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工业4.0: 正在发生的变化

2016-04-25 09:42610
 A.“无人化”工厂里的信息力量

  沃尔夫斯堡的大众汽车总部内,一大片绿地中,两座七八层高的圆柱形建筑物尤其引人注目。这些透明的玻璃体“仓库”内,一辆辆已被订购的大众汽车分格储存。来取车的客户只需输入一个电子指令,“仓库”内的大型机器手就缓缓伸起,准确地停在相应车前,伸出八爪鱼般的“触手”吸附着车轨,平稳地将车抽取出来降至底部,再通过内部隧道直接送达客户跟前,整个过程不超过5分钟。

  这是大众的智能车库,整个终端取车过程已全部实现自动化。在这终端背后,是德国工业4.0应用前沿的领域:汽车制造。从一片钢板到后整车下线,全部在信息化的控制下实现自动生产。

  柏林时间4月21日中午,南方日报德国调研组走进位于慕尼黑奥林匹克体育场附近的宝马总部工厂。在奥林区克体育公园内,各式花色错落有致,游人如织,迸发出蓬勃生机。在这花园般景致围绕下,宝马工厂内却是另一番景象。

  走进三层楼高的喷涂车间内,只闻机器臂运动的轰鸣声,却罕见工人。当宝马汽车外壳被送入喷涂车间,一台台“披”着银灰色“衣服”的机器人臂开始忙碌起来。

  灵活的一号机器臂滑动在轨道上,像一个绅士,用细细的“手指”打开左边两道车门,再稳稳地扶一下。相比人轻重不一的力度,它每次开门都相当柔和,力度控制得恰到好处,几乎每一个车门打开角度都维持在45度左右。随后,它往前滑行掀开车前盖,转了下“手腕”,开始进行360度的喷涂。

  就在车门被打开的同时,接到指令的二号和三号机器臂开始进行两边的车框喷涂。整个过程,灵活的机器臂就如跳舞一般自带韵律。喷涂完成,二号机器臂随即将车门关上。“啪啪”两声后,车辆迅速被送往下一个环节,三个机器臂优雅地转了转“头”,安静地缩回至工位上,等待下一辆车的到来。

  在宝马工厂里,这样的“小团队”合作是每道自动化工序的常态。装配车间内,安装在车间面板上的几个摄像头犹如人的“眼睛”,正等待宝马车架的到来。在机器臂安装车身钣金块前,每只“眼睛”都会在自己的“岗位”上,对每块钣金块进行“体检”,收集好数据,并即时传送至后台进行储存。随后,一旁的机器臂将“体检”完的钣金块安置到位,并撤走自己的机器。几乎同时,另外两台机器臂立刻跟上,将这一钣金牢牢焊接到车身中。

  流畅的信息沟通和机器合作,使宝马汽车的每一道生产工序都保证在58秒内完成。也因此,在宝马工厂内,“平均58秒就能生产一辆车。”负责接待的宝马负责人介绍。

  B.地球“赛博坦”里的人机协作

  当宝马全面实现自动化的时候,在德国企业中,这种模式是不是全部实现了应用?就在离宝马总部工厂约10公里的MAN公司,调研组看到,这里并非如宝马一样全面推进自动化,他们更多是通过人机协作开展生产。

  MAN公司是世界上著名的重型卡车生产企业之一,是世界500强公司,现在已经被大众集团收购,成为其旗下成员之一。在它位于慕尼黑的厂区,主要生产TG系列重型卡车,在这里可以实现重型卡车的“全过程生产”。有不少人将这里戏称为地球的“赛博坦”,专门批量生产变形金刚“擎天柱”。

  走进MAN工厂,在一辆“擎天柱”正在装配的底盘前,根据订单的特殊需求,几名工人正在装配螺丝。“在这个工位,当拧螺丝的机器手来到四个特殊螺丝位之后,要由工人在后方按下控制钮进行安装。”带领调研组参观的员工Matthias Lessel说,这个环节中,工人指引机器手正确落位后,再控制机器人迅速上螺丝,保证了这道工序的快速完成。

  他介绍,这里的工人都是熟手,再加上机器人的应用,所以每个环节,他们都能够设定优时间,比如这个环节设定2分钟内完成,然后搬运机器人就会根据工厂早已设定好的程序走向下一个工位,进行下一环节的操作。

  这只是MAN工厂人机协作的一角。虽然并没有如宝马一样实现全面自动化生产,但MAN工厂仍然很好地将人机协作在工业生产过程中进行了应用。Matthias Lessel说,先,搬运机器人减轻了工人定时搬运之苦,减低了在这个环节所造成的时间与人力的浪费。其次,卡车上共性的东西他们早已通过自动化生产线上的机器人进行装配。终,涉及到不同型号的重卡个性化的装配件,才是由工人进行装配。

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