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为智造配上“最强大脑”

日期:2020年06月24日  

    9月29日—30日,第二届珠江西岸先进装备制造业投资贸易洽谈会(以下简称“第二届装洽会”)在广东潭洲国际会展中心举行。作为东道主,由顺德14家企业联手打造的智能制造无人生产线亮相便成为全场的焦点之一。

    这是一条完全按照工业4.0理念打造的产线。除了大量自动化设备的投入外,CRM、ERP、APS、MES等生产信息系统全部融入其中,让各式机械手的有序协作配上了“最强大脑”。

    而在一周前,作为顺德机器人企业的代表,广东嘉腾机器人自动化有限公司在2016第二届中国(广州)智能装备暨机器人博览会正式发布其智能工厂建造平台BRAIN。目标是要建立一个工业控制的“大脑系统”,与工厂内部信息管理系统以及机械手和AGV等设备的互联互通。

    随着新一轮工业革命来袭,越来越多企业融入“机器代人”的浪潮当中,但不容忽视的是,工厂互联程度低、工业化与信息化的融合难等软实力短板,已然成为从制造向智造进军的一大障碍。

    以嘉腾机器人、快易软件为代表的顺德企业,正是瞄准了这一转型痛点,为中小企业打造无人工厂的“中枢神经”,抢占智能制造制高点。

1 探路智能制造的“软硬派”

    “30分钟内,如果你不能挑战成功,就是我们软件的问题。”只需轻点鼠标勾选,用键盘敲入几个简单的代码,就能让AGV、机械手等工厂的各种设备连接起来,定点移动,甚至相互配合完成不同的生产任务……看似复杂的生产场景在今年广州智博会的嘉腾BRAIN发布会上被如此简化地实现。

    “我当初对研发团队的一个要求,就是希望能够打造出一款智能工厂建设的软件平台,像打游戏一样简单。”嘉腾机器人董事长陈友认为,传统工厂的任务分配由PMC派发工单和班组长安排各自的人员做不同的事情,而智能工厂的任务是分配任务给不同的机器设备来完成,BRAIN则充当了PMC和组长的角色,让设备快速连接和任务分配。

    而在数天之后,在第二届珠西装洽会上,由顺德14家企业联合开发的首条智造无人生产线甫一亮相便成为全场的焦点。除了各式先进的机械手炫目以外,从下单到排产到设备间运作配合,所有数据都放置在一旁的液晶显示屏上一目了然。生产全过程自动化与信息化的融合令人惊叹。

    “比方说现在某个工位缺料了,我马上按下手中的按灯装置,AGV就会马上送料过来,如果设备出现故障或产品品质异常,我的手表还会震动提醒。”佛山市快易软件信息技术有限公司首席产品经理宋军华介绍,整条产线采用工业级通信协议,有效通信距离是1公里,所以只要在通信范围内,即使不在车间现场,也能监测得到生产的状况。

    值得一提的是,嘉腾一直专注于移动机器人AGV的研发生产,此次发布智能工厂建造平台BRAIN,被业界视为“由硬入软”的一次重大突破。而快易软件此前则主要为企业提供ERP系统服务,此次联合顺德的其他13家硬件厂商打造智造无人生产线,也正是“软硬融合”的创新探索。

    无论高下如何,双方都十分看好无人化大生产的前景,希望抢先造出能控制工厂复杂场景的中枢“大脑”。

    “对智能制造的研究越深,我们越发觉离不开信息流、数据流,互联网、物联网,只有把软件、信息流打通,自动化的设备才真正能动起来,真正达到无人控制的状态。”嘉腾机器人副总裁陈洪波表示,BRAIN正是利用嘉腾在过去5年为大公司提供硬件服务的过程中,积累起的数千个设备驱动程序,以工业设备和机器人的应用为核心,能够适应复杂的环境和需求,通过数据采集、数据监测、分配任务,能够为工厂提供生产调度、设备控制、数据管理、实时监控等功能。

    “很多传统企业搞转型升级,就是以为‘机器代人’,但引入很多自动化设备以后,可能一个地方的生产节拍跟不上,整条线效率就上不去。”宋军华更多从软件的角度去思考当下企业智能化改造的问题。

    同样历时5年开发而成,快易软件为制造企业打造了涵盖互联网+电子商务、APS(智能排产)、MAS(生产进度执行)、工业互联网、大数据管理等五大环节一体化生产信息系统,并全部应用在本次装洽会的智造无人生产线上。“这条线更大的特点就是融合了精益生产、信息化、自动化、智能化的理念,将工业4.0的各个要素都整合起来。”宋军华说。

2 设备孤立化成更大障碍

    智能制造、“无人工厂”的图景固然美好,但从概念走向现实却并非易事。

    “过去10多年的做硬件的过程中,几乎每个客户都提出要将我们的AGV与客户现有的设备、ERP等管理程序连接起来,每一次我们都需要耗费大量的人力、物力来解决这个问题,而且因为是专门量身定制,一旦换了客户,又几乎要推倒重来。”陈洪波告诉记者,曾经有一次为了帮助客户开发定制化产品,单是实现设备与设备的连接就耗费了几个月。

    在不少业内人士看来,问题的症结在于,目前国内制造业生产环节互联程度偏低,设备与设备之间大多孤立存在,无法真正发挥出智能制造中不同环节的协同效应。“从这一点来看,移动机器人的发展已经遇到了瓶颈。”陈友说。

    长期从事智能装备控制系统、装备智能化与生产过程信息化的研究的中科院计算所顺德分所所长陈冰冰博士深有感触。他指出,目前顺德很多机械还停留在单机状态,数控化水平不高,难以与其他软件结合在一起。“我们感觉更大的困惑就是,顺德老板造机械能力非常强,但与软件、信息的结合是一个老大难问题。”

