线的特点(部分工艺已实现自动化、人力密集且工作重复性高)、产业趋势(柔性化、数字化、智能化、节能环保)等四方面进行。

生产现状评估的常规流程包括现场评估(现场观察现状,给出已有案例介绍或者方案建议)、方案沟通(终端成熟集成商沟通或艾利特推荐集成商配合)、调试培训(集成商及现场人员培训,机器人使用零障碍)、方案落地。

截至目前,艾利特已在华北、华东、华南、海外等形成区域化布局,拥有销售团队近30人,应用支持团队40人,同时拥有全国代理商约50余家,长期配合的集成商100多家,可为各类主流行业用户的“渐次自动化”落地提供支持。

时代争霸赛,科捷智能助推快递电商行业跑出新风采

复盘新冠疫情对快递电商行业的影响,当前业务量处在低点的主要矛盾在于供给侧受阻。

但随着政策组合拳的引导、电商旺季大促销的到来、快递小件化的趋势加速,且长期行业估值空间向好,我们不难发现,当人们足不出户时,疫情并没有压制住快递电商行业的需求积攒,反而进一步激发了行业模式的优化与改善。

有句话说危机也是转机。当外部环境不稳定时,如何修炼自身,优化资源配置,打造成熟的物流体系,提高交付时效,加快库存周转,改善履约质量与水平,更好地提升消费者满意度,在与快递电商行业知名客户合作过程中,科捷智能也在不断思考并打磨、提供出优质的整体解决方案。

快递行业

三层交叉带输送分拣项目

应用伸缩皮带机卸货系统、皮带输送与大包模组带分流系统、小件单件分离系统、转向轮分拣系统、靠边滚筒输送系统、RFID识别系统、小件自动供包系统以及三层环形交叉带分拣系统,针对该头部客户的高标准和严指标,在技术侧对标国际领先水平的同时提供高性价比,提升场地坪效,助力其业务全流程提速提质。

电商行业

大件物流无人配送中心项目

应用全景智能五面扫、关节码垛机器人、龙门拣选机器人、自动化立体库堆垛机、激光导引AGV等多项自动化装备,采用视觉识别、智能控制算法等一系列人工智能技术,链接消费者与工厂的全流程与全场景,打造24小时不间断作业的无人化“黑灯仓”,是大件物流行业智能化的示范性创举。

公开资料显示,2021年中国跨境电商市场的整体规模达到14.6万亿人民币,过去5年间的年复合增长率接近18%。同时传统外贸逐步向线上转移,渗透率呈现逐年上升趋势,各大平台四成以上的卖家来自中国,跨境电商正在成为我国进出口贸易往来的重要途径。

跨境电商行业

高自动化分拣一体化系统项目

整体规划含揽收、收货、暂存、大包拆包、称重换签、包裹初分、交叉带分拣、大包分拣、发货暂存、危化品处理和异常件处理等环节。

入港区双线分流,有效区分危化品类;创新应用爬梯分离式单件分离系统与转向轮分拣系统,有效消除软包裹叠件拥挤问题;双层交叉带分拣环线,整体效率可达40000件每小时,有力提升客户华东区业务处理能力。

跨境电商行业

华东分拨中心自动分拣系统项目

动态称重录入系统和转向轮分拣系统,效能远超传统人工操作;环线供包,双向支线,大大减轻人工劳动强度,高效处理快件,避免线体拥堵,且提供多种供包备案以防紧急故障;立体式上下双层分拣,灵活根据不同分拣计划独立使用或共用格口,解决业务痛点同时避免浪费。

作为国内较早一批涉及快递电商物流领域的系统集成商,科捷智能为全球客户提供成熟的智能仓储、智能输送、智能分拣、智能信息化系统。因此除中国境内业务外,科捷智能也为电商客户企业的海外仓,以及东亚、东南亚、中东等地区和国家的当地快递、电商、跨境电商平台和第三方物流企业提供服务,让中国制造走出国门,让中国品牌迈向世界。

