走進世界第一個無人工廠 感知三十年的過往
http://www.debgrams.com 2014-04-11 11:23 來源：科技日報
30年前的4月9日，世界上第一個無人工廠在日本誕生，現在隨著技術的進步以及人力成本的提升，無人工廠在世界范圍內逐漸普及。越來越多的人工智能被應用在生產領域，成為現代制造業的新生力量。
追根溯源
第一座“無人工廠”在日本建成
“無人工廠就是全部生產活動由電子計算機進行控制，生產第一線配有機器人而無需配備工人的工廠。”東北大學人工智能與機器人研究所所長趙殊穎介紹說，1984年4月9日，世界上第一座實驗用的無人工廠在日本筑波科學城建成，并開始進行試運轉。
深圳先進技術研究院集成所研究員吳新宇說：“因為日本比較缺少人力，因而很早開始重視機器，率先建造了可以提高生產效率的無人工廠。這也是為什么世界上第一個無人工廠在這里誕生。”
按照日本產業機器人工業會常務理事米本完二的說法，正是從這一時期開始，機器人受到企業主的歡迎，經過短短的十幾年，日本一躍成為機器人王國，機器人的產量和實際安裝臺數在國際上躍居首位。
效率有多高
從百人到四人，從兩周到一天
“在運用了人工智能的無人工廠中，所有工作都由計算機控制的機器人、數控機床、無人運輸小車和自動化倉庫來實現，人不直接參加工作。工人成為了‘指揮員’和‘醫生’，白天，工廠內只有少數工作人員做一些核查，修改一些指令；夜里，只留兩三名監視員。”趙殊穎說。
以往需要用近百名熟練工人和電子計算機控制的最新機械，花兩周時間制造出來的小型齒轉機、柴油機等，有了無人工廠只需要用4名工人花一天時間就可制造出來。
通常情況下，無人工廠只是某一企業的“無人生產車間”，是企業整個生產過程中的一個環節，據趙殊穎介紹，除了在直接生產過程中的操作者、管理者外，在生產過程背后還是龐大的科研和管理隊伍。
趙殊穎表示，人工智能的工業應用是一個繁雜的系統工程，而無人工廠的關鍵性技術則包括柔性化的生產技術，工業機器人的控制技術，整體安全和監控的技術，所有機器的系統安全的監控等。“每個機器人的狀態、每個儀器的狀態，有什么問題都要提前預警。在現階段的生產線上一定程度上實現了非常高的自動化，各部分機器人協同來完成裝載、移動、加工、裝箱等各種操作。”
覆蓋有多廣
全球工業機器人裝機量已超百萬臺
“如今在汽車及飛機制造等領域無人工廠已相當普及。這些生產線幾乎都是機器人在操作，人在旁邊起輔助作用，比如在一些塑料配件生產的工廠，都可以實現無人生產。”吳新宇說。
在無人工廠中工業機器人是核心裝備，汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規模生產企業都涉及工業機器人的應用。在工業發達國家，工業機器人經歷近半個世紀的迅速發展，其技術日趨成熟，已在諸多工業領域得到廣泛的應用。
“工業機器人作為先進制造業中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。”趙殊穎說，“尤其是在一些特殊作業的環境下，工業機器人更是替代人力的不二首先。”
據聯合國歐洲經濟委員會和國際機器人聯合會的統計，從20世紀下半葉開始，世界機器人產業一直保持著穩步增長的良好勢頭，世界工業機器人市場前景很好：1960年—2006年底，全球已累計安裝工業機器人175萬余臺；2005年以來，全球每年新安裝工業機器人達10萬套以上；2008年以后，全球工業機器人的裝機量已超過百萬臺，約為103.57萬臺且這一數據還在增長。
“這些工業機器人在各個無人工廠中‘上崗就業’成為無人工廠的主力軍。”趙殊穎說。
無人工廠在中國
我國工業機器人比例約為千分之三
中國已成為工業機器人增長最快的國家之一，“現在很多大公司都有引進機器人這個計劃，包括富士康、創維等，而且很多公司都在投資研發生產線，來頂替工人。”
“一方面中國的需要比較多，隨著中國人力成本的增長，越來越多的工業機器人被投入使用。另一方面，國外發達國家也已經大面積使用工業機器人，中國還是有很大差距，比如國外一百個工人里面，可能有三臺機器人，但我們國家可能一千個人里面只有三臺機器人。”吳新宇說。
能否大規模發展，與人力成本有關
英國《經濟學家》雜志稱，“第三次工業革命”正在進行中，那就是制造業的數字革命。這里的“第三次”簡單地說，是指工廠的“無人化”與“批量定制。
“我國推廣無人工廠也是一個逐步地過程。”吳新宇認為，中國的人力成本和國外比上漲了很多，未來我們的無人工廠需求很大，但是和國外還是有一定差距。
他認為，工業機器人會大量進入一些工廠里面，會取代百分之二三十的工人，會解放大量的勞動力，進入服務行業等其他行業，這是我國近幾年來的目標。
但是未來能否大面積使用無人工廠，這與人力成本有關。“如果工業機器人的價格能頂替一個工人一年半的工資，可能很多工廠就會買，如果人力成本還是要上漲，有這個趨勢的話，我想，未來采用工業機器人的工廠還是比較多的。如果人力成本到了日本、歐洲那種狀態，估計我們所暢想的無人工廠也會越來越多。”吳新宇說。
廣東省自動化學會理事長劉奕華分析指出，“無人工廠”使用機器人生產，雖然先期投入資金很大，但長期效益比人工劃算；而且產品質量更有保障，可減少人為質量問題。“不過，現在的機器人技術在精細加工環節，以及機器與機器之間的過渡中間環節，技術實施有所欠缺，這都是未來努力的方向。”劉奕華說。
企業家說
把單調重復的工作交給機器人
2011年，富士康掌門人郭臺銘公開表示，富士康將以日產千臺的速度制造30萬臺機器人，用于單調、危險性強的工作，提高公司的自動化水平和生產效率。在設立基地進行研發和生產機器人的同時，希望到2014年裝配100萬臺機械臂，在5到10年內看到首批完全自動化的工廠。
近兩年，在不同的場合，郭臺銘都在強調自動化的重要性，用他的話來說，把單調重復的工作交給機器人，這是中國制造業向世界發出的一個信號，中國要成為“制造業王國”，成敗之舉在于把“人口紅利”變為“頭腦紅利”。
但是，有業內人士分析，盡管郭臺銘期待未來以自動化應對不斷上漲的薪酬標準帶來的成本壓力和日益激烈的產品競爭，但在短期業績下滑的年景下，研制和應用機器人的成本約束、工序需求和經營風險，成為三年“百萬機器人”計劃的牽絆。
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