3S Market deliver Smart and Valuable information for Business
3S Market 傳遞 智慧應用與價值的商業資訊
今日主題 工業4.0、智慧城市與環保節能、車聯網、經營管理探討
|
3S Market 最讚報
| |||||
工業4.0與智慧工廠
| ||||||
智慧城市與環保節能
| ||||||
車聯網與智慧車載
|
瀚錸科技
| |||||
經營管理探討
| ||||||
前瞻視野股份有限公司
| ||||||
2016年8月26日 星期五
‧ 2016\08\26\3S Market Daily 智慧產業新聞
．柔性自動化怎麼幫助製造業的轉型升級?
leiphone 黄鑫
在第三屆中國機器人峰會上，ABB集團高級副總裁，ABB有限公司董事長顧純元先生給我們詳細的講解了中國的製造業由「中國製造」轉向「中國智造」的一個很有效的方式——通過有一定智慧的機器人組成的，能靈活生產不同產品的生產線，來實現更靈活、更高效的自動化生產。
讓我們看看這份演講的內容，瞭解一下智慧化技術，如何推動製造業的轉型升級。以下是顧先生的演講：
我今天在這個時間，簡單跟大家講一下從企業，從製造業角度，我們來如何看待我們面對的挑戰。我們所謂的機器人技術，能夠給我們帶來什麼樣的好處。
ABB是電力自動企業，我們用我們電力和自動化技術，為我們電力工業、軌道交通和基礎設施的客戶服務。我們的業務在全球各地都有。ABB中國是高度的本土化的企業，目前我們在中國大概有不到兩萬名員工，40家企業。我們整個來講，大家可以看到，ABB在全中國140多個城市有我們的業務。這裡不具體介紹了。
利用這個時間，我們簡單的回顧一下，就是在工業革命這個時代，不同的進步，丁院士已經講到了，工業時代的每一個時代，都需要一些新的生產的技術，來推動工業革命。
在最早的時候，大家都知道是動力的革命、從馬車到蒸汽機，提供動力的東西有了提升，第二代是通過流水線提高生產效率，第三代是數位化，到現在是資訊化。
那麼資訊化時代的特點是什麼呢？就是以網路技術為基礎的，丁院士講得非常清晰了，他講了兩條線，一個是資訊技術，一個是工廠自動化技術，我們ABB理解就是在現在這個時代，人、物、跟服務是一體的。因為你生產的是物，最終是提供一個服務。
服務的對象是人，過去來講這些物體是獨立的，但今天當數位化、雲計算、所有的傳感技術等技術越來越成熟的時候，智慧時代，物、服務、跟人，能有機聯繫在一起。為什麼這種聯繫對我們製造業非常重要呢？
控制成本一直是製造業的難題
製造業要不斷的面對新的挑戰。製造業，對於製造業來講永恆的課題，就是如何提升我們的品質，降低我們的成本。提高生產效率，實現可持續的發展。
這樣的需求一百年前跟今天是一樣的，一百年以後同樣是一樣的。唯一不同就是在不同的時代，由於不同技術的發展，實現的方式有所不同。
這也是劃分工業時代1.0、2.0、3.0，4.0和未來的5.0的方式，區別就在這些技術如何提高我們企業競爭力。
為什麼提高我們競爭力很重要呢？這個也不需要多解釋，因為以簡單消費電子產品作為一個案例來講，我們產品實際上是跟市場相關聯的，很多產品面臨生命週期特別短，變化特別快，生產的量也很大的特性。面對這樣的產品，我們就需要生產過程當中：一是要控制成本。
另外一點就是我今天要講的：要有柔性優化的過程。
過去製造業如何面對這個問題（控制成本）的呢？是通過商務模式的創新。
過去十幾年，全球化不光是一個商務模式，實際上也是一種面對技術挑戰的手段。大家可以看到一個典型的例子是：一台蘋果手機，它在設計、製造、生產、銷售、服務的環節都有非常明確的分工。