技术的发展让我们距离世界更近,渴望生产生活正常化的需求也只是暂时被压抑,并不会消失。

后疫情时代,科捷智能为快递电商行业客户打造高效、智能、少人乃至无人为特点的整体解决方案,用科技的力量,助力其跑出时代争霸赛的新风采。

五大数字化发展趋势将在未来十年推动制造业加速迈向工业5.0时代

众所周知,制造业是实体经济的基础,是未来经济高质量发展的关键。利用数字化技术发展更智能、更可持续、更具韧性的制造业,已然成为全球各国推动经济发展的战略共识。作为我国的立国之本和强国之基,中国制造业在面临新冠疫情与节能减排等多重压力之下,依旧克服了种种挑战、保持了良好的发展态势并取得了显著的成绩,据国家工信部的数据显示,2021年我国制造业增加值总量达31.4万亿元,连续12年位居世界首位。

为了进一步扩大中国制造业在全球市场的优势,2022年两会政府工作报告提出,要增强制造业核心竞争力。促进工业经济平稳运行,加强原材料、关键零部件等供给保障,实施龙头企业保链稳链工程,维护产业链供应链安全稳定。其中,“增强制造业核心竞争力”首次被写入政府工作报告,与去年“保持制造业比重基本稳定”的定位相比,方向更加明晰。而此前工信部、国家发改委等8部门发布的《“十四五”智能制造发展规划》则提出,到2025年,70%的规模以上制造业企业要基本实现数字化网络化,建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂。这进一步为我国的智能制造发展指明了方向。对此,可以更加明确的是,中国的制造业未来将会加快数字化转型的步伐,不断推动制造业向高端化、智能化和绿色化发展。

然而,以信息化技术促进产业变革的工业4.0时代已经持续了近十年,虽然以数据为驱动的智能自动化正在逐步改变制造业和其他主要行业,但制造业的技术进化和行业变革还尚未完成。到目前为止,实现了工业4.0并从其中的技术、平台和技能集而获益的企业,只有那些具有一定规模并能承担试验成本的跨国企业。麦肯锡对全球800多家传统企业开展的调研结果显示,尽管已有70%的企业启动了数字化,但其中的71%仍然停留在试点阶段,85%的企业停留时间超过一年以上,迟迟不能实现规模化推广。

但当全世界都在等待见证整个制造业实现工业4.0的成果的同时,人工智能、物联网、数据分析、机器人和3D打印的整合集成正在催生新的能力,这意味着另一场工业革命即将到来。我们可以称其为 “工业5.0″。这是数字化的下一个阶段,今天正在创建的平台和数字资产可以 “彼此对话”,而人类和计算机可以更和谐地合作。

在可预见的未来,我们将身处于万物智联的时代,而数字化能力也将成为企业乃至行业的核心竞争力。作为全球数字化技术发展的推动者,欧特克认为,以下五大趋势将在未来的6到10年内推动制造业进一步实现数字化转型,并引领整个行业加速迈向工业5.0时代。

设计和仿真将会贯穿产品的整个生命周期。在产品的概念化、制造、销售甚至最终的退货或使用过程中获取了所有的数据之后,制造的各个阶段之间开始出现了集中的反馈循环。数字孪生是其中一个结果;基于模型的系统是另一种。当这两者结合在一起时,它们可能会组成一个系统,其中的每个生产阶段都与其他阶段相互连接,并随着信息的来回共享而不断改进和学习。

如今,当一个零部件被制造出来时,设计和工程的焦点自然都会集中在这一个零部件上。但在一个机械系统中,任何单独的零部件都与其他零部件相连。无论是发动机部件还是风力涡轮机内的齿轮,它只是一个更大的终端产品的一个连接部分。人们需要这样的工具:当一个零部件的设计发生变化时,这个工具能够识别出这种变化,并能计算出这种变化会如何改变其他零部件的形状,以及对整体结构性能的影响。

