黑灯工厂背后,这家公司成为中国工业4.0“新基建”的核心

文章来源:网络整理编辑:采集侠2022-08-23 09:53

导读:

[黑灯工厂背后,这家公司成为中国工业4.0“新基建”的核心

1908年,底特律Piquette工厂内,世界上第一辆以大量通用零部件进行大规模流水线装配作业的汽车——福特T型车诞生,凭借260美元的亲民售价和便捷的操控方式,T型车在随后的十多年时间里创造了单一车型产量的世界最高纪录,不仅让美国成为“车轮上的国家”,还让更多人看到了工业改变世界的强大力量。

工业时代促进了生产的规模化和效率的成倍提高,在福特独创的工厂里,T型车从零开始到装配完毕用时93分钟,而在此之前,汽车底盘生产时间需要足足14小时。此后,以自动化、半自动化的工业流水线开始出现,被称为刚性生产线。再后来,微型计算机的出现开始集中控制整个工厂和工艺流程,生产过程自动化进入到新阶段。

经历一个多世纪的发展,人类从蒸汽机为主的工业1.0时代,电气化为主的工业2.0时代,信息化为主的工业3.0时代一路走来,迎来了智能化为主的工业4.0时代。伴随人口红利逐渐消失,伴随大量高端制造领域人才缺口,世界各国开始走向以智能制造为主导的全新工业时代。在国内,不仅是阿里巴巴的“犀牛工厂”、小米投资6亿元、年产百万台高端智能手机的“黑灯工厂”、格力“黑灯工厂”等纷纷登场,各省、地区的人才争夺战也愈演愈烈,对高端智能制造业同样渴求,在这背后,凸显出我国在高端制造关键技术领域的缺口与空白。

为填补这一缺口,6位自动化行业资深专家,凭借多年科研积累和产业融合经验,找到了“黑灯工厂”的关键底层技术突破口——柔性智造线技术,并成为首家跻身全球磁悬浮柔性智造线的中国企业,而这家来自上海名为果栗科技的企业,正吹响中国工业4.0时代的序曲。

柔性智造线开启工业进化之路

工业时代前期,规模化、大批量生产产品往往需要刚性生产线支撑,刚性生产线满足了社会对大量工业品的需求,并极大促进了社会物质资料的制造和补充。而当世界迈入消费结构升级的新阶段,买方市场和消费者个性化、定制化、时效性要求的增多,这种刚性生产线已无法再满足人们的需要。

亨利·福特曾有一句名言:“顾客可以将车漆成任何他想要的颜色,只要它是黑色的。”在1915到1925年间,福特为了提高生产效率,只使用价格低廉干燥迅速的日本黑涂料,而在那个时代,任何人想要一辆颜色不是黑色的个性化T型车,都需要再额外雇人或自己亲自动手才能实现。

这在今天看来似乎不可思议,因为如今市面上任何汽车都不止一种颜色,而柔性智造线正是为了满足人们个性化的需求而出现,它是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,从而满足“多样化、小规模、周期可控”的生产要求,由于和刚性生产截然不同,因此以柔性命名。

“工业4.0时代下,市场差异化的需求,对生产线的要求越来越高。在工业化时代,定制经济存在着很大瓶颈,那就是没法上规模。工业化流程讲究的是效率和批量化,而一旦要满足个性化需要,就要靠柔性智造。”关注制造业模式转型的研究员张乾(化名)表示,从刚性生产线向柔性智造技术发展是时代的必然,他同时以供给端角度进一步指出:

“从供给端来说,柔性智造同样很有市场,因为如果为了满足每一个产品,尤其是小众需求,就去做一种模具,做一条生产线的话,投入成本是很高的,一旦需求量达不到一定程度的话,从商业上来讲很不划算。因此,在满足一定产能的前提下,企业会希望尽可能实现生产的柔性化,让多种产品能在同一套生产体系、同一条生产线上进行,这样可以分散和降低投资风险和制造成本,福特和丰田等企业就是这样做的,通过柔性生产线提供不同配置的汽车产品满足不同人的消费需要,而这正是柔性智造的价值所在。”

实际上,早期自动化产线普遍采用皮带式、链条式、齿轮和步进梁结构的传输线体,存在着生产节拍不可调整或者难调整、产线节拍受最慢工艺设备节拍限制、机械驱动部件维修维护频繁等瓶颈性问题。特别随着“精益生产”和消费产品市场迭代周期越来越短的现实压力,制造企业迫切需要引入一种既能提高生产节拍满足快速捕捉市场窗口,又能快速调整产品类型和生产节拍的柔性生产方式,这种产业升级的痛点问题,在磁悬浮驱动柔性线技术出现之后得到了有效解决,果栗科技CTO周金明以自主研发的iTS智能磁悬浮驱动传输系统为例:

“iTS采用磁悬浮驱动的原理,取代传统皮带传输,可以在同一时刻任意位置实现动子同步、异步独立控制,互不干扰,适合同一产线生产多种产品,实现柔性造,同时易维护占地小安装简单,具有速度快,精度高,高负载,无限拼接等特性。这样带来的好处是,解决了传统输送线更换难度大,后期产品升级成本高的痛点,通过动子自由控制、工位控制等方式,以直线或曲线轨道实现高效自动化生产。”

黑灯工厂背后,这家公司成为中国工业4.0“新基建”的核心

在硬核技术加持下,iTS智能柔性运输系统颠覆了传统机械自动化产线生产传输模式,将磁悬浮控制技术运用于工业制造柔性产线上,使柔性智造成为现实,并突破了在自动化柔性线领域一直被欧美国家垄断的尴尬境地,也是从中国制造走向中国智造,实现工业转型发展的必然基础。

“柔性智造线”提升中国先进制造业的核心竞争力

早在上世纪60年代,欧美发达国家便率先提出柔性化生产的设想,随着柔性化智造理念的深化,其内涵和形式也在慢慢扩充。从精益生产(Lean Production)、并行工程(Concurrent Engineering)到敏捷制造(Agile Manufacturing)都被列入柔性化生产范畴,这其中,丰田推行、美国总结的精益生产最为出名,丰田汽车以此为核心在汽车生产过程中实现了降低消耗、提升效率、杜绝浪费、削减库存的核心目标。

如今,以柔性线为基础的自动化生产线在欧美国家占有率逐年提升,每年都有20%以上的速度增长,但在国内,相关领域受制于人,没有自主核心技术的突破,造成工业转型升级困难,国际竞争力下降的尴尬局面,因此,工业4.0时代不断呼唤柔性智造的普及。

从行业角度观察,不论制造业中最高端的汽车零部件装配制造、半导体制造、3C消费电子加工组装还是最常见的智能物流仓库分拣、包装印刷、食品加工等领域,柔性智造都能带来降本增效、提升产品多样化等重要价值,张乾(化名)以新能源领域为例:

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