智能机器人在家电领域应用的探索

　　“中国劳动力成本每年以10%甚至超过10%的速度不断增长，中国已不再是低收入、低成本的国家，通过提升生产工艺装备的自动化、智能化水平，向自动化要效益实现减员增效在家电行业蔚然成风。”中国家用电器协会秘书长徐东生说。

　　数据显示，从2004年到2013年的10年间，中国制造业从业人员的平均工资增长了3倍，年平均增幅为15%。国家信息中心信息开发部的数据显示，2013年，洗衣机企业员工工资的平均增幅为15%~18%。迅速增加的劳动力成本给利润微薄的家电制造业带来极大的压力。不仅如此，新一代务工人员对工作环境更为挑剔，一些危险、艰苦、枯燥的岗位往往招不到工人。

　　“机器人运用在危险、艰苦的生产环境中，可减少一线工人的流失。”据东莞市机器人技术协会副会长罗百辉介绍，现阶段家电行业应用的机器人主要为机械手和机械臂，大多应用在生产线的前端和末端，如物料搬送、焊接、捆包装箱等环节。这些岗位工作辛苦且枯燥，人员不稳定，采用机器人后不仅解决了这个问题而且大幅提高了工作效率。

　　“以前提升产能主要依靠增加生产线，现在越来越多的家电企业通过技术改造提高装备水平、通过提高自动化程度来提升生产效率。”广东拓斯达科技股份有限公司董事长吴丰礼表示，劳动生产率增长速度如果超过工资增长速度，可以降低企业的单位劳动力成本。家电企业正努力通过提高生产效率，消减各项成本上升带来的影响。“‘机器人换人’其实是制造业自动化转型升级的需要。产品升级对生产提出了更高的要求进而带来制造业自动化改造升级。“自动化方案能够解决劳动强度大、特殊环境、质量要求、熟练程度等工位改善的需求，同时又能够提升产品质量等。此外，自动化方案还将基于产品大数据，使得设备间能够实现互联，满足用户全流程体验和个性化定制需求。”

　　机器换人问题集中

　　无论家电整机还是零配件企业，在“机器人换人”方面，现阶段仍然存在自动化延续性、人工操作技能有待提高、自主研发能力薄弱等诸多制约。

　　在自动化延续性方面，海尔有关负责人认为，自动化不仅是机器人代替人工，而是智能自动化，是智能制造的核心环节，在自动化实施过程中，内部团队如何实现产品标准化、模块化，以保证自动化延续性方面仍存在挑战。全流程并联交互的解决方案，不是简单的用机器人替代人工，而是满足全流程用户体验、提高员工舒适度、减少环境的差异化方案。

　　生产线实现大规模“机器人换人”后，工人的操作技能也同样需要提升。为此，美的花了大量精力对员工进行培训，以适应新条件下的岗位要求，推动用工模式的转型，自动化工程师及设备投产后的维护保养跟进人员也应该同步跟进。此外，美的有关负责人还提出，产品平台的标准化问题应得到重视，只有生产线标准化才能实现规模化以及自动化。

　　创维有关负责人表示，国内家电企业现阶段仍然依赖采购国外知名品牌机器人，如何采用低成本研制和开发机器人，是企业必须面临的问题。此外，在提高机器人持续工作稳定性、优化工艺以及制定标准化的生产工艺流程方面，国内家电企业自主研发工作还需要不断完善。

　　值得注意的是，家电企业在应用机器人方面，更多依赖的是与专业机器人制造商合作，像上海日立那样了解机器人应用并具备一定开发机器人能力的企业并不多。目前家电企业在机器人方面的应用也远低于汽车、手机等行业。由于应用时间不长，如何与机器人供应商合作，如何长远地确定企业自动化改造方案，对家电企业来说，都是全新的课题。

　　对此，海尔有关负责人认为，自动化程度不是越高越好，而是适度自动化、达到智能化。家电企业一方面要积极实施，另一方面也不要冒进，毕竟机器人在家电领域还处于起步应用阶段，有些模块方案是创新方案，没有可借鉴的母本方案，从方案规划到实施落地需要多次探索验证，时间周期较长，存在失败的风险。实施过程既要有策略，把握好前进的力度，又要保证持续引领不能过度。