在工业5.0的环境下,这些相互依存的系统将会被启用并能实现系统级的优化。目前,自动优化工作流实际上只发生在部件层面,而系统层面基本上主要是手动配置的。然而异构数据集的实时连接可以实现大型复杂系统的自动化优化。这可以大大加快产品的开发过程。

由数字孪生组成的新互联网将出现。随着技术融合变得越来越普遍,跨平台通信和兼容性将变得至关重要。随着5G的到来,超级连接性的技术架构正在形成。这将导致在系统、人和设备之间可能出现一个更先进的相互作用的世界。

考虑到新冠疫情期间全球对数字孪生技术的迅速采用。在未来十年里,你可以看到数字孪生的发展,它可以在不同的环境下相互合作和互动,从而形成一个网络或一个生态系统,成为一种平行的全球网络。随着智能城市和自动化交通系统的发展,能够被捕获的数据将会非常丰富。而孤立这些丰富的数据资源只会降低其价值,它们需要被共享。但在这种情况下,保护知识产权也将变得更加重要,因此,可以期待,像区块链这样的技术在保护数字孪生之间共享数据的安全方面将发挥一定作用。

增强智能将把机器变成同事。工业5.0将迎来一个人机协作的新时代。数字技术的迅速普及让人们产生了很多关于机器取代人类的猜测。但实际的情况是,机器正学习与人类在一个全新的层面上进行合作。增强智能的认知计算能力可以帮助人类更快地做出更好的决定。

例如,欧洲体育用品零售商迪卡侬现在正利用人工智能更有效地设计和制造其高性能自行车,使它们更轻、更耐用、更快,同时减少设计阶段的排放。随着投入到生产工作中的机器变得更加智能和互联,工业5.0将为实现任务和流程的自动化建立一个更加协作的运营机制,这些任务和流程目前过于复杂,仅靠软件还无法处理。

“制造即服务“的概念将成为现实。随着供应链变得更加多样化并通过数字网络连接起来,一种新的民主化将被触发。消费者将有效地成为系统集成商,将复杂的制造过程编织在一起,只需点击一个按钮就能设置自己的配置。看看目前的电子商务已经能做到的,不难想象,如果你需要一个新的厨房小工具,你只需登录并选择你想要的颜色、组件、材料、尺寸和功能即可。

当工业5.0的技术能力到位时,这将变得更加容易,而且几乎是即时的。你的订单将能直接发送到一台机器上进行快速制造,同时触发一个次日交货(甚至可能是当天)的履行过程。

大规模定制将使 “即时和定制 “成为常态。对商品的需求将能在更短的时间内实现,对定制化的要求比以往任何时候都高。而能够快速交付产品的系统和机器已经存在。例如,亚马逊正努力在24小时内提供一些定制化的产品。在未来的几年里,这将扩展到其他零售商乃至其他行业领域,进而对制造业和零售业产生巨大的影响。现在人们所理解的产品和商品实际上可能不复存在。如果所有的东西都可以在互联网上配置,并快速地定制化生产,那么可以说就不需要零售空间了。

然而,在以上这些趋势向前发展之前,我们必须要实现工业4.0的承诺。到目前为止,这仍然是制造企业的主要目标。因为仍有很大一部分的制造企业还没有因为数字时代的到来而受益。不过,一些实验正在进行,以帮助今天的工厂设备转变为能够共享数据和执行自动化指令的准数字设备。与此同时,科技公司也正在完善他们面向中小企业的产品,扩展解决方案和收入模式,以适应中小型制造企业的发展需求。正如欧特克不但为制造企业提供灵活的产品订阅模式,还持续为用户提供包括技术支持、项目指导、培训以及资源发展规划等方面的服务,让制造企业不仅能应用到全球领先的软件产品和平台解决方案,同时还能获取行业前沿的技术和发展理念。

在下一次工业革命真正来临之前,确实有许多障碍需要我们去克服。但数字技术的发展日新月异,踌躇不前就意味着落后,现在正是思考如何为下一次工业革命做好准备的时候了!