同時大家也可以注意到在這個圖片，中國佔製造業中很大的比重，為什麼這些製造業集中在中國？這得益於先前的改革開放，中國的勞動力成本較低，同時中國員工水平相對高，這些紅利形成了製造業的興盛。
但由於中國經濟的發展，這些紅利逐漸的消失——這是必然的過程。隨著經濟的發展，中國的勞動力成本是必然要上升的，中國的人口也相對來講，慢慢進入中產社會以後，人口會減少，那在這樣的時候，中國如何保住製造大國的地位？答案就是中國的產業需要轉型升級，要利用自動化、智慧化、資訊化來升級中國的產業。
產業升級一個非常重要的手段，也是我們 ABB 這次大會的主題就是工業機器人。大家看到世界各國有一些統計，我們用每一萬製造業工人中，機器人的佔有量，作為一個相對的指標，來衡量在這個工業自動化的程度，大家可以看到的中國作為一個製造大國，我們在這個地方的潛力應該來講還是巨大的！同時，也可以講，應該是商機無限，剛才麥肯錫也分析了這其中有多少萬億的市場容量和市場的機會。
但主要的來講，為什麼到了2016年，中國機器人的市場會變成全球最大的市場，這是有它的必然規律的。
我們可以看到，我們講到我們挑戰：人口、土地、環境，這些挑戰同時也是一種機遇，以機器人為首的傳統自動化的技術、其實都是可以達到節能增效的目的的。完全只是為了提高生產效率的話，可以做一個專用機器人，這樣也是很有效的。
不過講到我們今天要講的機器人柔性自動化技術，它最大的特點，我個人認為實際上是對你的生產週期的影響，柔性技術可以提高你的生產靈活性。
在製造業來講，就是用相對最小的投入，得到最大的回報。同時我剛才講了一下，以消費電子品作為一個例子，因為它的生命週期很短，有的產品生命週期只有6個月，最多9個月，你肯定不想這麼快就淘汰掉你的設備，這個時候以機器人技術為代表的柔性自動化技術特點，可以顯示出來了。
這也是大家為什麼討論中國機器人的時候，我們要瞭解整個的價值鏈，不只是關注元器件，當然零組件也很重要，但是我認為在產業鏈上的應用，才是柔自動化核心價值所在，在產品生命週期結束的時候，為我們的客戶提供服務和升級改造。這是剛才丁教授講得很多例子，已經說到了。
實現這樣全生命週期和升級改造，也是體現我們的製造業的水準，全面提升的時候，瓶頸在什麼地方？瓶頸在我們機器人系統的整合，實現柔性自動化是目前的瓶頸，為什麼這樣講？
因為機器人會應用在各行各業，不僅是汽車工業，還可以是食品，還有風電等等各式各樣的製造。從製程來講，有焊接、噴塗，這是傳統的，也有打磨機器上下料，搬運等等。
在各行各業的運用，特別是工業上的運用的時候。人才不僅要懂機械，還需要懂很多。因為不同行業有不同的需求和行業的規則、行業的限制。
所以由於這些方面的限制，我們的機器人在大量的推廣的時候，會受到很多的限制。當然這個限制可以從兩個方面解決：一個是我們大量培養人才，中國政府也在推動機器人培養人才，第二個技術方面是讓機器的使用更簡易，能夠適應不同的製程。把專業人才更多簡化成通用人才，從技術和教育這兩方面共同努力解決這個瓶頸。
經典案例
接下來在最後幾分鐘裡，我跟大家分享一個柔性自動化在中國的案例，這是長安福特做的一個柔性自動化生產線，這條線不僅快速，而且準確。它是世界上生產最快的生產線，不到一分鐘一輛車就可以下線。
但這不是最主要的，最主要的是在同樣這條生產線上，我們可以生產不同的車型。很多時候消費品相關行業的產品，一開始推出的時候，不知道市場需求到底怎麼樣，所以整車會推出好幾個車型。
有的車型供不應求，可能要等幾個禮拜，甚至幾個月才有貨，但有的車型要都沒有人要，這對企業來講是一個浪費，對消費者來講也會很受影響，柔性生產就可以解決這樣一個問題。
同樣的幾種型號，我不需要很多條生產線，每條都可以生產多種車型，我可以根據於我車型銷售的情況，即時的調節生產。