    陈冰冰坦言,尽管顺德的木工机械业有很好的基础,但像大自然等企业依旧舍近求远从德国进口木工机械。“大自然的老板佘学彬告诉我,顺德的木工机械并未将软件与设备进行联合,而德国的机械则已经将硬件和软件深刻地融合在一起,实现从业务接单、图纸输入、数控代码的生成、加工全过程的跟踪,真正实现了工业化与信息化的融合。”

    反观顺德,近年来,美的、万和、新宝等龙头企业相继加快推动生产自动化进程,目前部分生产线已经达到无人化或少人化的状态,但距离自动化与信息化互联互通依然任重道远。“难度比较大,主要是跨度大,需要传感器、服务器等辅助,单做一条线还相对容易,但要将整个工厂连接起来,投入的成本就非常大。”广东万和新电气股份有限公司热能科技拓展中心、配件产品事业部总经理钟家淞坦言。

    陈友对此并不意外。在他看来,构建一个智能工厂需要先做顶层规划,在顶层规划的框架下,再确定信息化和自动化的目标,整个项目需要购买很多软硬件,包括ERP、WMS 和MES等软件,以及机械手和AGV等智能装备,除了需要大量的资金外,还需要有规划和实施智能工厂的高端人才,即使集成商搭建好智能工厂,还需要后期维护跟进。高昂的投入和维护成本足以令很多企业望而却步。

3 欲当中小企业“工业4.0”引路人

    尽管底子稍弱,但像嘉腾、快易等深耕顺德的企业,已经在努力积极构建顺德制造对接智能制造的通道,探寻弯道超车的新路径。

    “通过研究后我们发现,信息化软件和机器人从市场上都能够购买到,而一些企业本身就已经拥有一些智能化设备,或者已经有了ERP等信息化软件,如何将这些信息化软件及自带传感器的设备有机连接起来进行任务分配,才是市场上最稀缺的。”在当天的发布会现场,陈友道出了嘉腾BRAIN所针对的市场痛点。

    然而,在工业自动化软件领域可谓国内外巨头云集,作为后来者,顺企又有何优势能够脱颖而出?

    “我们更多面向中小企业的需求。”陈洪波认为,国外企业更多为大型企业开发定制化产品,但在中小企业中却不一定适用,而嘉腾BRAIN是建基于近年来与国内外不同厂商合作过程中积累而开发,因此具有较强的兼容性。

    此外,与动辄上百万元的国外软件相比,价格也是嘉腾BRAIN的另一大优势。“为了开发这个软件,我们总共投入了过千万,原本计划定价在50万元左右,后来经过调查,中小企业还是不能接受这个价格,我们就把最简单版的价格直接降到5万元,并且协助企业培养人才。”陈洪波坦言,嘉腾BRAIN更大的商业价值并不在于卖出了多少,更重要的是由软件推广所带来巨大流量。“一旦用户多起来以后,我们就会形成一个中国版工业4.0示范工程。”

    同样瞄准中小企业智能制造市场的还有快易软件。在宋军华看来,随着利润下滑、成本上涨、行业竞争愈发激烈,对于一些传统的中小企业而言,如何通过工业化与信息化融合,向内部生产管理要空间愈发迫切。

    “以前的生产主要是大批量、小品种,而现在主要是小批量、多品种,甚至是私人订制,单靠人力来排产肯定安排不过来。”宋军华说,数据是管理最美的语言,一旦将生产的硬件和软件信息化全部打通之后,所有环节都可以通过数据生动反映。“以前中小企业的生产主要靠老板拍脑袋来做决策,现在哪个环节能够为企业创造更多价值,哪个产品利润高,哪条生产线生产效率高,全部都可以用数据化说话,来帮助决策。”

    而嘉腾对打造工业界的“最强大脑”的布局则更为长远。陈洪波透露,未来BRAIN2.0将植入地图模块,未来AGV运送货物可以按照运送距离及运送货物重点来收取费用。类似于物流业的滴滴打车,例如500公斤内的货物,按照每公里或者每米来收取用户费用,用户按照实际需求付费,物流设备投入和运营由第三方负责。

    “大量软件工程师包括应届生都可以利用这个平台为中小企业做应用开发服务。”陈洪波表示,嘉腾还计划将BRAIN向创客开放,吸引他们进行二次开发完善。“就像Windows系统一样,补丁越来越多、兼容性越来越好,最终形成一个庞大的帝国。”

■声音

迈向智能制造跨学科人才将成更大短板
    
尽管BRAIN可以解决制造业底层信息化的问题,但在陈洪波看来,人才依然是中小企业迈向智能制造的一大瓶颈。“很多做IT的人因为不懂工业,所以设计出来的软件过分复杂,不接地气,做工业的在IT领域又缺乏专业知识和技术积累。要真正实现工业化与信息化的融合,就要让做IT的人走进企业,让做工业的人参与到工厂信息化框架的搭建中。”

    作为全球智能制造的领军者,西门子(中国)有限公司执行副总裁王海滨坦言,由于国内高校还没有专门针对工业4.0,智能制造开设专业课程,人才将成为国内智能制造越来越显著的制约因素。“所谓智能制造的人才是跨学科的综合性人才。必须懂制造,光是机械工程师、电气自动化工程师也不行,他还要明白IT方面、数据库、数据驱动,还要懂一个企业的经营管理流程,业务流程。”

    陈冰冰建议,顺德应该将企业的总工程师组织在一起,进行集中培训,把国际上的经验思路手段介绍过来,让他们可以加深对两化融合的了解。同时,要在工业领域营造进行信息化创新的环境和土壤,让既懂软件又懂机器的人才扎根顺德。


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