　　对于“机器人换人”未来的应用，主流家电企业表示，将继续加大对生产自动化方面的投入力度，并做好了未来3~5年的规划。徐东生表示，国内家电企业在“机器人换人”方面今后还将会逐渐增加比例，可以说家电企业未来“机器人换人”具有很大的发展空间。据悉，家电企业未来“机器人换人”的发展方向，体现在打造智能化工厂、加大机器人应用范围、优化工艺及提高产品标准化等方面。

　　海尔有关负责人表示，未来将持续推进智能化机器人实施、落地，打造成更多智能化工厂。首先，海尔将搭建更为开放的平台，持续吸引更多一流资源来平台交互方案，达成不断升级、持续引领的自动化解决方案;其次，打造设备智能化集成体系，从国家层面建立行业引领的标准，向德国工业4.0一样，输出家电智能自动化实施的统一标准;第三，未来自动化设备能够满足与人的智能交互，实现智能柔性生产，可自我感知、自我分析、自我维护，建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务制造模式，满足用户高度个性化的需求;最后，智能产品具有独特的可识别性，可以在任何时候被识别，知道整个被制造过程的细节，甚至能半自动地控制智能制造的各个阶段，例如用户可以直接参与产品的设计、构造、生产、物流及回收的各个阶段。

　　美的有关负责人坦言，美的空调已经连续三年每年投入1.5亿元进行自动化改造，未来在这方面的投入仍是“上不封顶”。在制造环节，美的空调将全面依靠自动化设备、机器人来提升人员效率和产品质量。目前，美的家用空调在国内共有7个制造分厂，2015年工人将减至2.5万人，减员后所剩下的工作量，将全部由自动化设备或者机器人完成，在一些关键零部件组装、焊接和测试等方面，也将加大机器人的应用范围。在热水器方面，美的将会按照自动化的三年规划，在装配、焊接、冲压等领域推进机器人替代人工的自动化生产。

　　目前，创维在自动化方面做出的努力，不仅包括在设备方面的投入，也包括在工艺优化和产品的标准化所做的工作，目的是为今后进一步推进自动化铺路。据透露，创维将把互联网技术应用到自动化设备实时监控中，实现设备联网。同时，创维增加生产设备的自主控制，把分散的、自主的、智能化制造设备，通过网络的形式连接在一起，使其更具动态性和灵活性，以迎合客户对产品个性化、多样化、多变化的需求，在三年内，大力研发行业通用工序机器人，在彩电生产领域节省50%的人工。

　　上海日立制定了新一轮三年自动化规划，主要方向包括实现泵体、总装等核心工序的柔性自动化技术突破;大规模应用国产4轴机器人和3轴自动移栽装置，降低自动化投资平均成本;智能系统向前延伸，MES系统延伸至供应商，与场内自动化系统衔接，降低库存资金和仓储物流成本。

　　智能机器人在家电领域应用的探索和落地

　　值得一提的是，家电企业通过与知名机器换人解决方案运营商广东拓斯达科技股份有限公司合作有了许多成功案例。

　　广东拓斯达科技股份有限公司工厂位于东莞市大岭山镇新塘工业区，占地面积32亩;二期位于大岭山镇大塘朗工业区，占地约76亩。在江苏昆山市、浙江宁波市设立分公司，在全国各个省份均有分支机构。公司设有研发中心、营运中心、营销中心、财务中心和人力资源中心五大系统。自成立以来，公司资产平均以每年60%的速度迅速增长，遥遥领先于行业的发展水平。公司拥有现代化的工业厂房和大批先进的进口生产设备，对产品品质进行严格的控制，严把原材料进厂检测关，并以优质的售后服务赢得客户的一致好评。就综合实力而言，拓斯达在科技实力、检测手段、生产工艺和生产规模等方面均处于同行业领先地位。截止2013年底，在国内全部省份建立起销售网络，同时也行销亚洲、美洲、欧洲、非洲等二十多个国家和地区。

