導讀:在這一場(chǎng)新格局改變中,出于競爭目的,各方玩家都將會(huì )把越來(lái)越多的機器人引入到制造業(yè)中。無(wú)論怎樣,機器人替代一些簡(jiǎn)單重復性工作的崗位將成為必然趨勢。就像當初工業(yè)革命、工業(yè)化以及流水線(xiàn)生產(chǎn)形態(tài)給制造業(yè)帶來(lái)的改變一樣,機器人也將開(kāi)啟一個(gè)新的制造時(shí)代。
中國勞動(dòng)力成本的上升為機器人打開(kāi)了一個(gè)巨大的市場(chǎng)空間,而全球制造業(yè)的格局可能會(huì )因為機器人的廣泛應用而發(fā)生深刻改變。
對于2009年從日本回國創(chuàng )業(yè)的李昕春來(lái)說(shuō),眼下似乎沒(méi)有什么比生產(chǎn)機器人更好的生意了,創(chuàng )業(yè)三年,他說(shuō)他從來(lái)不用主動(dòng)為自己的產(chǎn)品尋找客戶(hù),而且經(jīng)濟越不景氣找上門(mén)來(lái)的客戶(hù)越多。他所創(chuàng )立的佛山龍甲機器人焊接技術(shù)有限公司甚至連一個(gè)業(yè)務(wù)員都沒(méi)有。
魅力來(lái)自于機器人對人力的替代。李昕春相信,他的公司所生產(chǎn)的機器人能夠有效地幫助客戶(hù)提高效率,節約成本。
今年7月,依靠從龍甲定制的機器人,廣東一家名為澳美發(fā)的制造椅子的出口企業(yè)使生產(chǎn)椅子的部分工序實(shí)現了自動(dòng)化。這些工序并不復雜,對一條鋼管進(jìn)行切割、然后彎曲,再焊接和噴漆,但是過(guò)去這需要通過(guò)工人操作手工完成,而現在價(jià)值600萬(wàn)元的機器人讓原來(lái)400個(gè)工人1分鐘的工作量變成現在只需要40個(gè)工人和10秒鐘。因為生產(chǎn)成本的下降,澳美發(fā)把每把椅子的出口價(jià)格調低了23%。
就像在這家生產(chǎn)椅子的公司正在發(fā)生的變化那樣,在主要分布于中國東部沿海地區的中國制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車(chē)間,那些還在生產(chǎn)線(xiàn)上的工人將會(huì )發(fā)現他們將與新的工友—機器人—配合,或者,他們管理巡視的對象就是那些冰冷的機器人,它們不會(huì )跳樓,沒(méi)有感情問(wèn)題,對飲食起居也沒(méi)要求,只知道工作。
按照經(jīng)濟學(xué)家的解釋?zhuān)袊娜丝诩t利正在消失,而對中國東南沿海的那些加工制造企業(yè)來(lái)說(shuō),這意味著(zhù)招工難和工人流動(dòng)率高已經(jīng)成為它們普遍要面對的問(wèn)題。勞動(dòng)力市場(chǎng)供求關(guān)系的變化也在扭轉過(guò)去工人工資低的狀況。據中國國家統計局統計,2011年,外出農民工月均收入2049 元,比上年增加了 359元,增長(cháng) 21.2%。
工人工資上漲意味著(zhù)制造業(yè)本來(lái)就不大的利潤空間被進(jìn)一步壓縮。在這種情況下,機器人登場(chǎng)的時(shí)候到了。
當然,在中國的制造業(yè)企業(yè)中,某些特定領(lǐng)域應用機器人生產(chǎn)已經(jīng)不是新鮮事了,最典型的是汽車(chē)工業(yè),其80%的工作都已實(shí)現自動(dòng)化,在汽車(chē)工廠(chǎng)內,機械臂對汽車(chē)進(jìn)行組裝、焊接、擰螺絲等,而人似乎沒(méi)怎么做工作,成了機器的配角。
但是現在更多的行業(yè)開(kāi)始考慮使用機器人。據國際機器人聯(lián)合會(huì )估計,目前全世界有110萬(wàn)個(gè)正在工作中的機器人,而未來(lái)這個(gè)數量將會(huì )迅速增長(cháng),而增長(cháng)的動(dòng)力將主要來(lái)自中國。2011年在中國的機器人銷(xiāo)量為2.26萬(wàn)臺,同比大增51%,預計在2014年中國的工業(yè)機器人銷(xiāo)量將成為全球第一。2011年,中國每1萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人中擁有機器人的數量是21臺,而國際平均水平是55臺,而美國是135臺,韓國是 347臺。