90%的复工率!复工复产胜利仅差临门一脚

上海疫情的初步缓解让大部分本地企业在久困之后看到了复工复产的曙光,那么现在复工复产的进度究竟如何?久疏战阵的企业们是否能够再次扛起大旗取得战疫的首场阶段性胜利?

从上海本土企业复工复产的数据来看,五一之后,在全市1800多家工业重点企业中,复工率已经超过70%。在昨天举行的疫情防控工作新闻发布会上介绍,首批660多家重点企业复工率已经超过90%。

在疫情逐渐向好的趋势下,笔者认为这个数字未来会让人更加欣喜。但是,在我们满怀期待的同时,也需要保持理智,企业复工复产背后是否存在我们没有看到的问题和困难。

为了深入了解自动化企业复工复产的情况,工控网联系了几家产业头部企业,有位于上海的企业,也有因上海疫情而停工的苏州、昆山、南通等地区的相关企业。

其中,施耐德电气在上海的工厂目前全部处于封闭生产管理状态中,工厂在严格执行防疫要求的同时,能够保持部分关键产线的正常生产。在物流方面,施耐德也在各级政府部门的帮助和许可下,努力保障上海物流中心的运输。此外,他们还通过协调和借助在全国其他物流中心的资源,平衡上海物流中心的仓储及物流压力,支持订单交付。

作为头部企业之一的西门子也表示,公司各业务部门、制造工厂和物流部门正在通力协作,积极应对当前疫情带来的诸多挑战。在生产制造方面,西门子正积极恢复或扩大产能,提升本地供应能力。目前,西门子在上海的西门子(上海)电气传动设备有限公司、上海西门子开关有限公司和上海西门子线路保护系统有限公司等制造工厂都在满足防疫要求的前提下实行闭环生产,最大程度满足客户的交付需求。为解决原材料紧缺和物流的问题,西门子也在各个方面发力。一方面,西门子数控(南京)有限公司和西门子成都数字化工厂的供应链管理、产品管理部门和其他部门协同作战,加强供应链本地化,在保质保量的基础上,加速产品交付。同时两家工厂也快速制定了更加灵活的物流解决方案,推动供应商管理升级。另一方面,西门子正在全面提升物流能力和弹性。比如:灵活调配国际货物入境机场、保障国内物流“最后一公里”、确保苏州物流中心长期容量等等。

另外,工控网也了解到,ABB机器人上海工厂也在封闭生产管理中。

除了上海本地的企业工厂外,上海周边地区的企业工厂也在稳步推进复工复产。4月19日,昆山首批60家企业复工复产,笔者联系到名单上的企业代表。他表示,昆山的工厂已经复产,只有住在厂区宿舍的工人能上班,产能理论上能恢复一半。但是,由于物流仍然断流,零配件进不来,成品出不去,实际生产恢复有限,仍处于焦虑之中。

其实从上述几家头部企业的回复可以看到,目前复工复产确实是在有序进行,但是在封闭管理的生产状态下,物流和供应链供给是企业所面临的最大阻力。

早在4月26日,中国交通运输部新闻发言人舒驰已经披露,相比4月初,当前全国干线公路大动脉基本打通,运力运量指标持续向好,上海等重点地区物流保通保畅逐步好转,过度防控问题整改取得初步成效,重点物资运输保障持续加强,全国物流不通畅的问题逐步改善。26日晚,上海商务委也发布了《关于市商务委外贸领域重点物资运输车辆通行证受理范围的通知》,提出上海市已启动外贸企业《重点物资运输车辆通行证》申办工作,受理的企业类型中就包括保障产业链供应链价值链完整的重要物资进出口企业。