這條線上有全自動的上料系統，把物料放上去以後通過一個定位器，生產線就知道哪一款車型來了，就會對應做一些不同的動作。
剛才我們講它可以做6款不同的車型，在這裡我們把視覺系統，雷射系統，所有的這些夾具通過軟體整合起來。同時什麼地方需要補焊——這是具體的製程——在什麼地方補焊，補焊多少的決定，都是全自動的，我們還有即時的跟蹤的系統。
大家可以看到，在這樣柔性生產自動化過程當中，很多不同的製程，都可以非常有機的整合起來。剛剛丁教授也講了，有些機器人的技術的基本功，就是定位精度，軌跡跟蹤精度、速度，我覺得這些都是成熟的技術。
關鍵的技術還是機器人跟機械臂和周圍的工裝夾具，就是像焊接這樣的相關的設備，進行溝通和互動。我覺得這才是機器人製造，柔性製造業的關鍵。最後，還有一些就是修整，補焊，打磨，就是整個整得好看，最後噴塗去了。整個都是無人化的工廠，我也覺得自豪，我舉的例子是長安福特。
但同樣的設備，也可以用在我們其他的行業上，所以中國在自動化應用水準上，實際上已經有了這個能力，也有了這個達到世界先進水準的案例，我們關鍵要做的就是剛才前面丁教授也講了的兩化的融合，就是資訊化和跟自動化之間的融合。
柔性自動化才是未來
剛才我們丁教授也講到了，為什麼未來人機互動、人機融合非常重要？因為在未來機器人在製造業最大的應用範圍是在裝配上，在裝配的時候，你必須要改變傳統，這些機器跟人獨立分開，我剛才講的長安福特的案例，機器就跟人完全分開了，但未來人是要跟機器互動，甚至共事的。
這樣才能最大的發展整個生產的柔性，生產的效率。那麼，同時利用資訊技術，傳感器、雲計算這些技術，可以把物、服務、人有機連接起來，為我們客戶創造最大的價值，謝謝大家。
．科幻電影成真：科學家研究 3D 列印技術來「種植」軍用無人機
「種植」軍用無人機的概念，聽起來雖然更像是出自科幻影片，但目前英國科學家們正在嘗試做到這一點。通過 3D 列印機製造出來的組件，在英國的軍機裡已經不算新鮮事了。現在，研究人員開始嘗試用同樣的技術來生產無人機。
「種植」無人機，在軍事上的優勢不言而喻——不僅生產速度快、而且可以在戰區就近生產。這種不需要漫長等待，和複雜供應鏈條的做法，自然在戰場上為戰勝敵軍提供巨大優勢。
這項把3D列印技術，推向另一個新水準的研發，出自格拉斯哥大學的克羅寧教授。
在英國軍工企業BAE的幫助下，他正在研發「化學電腦」。從理論上講，這種電腦能在實驗室裡「種植」小型無人駕駛的飛機，即無人機。
雖然目前3D列印機，已經能為一部機器「列印」製造零組件，但「化學電腦」能從分子層面上加速化學反應速度。這項突破一旦實現的話，從零做起製造一架飛機，就可以不用數月、或甚至數年，只需要幾個星期就可以了。
該公司演示這項新技術的動畫影片，看起來就像是電影《星球大戰》裡「克隆襲擊」的場面一般。不過，克羅寧教授承認，即便是用化學物質建造一架很小的飛機「也極具挑戰」。
但他指出，如果能研發出一個自動數位合成器的話，這個裝置就能「在基本不需要人工操作的情況下」，組裝「結構複雜的物體」。
．MIT 讓 iPhone 電池的電量提高一倍，他們是怎麼做到的？
看過iPhone拆機圖解的小夥伴可能都知道，電池佔據了相當大的一部分手機內部空間。其實不止蘋果，其他的手機廠商們為了保證手機的輕薄質感，同樣也要做出一個抉擇：要麼犧牲待機時間，壓縮電池的容量，要麼減少元器件個數，選用更輕薄小巧的零組件，這在很大程度上，左右著手機行業目前的工業設計。
現在，來自MIT（麻省理工大學）能源實驗室的科學家們打算改變這一現狀。
據MIT News近日報導，一種新型「鋰金屬」技術，可以在保持電池體積不便的情況下，將鋰離子電池原有的離子數量提高一倍，進而將電量也提高一倍，或者也可以選擇在電量不變的情況下，將電池的體積減小一倍，無論上述的哪種做法，都將在很大程度上顛覆現有的電池工業領域。
