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库卡柔性:引领汽车制造业接轨“工业4.0”

2018-04-27 22:23:56·  来源:中国锻压协会  浏览:702
   
在2013年4月的汉诺威工业博览会上,德国第一次提出“工业4.0”概念。这个话题在之后的3年里不断被研究讨论,并在2016年有了更加全面的诠释。“工业4.0”强调的是利用现有的成熟技术在工业领域里的综合运用,其根本目的是融合互联网技术用于工业生产,降低生产成本,提高生产质量和效率。
在2013年4月的汉诺威工业博览会上,德国第一次提出“工业4.0”概念。这个话题在之后的3年里不断被研究讨论,并在2016年有了更加全面的诠释。“工业4.0”强调的是利用现有的成熟技术在工业领域里的综合运用,其根本目的是融合互联网技术用于工业生产,降低生产成本,提高生产质量和效率。



库卡柔性系统(上海)有限公司销售额在近2年内增长了50%,也恰巧是这2年,王江兵先生开始担任库卡柔性系统(上海)有限公司CEO职务,并全面负责公司在中国的汽车焊装与动力总成工程事业部的战略制定与业务开展。面对强大的市场竞争压力,库卡还能取得如此优异成绩,其逆势增长的秘诀何在?作为“工业4.0”的参与者,库卡的具体战略部署是什么?如何帮助汽车厂商最大程度实现“工业4.0”模式下的生产?本刊记者为一探究竟,与王江兵先生就以上问题进行了面对面深入交谈。

自动化率越高汽车质量越稳定

汽车行业是目前公认的自动化程度最高的行业之一,其机器人使用率和销售数量均达到同期通用行业的6倍以上。但是在这个消费者需求不断变化的时代,汽车生产也面临着巨大的挑战。汽车行业竞争激烈、产品复杂、制造工序繁多,产品推陈出新的频率高,传统的自动化生产已经逐渐不能满足这些要求。



王江兵坦言,目前,外资企业的自动化率达70%~85%,而中国的汽车工业良莠不齐。首先,要提高自动化率。国内仍有一些企业采用人工焊接,造成的问题是速度慢、效率低,影响最大的是质量不稳定。自动化率越高,汽车质量更稳定,生产效率更高,从而降低成本。

其次,消费需求在改变,要求车企“多车型、小批量、快切换”。原来人们能接受一辆车开7~10年,而现在周期在逐渐缩短。这样的市场需求就引伸出对库卡这样的柔性制造厂商的要求:要提供更多的柔性生产,即容易、快速、低成本的变换。目前库卡系统在没有节拍损失的情况下,能实现6种车型完全混流生产。此外,还有一种需求——物流的自动化,这也是国内外汽车工业自动化的主要差距。比如德国某知名高端汽车厂的自动化程度比国内自动化生产厂最高的还要高10%左右达到85%以上的,就是由于其大量使用物流的自动化。

为汽车厂商提供增值服务

为汽车厂商提供增值服务,这也是库卡区别于同行的一大竞争优势。王江兵告诉记者,传统的做法是为汽车厂商交付生产线,但是生产线交付以后,仍然有存在故障的风险,相应的车厂的生产成本提升,损失增大。因此,针对这一问题,库卡在“工业4.0”解决方案下采用交付生产线时,为客户提供软件增值服务。客户可以采用将机器运转中的数据信息传输给库卡,库卡根据传输的数据,通过软件集中分析,然后反馈给客户,及早发现异常现象,如设备部件磨损等,定期检修,及早调整不影响机器运转,减少非计划停产和提高生产线生命周期等。这一预防性的举措可以为客户带来附加价值,进一步节约成本和能源。



助汽车行业更快实现“工业4.0”

基于消费者日益增长的消费需求的变化,未来汽车行业对汽车生产的多品种、小批量的要求会越来越高。“工业4.0”战略的出现,为汽车行业更快更好地发展以及更好地适应市场竞争要求提供了更有利的解决方案。

王江兵总结,“工业4.0”的生产模式可以大概总结为“智能生产+智能工厂”模式。智能化的目的是解决柔性制造和个性化定制生产中的复杂性问题,而自动化的目的主要是提高生产效率,提供对于工人无法胜任的工作的解决方案,并降低成本。基于汽车行业现状及生产特点,该行业是目前非常适合实行智能化制造并(可期待的)较快实现高度自动化乃至达成“工业4.0”概念的设想。

王江兵表示:“就库卡而言,是要努力赶上‘工业4.0’这趟班车,逐步实现从制造企业向高科技企业进军转型。”库卡自“工业4.0”概念被提出的第一天开始就不断向这个方向努力。