而过去了10多天,上海及周边地区复工复产企业的物流保障问题还是没有得到十分明显的改善。

笔者认为,从某种程度上来说,近期上海的复工复产对于很多核心企业来说只是增加产能。据悉,部分上海核心零部件企业在复工复产前就已经采取了“自杀式”上班的措施,具体来说就是对重点项目进行监测识别,将一部分员工直接封闭在厂区内,完成封闭式的工作,保持单班生产,而这种办法保持的产能也仅仅是15-20%。

而且,即使复工复产了,企业实际的物流供应问题无法很好地解决,工人进了工厂,发现零配件和库存很快会被消耗完。

所以,解决物流障碍、提升原材料供应恢复、清理库存或许才是目前上海及周边地区的企业在复工复产中最迫切希望解决的问题。

回顾两年前,我们从武汉的复工复产节奏上可以看到,保物流是提升复工复产效率最有效的措施之一。

从武汉的经验来看,在疫情爆发初期制定了保供应链和重点企业的计划和政策。从上图可以看到,当时武汉的标准是“中风险地区”,一二三类企业要复工复产,物流企业位于二类企业,武汉在1月23日封城后的一个半月左右就开始推进了复工复产。

当然,我们在上海的这些核心企业当中能够看到一丝产业企稳的迹象。但是根据目前疫情形式来看,头部企业虽然能够暂时地依赖已有资源以及体量优势抵御短期风险,而作为国内产业结构支柱的中小企业就没那么幸运了,尤其是产业链下游企业面临的风险更大。据企查查显示,目前已有3350家化工企业处于注销、破产、拍卖等状态。今年因疫情反扑,多地封控继续,不少地区运输及生产受限,大量中小企业在“崩溃”边缘试探。

再来看看经济支柱之一的汽车产业,一辆汽车拥有2万多个零部件,大型汽车甚至会达到3-4万多个。任何一个零部件供应出现问题都会传导到整个产业链,引发全行业蝴蝶效应。上海以外的工厂,每月要向上海供应数百亿以上的汽车原材料、零配件和耗材,这些工厂来自几乎全国所有省份,如福建的电池、浙江的火花塞、山东的汽车轴承、江西的齿轮、河北的型材。上海复工复产以及物流产生的阻碍意味着这些供应商的减产、停产。

同时,上海以外的汽车制造企业,每月也要从上海采购数百亿的零配件,主要集中在发动机和其他关键零配件。物流不通,将会导致上海以外的车企零配件的短缺,从而影响整车生产。

此前,许多造车新势力以及相关零配件厂商也表示,现金流和产业风险抵御能力十分堪忧。

据不完全统计,我们在调查中发现,有超过八成的小型企业和三成的中型企业现金流无法维持3个月以上。

需要指出的是,除了企业复工复产物流和供应链方面存在问题。在企业员工的复工复产上也存在不少阻力。有部分行业人士表示目前上海的复工复产政策极为严苛,并且存在一定的缺陷。他表示,生产环节是环环相扣,物料跟不上,生产效率大大降低;员工进了工厂就不能回家,吃住都在工厂,导致家里饮食起居无法保障,员工复工复产的意愿度也就降低不少。另外,他还透露,政策对于企业要求十分严格,要求各个车间物理隔离,无接触工作,出了疫情企业负全责。同时,厂内员工必须一天两检测,早上抗原,下午核酸,核酸地点需自寻。

我们认为,90%的复工复产率是一个让人充满希望的数字。但是深入行业、企业、员工复工复产的实际情况来说,还有众多问题没有解决。“道路阻且长,会面安可知”,只有当供应链、物流、各地区产业协同、员工善后等问题被逐个击破解决后,或许我们才能打赢这场产业“复兴”之战。

军工国防、装备制造背后的支撑——快速增长的工业母机产业

纵观世界形势,全球疫情跌宕蔓延,局部冲突持续,世界进入动荡变革期。在这期间,每个国家的经济形势都不同程度地受到负面影响。但数据显示,世界军费仍在大幅增加。经济压力和国防压力接踵而来,提升综合国力,加强国际竞争力迫在眉睫。而与这些息息相关的航空航天、军工用品、精密器械等装备制造业的背后都有一个相同的影子——工业母机。