　　从公司创立之初，就确立了“研发为王”的战略方针，日益构建了完备的研发体系，形成了良好的研发机制，不拘一格引进人才。拓斯达与国内著名高校建立了长期战略合作关系，公司与清华大学建立人才培训合作，成立自己的企业人才培养基地——拓斯达商学院。公司每年投入近30万元的培训经费，采用“内训与外训相结合、员工走出去学，教授请进来教”的模式。公司目前已拥有七十多名专职研发人员，其中包括来自加拿大、日本、韩国、马来西亚、台湾的专业人才。通过自主研发和积极引进吸收国内外的先进技术进行技术再创新，公司产品目前拥有30多项国家专利，在电子元件、精密制造、汽车、医疗、电脑接插件等行业备受瞩目。目前，与拓斯达建立并保持稳定联系的大中型客户有3000多家。主要用户包括ITT、富士康、捷普绿点等世界500强企业，以及中国航天、正崴、美的、海尔、TCL、长虹、康佳、比亚迪、劲胜、格兰仕等国际国内知名企业。

　　拓斯达的自动化设备在汽配行业得到广泛应用，主要用户群体为国内外大中型汽配企业，产品广泛应用于各类总成、内饰件、外饰件和通用件，如方向盘，仪表盘、踏板、导流板、备胎罩等。我们也为国内整车制造企业提供除湿干燥，模温控制、自动冷却解决方案，包括高光模温机，在液晶显示屏模组、塑胶机构件、金属零部件、五金电子产品等领域均有卓越表现。

　　此外，拓斯达的用户还包括行业集中度极高的领域，如车灯制造，车用连接器，刹车管件等。某大型汽配制造商，普遍使用日本东芝注塑机，总数100多台，吨位从30~3000T不等，拓斯达提供全伺服机械手和输送带，取代了人工操作，基本实现的自动化，同时还提供模温机、干燥机、吸料机等设备。通过独立模具温度控制设备，集中干燥、送料系统，基本实现无人化车间，从硬件层面确保品质一致性。

　　在IT、微电子等尖端制造和精密制造领域，拓斯达拥有庞大的用户群体，我们的自动化解决方案在通讯设备、PC、消费电子、数字视讯、蓝光芯片等。该领域可谓是多种复杂工艺的集合体，如特殊材料、多腔注塑、多色注塑等。根据全球产业分布特征，该领域的用户群以台湾企业居多，普遍配合台湾品牌的注塑机，拓斯达提供自动化整厂规划。此外，基于用户的低成本策略，我们还为用户提供了多种解决方案，如集中式快速干燥、中央供料系统。某台资企业，最早在东莞设厂，是微软的核心供应商之一。随着广东地区劳动力的锐减和人力成本的急剧飙升，该企业颇有远见的在内地投资，拓斯达为其规划和提供了整厂自动化解决方案，配合400多套台中精机注塑机，实现无人化管理，无灯化车间，包括中央供料系统、机械手、模温控制系统等。值得一提的是，拓斯达配合其车间形象，对设备颜色进行了重新定制，实现了车间CI管理。

　　全球顶尖的五大连接器制造商，有三家是拓斯达的直接用户。连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。拓斯达的用户之一，主要生产各类连接器，光纤，印刷电路，电缆组件等产品，品种超过10万。拓斯达主要提供三机一体，模温机等设备。针对高精密连接器产品，采用先进的除湿干燥设备对原料进行含水率控制上，使得产品的合格率远远高于同行业对手;通过自动化的除湿干燥供料系统，独立的模具温度控制系统和无尘恒温室车间，保证了产品品质的一致性。某美国企业，在全球电信市场、手机市场和数据交换市场遥遥领先。其早期的产品全部为外发加工，为了便于质量控制，2012年3月导入注塑机自行加工。拓斯达为其进行了自动化规划，提供三机一体、伺服机械手、模温机等自动化设备。拓斯达产品深得客户好评，在太阳能连接器成型领域尤为突出，品质检验上从外协到自加工方面得到明显改善，外观不良率从3%下降到1%，混料率从以往的5%下降到1%，尺寸从8%下降到2%，产品强度从3%下降到1%，人员精简20%，管理成本每月下降5%。