龍甲這樣的設計生產(chǎn)機器人的公司正在迎來(lái)前所未有的好機會(huì )。而它們最著(zhù)名的客戶(hù),是全球最大的電子設備代工企業(yè)富士康。
富士康的員工超過(guò)百萬(wàn)人,他們絕大多數是站在生產(chǎn)線(xiàn)一線(xiàn)的年輕工人。管理這么多人對富士康的老板郭臺銘來(lái)說(shuō)是個(gè)巨大的考驗。富士康的利潤率相比其他行業(yè)非常之低,其中生產(chǎn)蘋(píng)果產(chǎn)品的利潤率被壓至1.5%。而龐大的人力成本和由此產(chǎn)生的管理成本卻在不斷增加。
每天都有大量的新人進(jìn)來(lái),也有大量的工人離開(kāi),富士康工廠(chǎng)門(mén)口永遠都不缺招工的景象。進(jìn)城打工的農民工減少了,富士康就將它的工廠(chǎng)從過(guò)去深圳這樣的沿海城市轉移進(jìn)了太原和鄭州這樣的內陸城市,讓農民工在家門(mén)口就能進(jìn)入工廠(chǎng)工作。但招工不足仍然是個(gè)問(wèn)題。
龐大的規模使得富士康選擇了嚴格的近乎軍事化的管理,生產(chǎn)線(xiàn)上長(cháng)時(shí)間單一重復枯燥的工作以及由上而下傳導下來(lái)的生產(chǎn)壓力使得前兩年富士康員工意外事件頻發(fā)。面對工人、社會(huì )以及媒體的壓力,郭臺銘不可能再繼續維持既有的生產(chǎn)方式。
他思考出的轉型之道是先實(shí)現人與機器人在生產(chǎn)線(xiàn)上的分工配合,逐漸提高自動(dòng)化的水平。在富士康,流水線(xiàn)上的全套生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)被切割成細小的工序,一線(xiàn)工人在生產(chǎn)線(xiàn)上,不停地將東西從線(xiàn)上取下,完成自己要完成的工序。拾取件、沖壓、焊接、打磨、擰螺絲、組裝后放入包裝盒,這些工序可能是很簡(jiǎn)單的重復性的動(dòng)作,機器人適合替代。這其中也有很多工序具有危險性,原本就不太適合人力去做。
2011年7月29日,郭臺銘宣稱(chēng),要在未來(lái)3年內用100萬(wàn)臺機器人來(lái)替代生產(chǎn)線(xiàn)上的人力。
就在他宣布這條消息的兩個(gè)多月前,富士康成都工廠(chǎng)內iPad生產(chǎn)線(xiàn)的一個(gè)打磨車(chē)間發(fā)生了爆炸。據富士康調查,事故的原因是易燃的鋁粉在管道內堆積,遇上電器開(kāi)關(guān)打火,在排風(fēng)筒內引起爆炸。在打磨車(chē)間內,這道工序要做的工作具體就是工人戴著(zhù)口罩將鋁材機身的iPad的后殼打磨光滑。在打磨拋光的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生很多鋁粉殘屑,而這些都是易燃物品,遇到明火就可能引起爆炸。
除了易燃易爆的危險,這道工序產(chǎn)生的粉塵對人體也是有害的。而機器人的應用將能夠讓工人退出類(lèi)似危險的環(huán)節。
從開(kāi)始宣布消息到現在,富士康已經(jīng)在深圳、太原和鄭州等地工廠(chǎng)裝備了一萬(wàn)余臺機器人,其中有一部分會(huì )由富士康自己生產(chǎn),它設立了專(zhuān)門(mén)的機器人設計部門(mén),自行制造了能完成單一動(dòng)作的專(zhuān)業(yè)機器人Foxbot。
鄭州工廠(chǎng)的測試生產(chǎn)線(xiàn)是應用這種機械手臂機器人的生產(chǎn)線(xiàn)之一。出于安全原因,機器人被鐵籠子罩著(zhù)進(jìn)行操作,它們參與到最新一代的蘋(píng)果手機iPhone 5的檢測中。
“一臺機械手臂能代替四個(gè)人力,每次它能同時(shí)操作12臺測試設備,它的動(dòng)作僅僅是不停地拿和放,機械手臂將還沒(méi)測試的iPhone抓到生產(chǎn)線(xiàn)上,待測試好后,它再把手機從生產(chǎn)線(xiàn)上拿下來(lái)放到下一道工序。”這個(gè)工廠(chǎng)的一位工人說(shuō)。