装备制造业是工业的脊梁,高端装备制造能力决定着产业链的综合竞争力。工业母机是“生产设备的设备”,为装备制造业提供智能的生产设备和零部件,如工业机器人、发动机、汽车、工程机械、工业基础件等。小到螺钉,大到飞机,所有工业生产都离不开工业母机。作为工业制造产业链最核心的环节,工业母机的技术水平决定着一个国家或地区的工业制造能力,甚至是国家之间的综合竞争力。机床作为工业母机,是装备制造业的基础。

“工业母机不强,谈什么制造强国呢!”原机械部副部长沈烈初曾感慨。当前我国处于产业结构调整升级阶段,先进制造业逐步替代传统制造业,工业母机行业迎来加速发展。

从政策扶持来说,根据“十四五”规划,我国将进一步推动制造业优化升级,培育先进制造业集群,推动高端数控机床等产业创新发展。2021年发布的《“十四五”智能制造发展规划》征求意见稿也对工业母机的发展表示大力支持。

2021年8月19日,国资委召开扩大会议,再次将工业母机的科技创新发展排在高端芯片、新能源汽车之前。

今年2月14日召开的国务院常务会议强调,推进制造业强链补链,加快新型基础设施等建设,扩大有效投资;加大工业、服务业所得税减免力度,今年对中小微企业新购置价值500万元以上设备器具,折旧为3年的可一次性税前扣除,折旧为4年、5年、10年的可减半扣除;延长制造业中小微企业缓税政策。

对此,私募排排网研究员孙恩祥表示,“此举对中小微企业加大设备采购力度有明显的刺激作用,因此有望带动工业母机的市场需求增长。一方面,受益于制造业的逐步复苏拉动,工业母机行业呈现出供不应求的局面,利好工业母机行业景气度的持续提升;另一方面,我国工业母机行业企业整体来看大而不强,未来必将迎来高端化转型,同时产业集中度也会提升,行业中有技术优势的企业会迎来更大发展机会。”

从市场需求层面来说,随着中国制造业加速转型以及精密模具、航空航天、轨道交通、新能源汽车等新兴产业迅速崛起,由于其生产制造过程高度依赖数控机床等智能制造装备,将成为工业母机行业新的增长点。

2020年疫情开始后,国内由于较好的疫情管控,实际上进一步成为全世界的制造业供应中心,伴随制造业订单向中国的定向聚集,中国制造业景气度持续改善。而国内存量机床数量巨大,存量更新以及新增升级需求(国产化、智能化,中高端化需求提升),国内工业母机行业景气度从2021年大幅提升,各类基础机床设备产销量大幅增长。

自2020年以来,我国金属切削机床产量开始快速回升,目前仍然保持持续增长,在我国制造业稳步发展的背景下,机床行业将有一个很好的成长期。

在政策与市场的鼓励下,国内的机床企业开始快速崛起,上榜专精特新“小巨人”名单的中小机床企业逐渐增加,成为攻关高端机床产品的中坚力量。

专精特新“小巨人”之一的广东普拉迪科技股份有限公司始终坚持创新驱动发展,应用性研发与前瞻性研发并重,为长期发展打下了稳固的根基。一方面,普拉迪的长行程动柱式加工中心在铝金属加工领域牢牢占据了绝对领先的优势,市场占有量为第一;同时,公司在此基础上进一步开发了重型龙门加工中心,拓宽公司发展赛道,希望实现进口高端机床国产替代。

产业的突破不会一蹴而就,工业母机的突破需要研发体系、供应体系、政策支持、用户支持等多方面协同和支持。高端智能装备属于国家战略性新兴产业,前瞻产业研究院预测我国数控机床市场规模将从2020年的4128亿元增长至2024年的5728亿元。中国高端机床行业国产化率提升空间巨大。中国工业母机正向智能化、高端化方向快速前进。