　　今天，无论您使用的手机是苹果(iPhone)，三星(SAMSUNG)，或者是华为(HUAWEI)、中兴(ZTE)，您都有机会体验到拓斯达的科技结晶。我们的直接用户不乏世界500强企业，他们为多家世界级大厂的手机外壳提供专业代工(OEM)及专业代工及设计(ODM)，在国内拥有大型生产基地。拓斯达提供水式模温机、三机一体等设备。160℃水温机，替代原有的美国进口设备，为用户极大的降低了成本，同时稳定的性能和便利的售后服务得到客户的拥戴。某中外合资企业，是全球最大的手机制造商的核心战略供应商。该企业的注塑机以住友、日精、发那科等高端品牌为主，拓斯达提供水式双温模温机、全伺服机械手、三机一体等设备。双温机替代原有的老式机械控温式模温机，良品率提高25%，2011年导入中央供料系统和自动取出系统，每年节省工人工资2000万，产量提高25%，产品深受用户青睐。

　　国内家电行业也普遍采用拓斯达的周边设备，包括几大巨头。拓斯达提供移动式模温机、冷水机等产品，打破塑胶成型，钣金线，发泡线等生产线单一配套设备的壁垒，实现各产线自由调配使用，提升各设备的使用效率，减少使用及维护成本，受到用户好评。拓斯达也服务于国外一线品牌在国内的零配件制造商，用户群涵盖全球数十家全球家电、电子行业巨头。某企业拥有50多台全电动机，全部以高端进口日本品牌为主，包括发那科、日精、东芝。拓斯达为其提供全伺服机械手，模温机，三机一体等周边设备。客户的某数码芯片，产品大小2毫米，可接触取出大小仅1.5毫米，一模四个，两板模具，同时要夹取水口，产品除了太小太轻，还带有静电，取出后会粘附在治具吸盘上，导致产品难以脱落。之前客户使用的是某日本品牌机械手，无法实现工作;拓斯达通过售前工程师和研发人员的有效配合，量身定制方案，对三轴机械手治具改造，追加真空打破，利用空气吹落，有效解决了问题。经模具监控器测试，保证不压模，同时精度达到前所未有的±0.06，客户完全被折服。

　　在射出成型领域，导光板的制造是最严苛的工艺之一，对于材料、射出机、模具和周边设备都具有非常高的要求。该工艺是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内，这就要求导光板与微结构在射出成型中同步完成，同时模具必须制作得相当坚固，单面微结构阵列导光板一般采用射出成型的制作工艺，圆球形、四面体角锥、棱镜形状等合模周期长。拓斯达的周边设备在LED、CCFL、触摸屏、棱镜等制造领域均有不俗表现。珠三角地区一家拥有30多年生产历史的光电器件生产企业，拥有100多台日本住友，东洋等品牌的高速射出机，拓斯达主要提供140℃，160℃水冷式冷水机，用于精密及薄壁化成型技术。此外，机器人、机械手、三机一体等设备也广泛应用于改该领域。

　　拓斯达被省市领导誉为“最具成长性民族品牌”，并被多家权威媒体评为“自动化整体解决方案运营商”标杆企业，相继取得了国家高新技术企业，东莞市民营科技企业，东莞市创新产业化示范基地，大岭山镇纳税大户等荣誉称号;具有完全自主知识产权的机械手荣获广东省名牌产品，另外多项产品通过CE认证，广东省高新技术产品;长期以来，与清华大学、华中科技大学、华南理工大学等大专院校开展了产学研合作。

　　随着机器人技术的发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。机器人作为执行机构，具有控制方便，执行动作灵活等特点，可以实现复杂的空间轨迹控制，特别适用于多品种、变批量的柔性化生产。

　　据了解，目前海尔采用自主研发+专业制造公司合作的形式，既引入全球一流的自动化资源并建立了长期合作协议，例如现代、ABB、KUKA等，又注重自主研发，全流程参与交互。海尔希望在焊接类、包装类、检测类和拿取搬运类机器人应用成熟的基础上，进一步升级紧固类、连接类等工位的探索和实施，同时更进一步探索人机协作、机机交互等智能机器人在家电领域应用的探索和落地。