這項技術來自MIT能源實驗室旗下的SolidEnergy Systems公司，該公司創始人兼首席執行官胡啓朝（Qichao Hu）在接受採訪時表示：「這是電池行業的一個豐碑。」
技術原理
在典型的鋰離子電池中，一般是使用鋰金屬鋰合金的氧化物作為正極材料，石墨為負極材料，與非水電解質共同產生化學反應。其可選的正極材料很多，主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。
而由於石墨本身良好的導電性和本身化學性質的穩定，其不會與電解質溶液發生額外的化學反應，因此被廣泛採用為負極材料。在電池工作時，通過正負電極上互補的化學反應產生電子的定向移動，從而為手機等設備供電。
然而，通常作為最優負極材料的石墨也有其局限性。石墨雖然能導電，但畢竟不是金屬，因此其內部有限的離子數就成了最大劣勢。科學家們一直都希望用鋰金屬來取代石墨，因為它可以容納更多的離子。
最早於1996年開始出現的可充電鋰金屬電池，就是基於這一思路研發的。在那時的鋰金屬電池中，一般使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或其合金為負極材料，同樣使用非水電解質溶液參與反應。
但是由於鋰等金屬的化學性質沒有石墨穩定，它們會與電解質產生額外的化學反應，從而產生各種類型的混合物污染電解質，因此大大減少了充電壽命，使得鋰金屬電池幾乎成為不可反覆使用的消耗品。
另外，這種反應同時會產生大量的熱，有可能點燃電解質並產生爆炸。加上鋰金屬電池超高的技術要求，因此一直未能普及開來，目前全球只有少數幾個國家的公司，在生產這種鋰金屬電池。
但是SolidEnergy Systems公司的這款新型鋰金屬電池，攻克了以上難題，他們開發了一種新的固液混合解決方案。
為了防止與傳統的電解質溶液反應，他們在鋰金屬表麵包裹了一層薄薄的固體導電物質，然後又對傳統電解質進行了化學改造，在保證導電的前提下降低了其活躍性，並重新設計了電池結構，改善了正負極之間的隔離層材質，使得鋰金屬在保證離子攜帶數量的同時，可以不與電解質產生額外的化學反應。
在確保可以反覆充電和安全性的同時，電池電量也得到了成倍提高。
更關鍵的是，這種新型鋰金屬電池在現有的鋰離子電池工廠就成生產，這使得該技術擁有非常廣泛的應用前景。
未來應用
目前，該公司已經對外公佈了相關領域的應用規劃。在2017年，他們將把這種新型電池提供給智能手機和可穿戴廠商，在2018年，他們會提供新電池給電動汽車製造商。不過，最早於今年11月，他們打算將該技術首先提供給一些無人機制廠商。
胡啓朝表示：「目前有許多公司已經使用無人機和熱氣球，為眾多的發展中國家帶去了免費的網路接入服務，以及突發性災難事故的救助服務。我認為這是一件非常重要，也非常令人驕傲的事業，因此我們打算在今年11月，首先幫助這些企業改善電池的續航問題。」
將這一技術應用在電動汽車領域也著實令人充滿了期待。胡啓朝表示：「目前電動汽車默認的工業標準是每次充電後至少行駛200英里（約合320多公里）。我們的技術可以減少一半的電池尺寸和重量，同時保持相同的行駛里程，因此在保證電池體積不變的情況下，我們的技術可以讓未來的電動汽車在一次充電之後至少行駛400英里。」
在技術日新月異的今天，我們幾乎每天都能感受到這世界一些細微的變化，SolidEnergy Systems公司的這款新電池就是其中之一。憑借他們的這項技術，手機、可穿戴設備、電動汽車和無人機等所有用到充電電池的領域，未來都有可能產生更大的變革，我們對此充滿期待。