2014年11月,iiwa首次亮相中国,这是库卡公司的第一个真正意义上的人机协作机器人,实现人和机器人不需要安全围栏的无间协作。这款机器人拥有7轴手臂,更灵活更贴近人的操作。库卡是首家也是唯一一家提供10kg以上有效载荷轻型机器人的制造商。库卡系统公司也在不断的发展过程中提出了AssetInformationManagementSystem以及MatrixProduction概念。AssetInformationManagementSystem是基于库卡Connect云端技术,实现生产信息云端交互,从而实现资产的云管理。MatrixProduction生产概念是打破原有的汽车车身制造工艺,概念性地提出不再区分四大工艺生产,而是使用能够满足未来生产的小批量、多品种的汽车车身模块化制造,利用便捷的无人驾驶车物流概念,为更好地满足消费者日益增长的个性化购买需求,提供全方位的工厂解决方案。

对未来“工业4.0”工厂的期待

“工业4.0”的实现是需要经历三个阶段的,分别为信息透明度(Transparency)、信息交互(Interaction)和人工智能(Intelligence)。在信息透明上,需要实现实时、标准化和文档化。信息交互指的是合作、移动、减小间隔,以及扁平化。在人工智能层面上,最终实现自我管理和自主智能。王江兵介绍道,针对第一阶段的信息透明度,库卡提出了自己的解决方案——KUKAConnect。Connect为云端系统,在此之上更是建立了库卡资产信息管理系统,库卡维修系统和库卡服务平台。库卡Connect更是一个Ecosystem,可以为第三方开发提供平台。

在王江兵看来,“工业4.0”的概念是非常先进而且需要很多家企业一同努力进行发展的,库卡愿意为大家提供平台一同努力为“工业4.0”以及未来科技发展提供自己一份力量。

柔性制造 工业4.0

“未来工业4.0的工厂将会是极大优化的,生产信息高度互联,生产停机时间将极大降低(甚至系统提前预警维修和避免停机),适用于小批量多品种需求,人机高度协作,远程办公,生产全程无纸化并远程监控的,所有信息都在云端交互,系统自动学习并避免未来问题等。预期中,不是所有生产企业都可以很乖实现工业4.0,有一些行业由于现有条件完善,并急需高科技来应对市场需求的会很快于其它行业。”王江兵补充道。

机遇与挑战并存的中国市场

王江兵表示:“前10年,库卡的主要客户是德资背景的车厂,如奔驰、宝马、大众;过去5年,扩展到欧资和美资企业,如沃尔沃、捷豹路虎、福特;目前开始扩展到国内高端企业,奇瑞、宝沃、上汽、吉利等。以后库卡将不断提高国内自主品牌企业的比例,扩大比例有两个原因:其一,库卡的战略是计划到2020年在中国市场的业务量翻倍;其二,国内车企也意识到好性能、好质量车型的需求是最重要的,这就对自动化程度的要求提高。库卡看到了这一国内市场机遇。”

王江兵指出,中国汽车市场对于库卡的挑战在于近年来,中国整车的增加速度放缓,整车厂因此希望库卡这样的中间供应商能够分担成本压力,即降低成本。那么这就是和以前相比,同样的业务量,利润降低。怎样才能平衡这一问题,这是一大挑战。然而,这也让库卡同时看到机遇,整车的增长速度虽然放缓,但消费群体对中高档车和豪华车的需求却在不断增加,这进一步对自动化和柔性制造的需求增加,车型增多,这就意味着库卡的机会越多。例如,2015年市场上中高档车型的销售量普遍降低,但是奔驰在中国的销量却增加了35%。

抱团合作取长补短

早在2014年,中德双方已计划两国开展“工业4.0”的合作,2015年中国政府提出的“中国制造2025”也被誉为中国版“工业4.0”,两国在该领域的合作也得到了两国领导人的高度重视。然而在对接“工业4.0”过程中,相比于德国制造企业的良好基础,中国制造企业的自动化水平却是良莠不齐。

王江兵再次强调,库卡一直关注智能物流应用,在库卡构建的智能工厂方案中提到,可实现人与机器以及机器人等资源像在社交网络一样互联互通,以最高效率、最低成本生产出智能产品。这也是中国制造企业与国际先进制造企业存在的最大差距。

“国内制造业迈向工业4.0,少不了抱团合作,资源互补,取长补短。中国消费品加工生产则具有不可忽视的国际竞争力,美的收购库卡这个例子正是对中国与德国在工业未来发展领域有很强的互补性。信息化管理一直是国内制造业硬伤。美的选择库卡对制造业一个启示:传统制造业在面对成倍增长的人力、管理、仓储、物流、销售等诸多环节的成本的上升,价值链信息化管理,对于中国企业来说是个挑战。而库卡除了更快地开拓中国市场,还可以通过美的在制造方面的专长进一步发展创新解决方案,这是双赢局面。”王江兵补充道。