但更多的機器人還是要通過(guò)對外采購,龍甲就是它的供應商之一。在拋光打磨車(chē)間,瑞士公司ABB提供的機器人也已經(jīng)開(kāi)始代替工人,打磨著(zhù)成千上萬(wàn)的諾基亞手機、iPhone和iPad。
ABB于1994年將機器人業(yè)務(wù)引入中國,而當時(shí)的中國市場(chǎng)還沒(méi)有像現在這樣走到一個(gè)勞動(dòng)力緊缺的關(guān)口。而11年后,因為中國市場(chǎng)可能具有的巨大潛力,這家公司將其機器人的研發(fā)中心搬到了中國,并在上海設立了制造工廠(chǎng),開(kāi)始在中國本土生產(chǎn)機器人。
現在A(yíng)BB已經(jīng)擁有一長(cháng)串中國客戶(hù)名單,除了富士康這樣的巨無(wú)霸,還有生產(chǎn)無(wú)線(xiàn)鼠標和鍵盤(pán)的雷柏電子有限公司這樣的中小規模的公司。雷柏創(chuàng )立于2007年,位于深圳龍崗區,在富士康深圳廠(chǎng)區的東面。一開(kāi)始雷柏為外國廠(chǎng)商代工,去年則完全放棄了代工業(yè)務(wù),意圖成為一家擁有自己的品牌的公司。
在2011年上海舉辦的自動(dòng)化博覽會(huì )上,雷柏公司的參會(huì )人員看到了ABB的機器人,后來(lái)向其購買(mǎi)了70臺機器人,用于組裝鼠標和鍵盤(pán)等,這70臺機器人承擔的工作量相當于過(guò)去300名工人的工作量。
“今年深圳的最低工資標準提升了13%,去年前年則都提高20%,這樣下去,企業(yè)的利潤都會(huì )被不斷上漲的成本吞噬掉,工人也不好管理,流動(dòng)性很大,有時(shí)候影響生產(chǎn)和交貨,”雷柏總經(jīng)理曾浩說(shuō),“要發(fā)展,要提升市場(chǎng)競爭力,就必須想辦法改變現狀。”
而機器人的到來(lái)讓雷柏的產(chǎn)品品質(zhì)至少提升了百分之二三十,員工人數從以前的3000多人減少到了現在的1000多人,這也讓它們能夠提高現有員工的待遇。“過(guò)去一年我們沒(méi)有招員工,有離職的就出,但不進(jìn)人了。”雷柏制造中心總監鄧邱偉說(shuō)。
效率和品質(zhì)的提高都是來(lái)自每一道工序效率提升的積累,比如現在USB插頭塑料和金屬片組裝的節拍時(shí)間僅為3秒,生產(chǎn)效率提高了60%。
無(wú)線(xiàn)鼠標需要一個(gè)USB插頭插入電腦,對于這個(gè)插頭,機器人的組裝過(guò)程是這樣的:插頭的塑料和金屬通過(guò)兩條傳送帶送至機器人手臂下方的路徑點(diǎn),機器人先夾起金屬頭,再夾起塑料焊接上,然后整體抓起來(lái),整齊排列在擺放區內。這幾道工序由機器人自動(dòng)完成,無(wú)需工人參與。
一些機器人尚不能獨自完成的工序需要人與機器人的配合,比如鼠標內部元器件的裝配過(guò)程。傳送帶將鼠標底殼傳送到機器人下方,機器人將自動(dòng)從擺放好的主板區域抓取主板,將上面有攝像頭大小的薄膜撕掉,然后將主板放入鼠標底殼中。如果機器人自己不確定主板上面的薄膜是否被自己撕掉,機械臂會(huì )抬起手給工人去確認一下。而最后鼠標內電線(xiàn)的嵌入仍需工人來(lái)完成。
這種模式被雷柏稱(chēng)為“一人屋”,事實(shí)上是兩個(gè)人加一個(gè)機器人完成一個(gè)鼠標組裝。一個(gè)人負責與機器人互動(dòng),另一個(gè)人進(jìn)行最后產(chǎn)品的檢測。在這種模式下, 兩個(gè)人在10 個(gè)小時(shí)可以完成1000到1200只鼠標的裝配。而以前的人工流水線(xiàn)模式是 8個(gè)人一天下來(lái)做2500只。
雷柏還在思考怎樣讓流程更精簡(jiǎn)。從生產(chǎn)線(xiàn)的布置,到廠(chǎng)房的設計,甚至標準化的物流,都因機器人的引進(jìn)而被改變,圍繞機器人的視角成為了新的思考出發(fā)點(diǎn)。
除了節省人力,機器人的使用也可以讓同樣的生產(chǎn)空間產(chǎn)出更多,產(chǎn)品質(zhì)量的管理控制水平也能夠得以提高。“機器人一起工作,這本身就是數字化,會(huì )有大量生產(chǎn)信息可以收集起來(lái),從理論上講可以對整個(gè)工位進(jìn)行優(yōu)化,可以調整工位之間的協(xié)調,就像機器人之間的合作,各個(gè)機器人工作負荷可以平衡起來(lái),但人工比較難以控制。”ABB公司離散自動(dòng)化與運動(dòng)控制業(yè)務(wù)部北亞區及中國負責人顧純元說(shuō)。這意味著(zhù)人可以根據數據來(lái)分析改進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)的工作流程,進(jìn)一步挖掘工序優(yōu)化上的增長(cháng)潛力。
當然,并不是生產(chǎn)任何產(chǎn)品或者任何行業(yè)都能用機器人。像成熟運用機器人的汽車(chē)行業(yè),其工序本身就適合流水線(xiàn)自動(dòng)化的大批量生產(chǎn),而運用機器人較多的3C行業(yè),也要視其生產(chǎn)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)和工序特點(diǎn)而定。
根據不同的情況,企業(yè)也要衡量自己的投入和產(chǎn)出比。富士康為眾多廠(chǎng)商的電子產(chǎn)品進(jìn)行代工,而電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度很快,以iPhone為例,過(guò)去幾乎每年都有一代新品推出。如果隨著(zhù)產(chǎn)品的改變而頻繁改變生產(chǎn)線(xiàn)設置和機器人的生產(chǎn)方案,成本可能就收不回來(lái)。
“工藝是特定的,機器人本身是通用的,可以應用在任何工廠(chǎng)。但是如果機器人抓一瓶水、一個(gè)盒子,不改夾具是不行的;同樣的機器人,如果不抓東西,而是去做打磨,就是換了另外一個(gè)工藝,編程也不一樣。”顧純元說(shuō)。
使用機器人意味著(zhù)大規模的工業(yè)生產(chǎn),如果工廠(chǎng)在產(chǎn)品的標準化和批量生產(chǎn)方面還沒(méi)有找到平衡點(diǎn),那么機器人替代人力就可能是一個(gè)并不實(shí)惠的方案。
當然,也不一定只有大規模生產(chǎn)和大型的廠(chǎng)房布局才能使用機器人,小作坊式的廠(chǎng)房統一批量生產(chǎn)也可以應用機器人。未來(lái)廠(chǎng)房的空間可能因機器人加入到生產(chǎn)線(xiàn)而縮小,不再與人員的擴張成正比。
在A(yíng)BB這樣的歐洲大型機器人廠(chǎng)商占據的主流市場(chǎng)之外,一家起源于丹麥的創(chuàng )業(yè)公司Universal Robots則選擇了以靈活、體積小的小型機器人為突破口。Universal Robots的名字取材于一部關(guān)于機器人的小說(shuō),這家公司于2011年開(kāi)始進(jìn)入中國。
10月份,江蘇昆山東威電鍍設備技術(shù)有限公司剛剛裝備了兩臺Universal Robots生產(chǎn)的UR5型機器人。這兩臺小型機器人的作用是在生產(chǎn)線(xiàn)上對電鍍板進(jìn)行自動(dòng)上下料。UR5型機器人在外觀(guān)上看是一種小巧靈活的機械臂,它自身只有18公斤,能夠負載抓取最大5公斤的物體。東威公司將其懸掛固定在電鍍機上,用兩臺機器人配合,一臺在電鍍工序的生產(chǎn)線(xiàn)起點(diǎn)抓取電路板進(jìn)行上料,而另一臺則負責在結束時(shí)從生產(chǎn)線(xiàn)上取下。UR機器人本身小巧的適應性使得它能靈活地適應生產(chǎn)線(xiàn)的特殊布局。
在沒(méi)有擴大或改變東威公司廠(chǎng)房布局的情況下,只需對生產(chǎn)線(xiàn)稍加調整,將體積小巧的機器人安置其中就可以工作。“東威工廠(chǎng)內的生產(chǎn)線(xiàn)之間間隔很小,如果用大機器人的話(huà),在布局上是要把生產(chǎn)線(xiàn)之間的間隔打開(kāi),同時(shí)整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)面積也隨之擴大。”Universal Robots公司中國區代表趙千捷說(shuō)。但在生產(chǎn)線(xiàn)和廠(chǎng)房條件限制下,并不是每個(gè)企業(yè)都能為之做出改變。