機器人或將分羹口罩百億市場
http://www.debgrams.com 2020-03-04 16:46 來源：高工機器人 廖文清
2020年2月23日，在統籌推進新冠肺炎疫情防控和經濟社會發展工作部署會議上。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席會議并發表重要講話。
他強調，疫情對產業發展既是挑戰也是機遇。 “一些傳統行業受沖擊較大，而智能制造、無人配送、在線消費、醫療健康等新興產業展現出強大成長潛力。要以此為契機，改造提升傳統產業，培育壯大新興產業。”習主席說。
以機器人為代表的智能制造企業，如何把握機遇？這個課題首先被放在了口罩生產的智能化提升上，盡管目前很多口罩生產廠商正疲于應付突然暴漲的需求，并未沉下心思升級設備，但疫情的“后遺癥”或許會為機器人的進入打開一個缺口。
“口罩生產還是以半自動化為主”
“一罩難求”愈發嚴峻之后，在政府的主導下，各企業迅速行動起來：手工縫制口罩、用縫紉機縫制口罩、汽車流水線改造生產口罩等。
有媒體報道，內蒙古鄂爾多斯集團，在沒有口罩生產線的情況下，調用幾十名熟練的機縫工一個個地生產，并把生產出來的防護口罩、防護服交給防控指揮部消毒、調配。
比這種因為“趕鴨子上架”而被迫采用原始生產方式更高級一點的是，擁有口罩生產線的傳統口罩廠商，而口罩生產線又分為半自動化產線和全自動化產線。
有業內人士表示，口罩行業此前的自動化水平其實不高，不要說全自動化口罩機，其實很多口罩廠之前用的都是半自動化的設備，裁片和焊耳帶都是分開的，基本上靠人工來串聯，即使用自動化口罩機，也是人工在后面收集口罩，然后再進行包裝，有的是用整包機包裝，有的是直接買成品的袋子往里套。
“口罩行業有完整的自動化解決方案，但我們為業內集成商制定口罩機運控方案的時候發現，他們的生產能力參差不齊，半自動設備的產能也有較大差異。”眾為興市場總監王亮說。
一位口罩生產企業負責人表示，他的工廠是半自動化機器作業，口罩生產線共兩組，每天能生產15萬只口罩。 而全自動生產從無紡布進布口開始，多層疊加、壓實、分揀、口罩上袋、貼標，最后成品輸出，大概是1秒1個口罩，或者2秒3個口罩。
目前最為緊缺的N95口罩，因為其材質柔軟，又是半圓形結構，很難實現全自動的上下料搬運。普通醫用口罩或是防護服，也大量采用各種無紡布材質，透氣、柔軟的特性，使得自動化分層、搬運成為行業難點，也制約了生產設備的自動化水平。
疫情下被放大的人工問題
限制口罩生產產能的因素除了設備之外，還有人工，而人工這一限制因素在疫情的催化下被放大。
事實上，跟3C行業組裝產線相比較，口罩生產線的人工算是比較少的，如果不是疫情，大家可能不會意識到人工的制約因素如此之大。
據悉，朝美日化以3倍工資請員工返廠，僅除夕當日休息半天，工人平均的休息時間最多只有4個小時；而在正月初二復工的仙桃漢克防護用品公司以五倍工資勸當地工人回廠，勸工人上班，還需要解決他們的后顧之憂，對廠區進行消毒、讓工人穿上防護服。
前段時間，即便是提高工資，還是缺人。“為防控疫情需要隔離，很多回村的工人都出不來，出來的到工廠又進不去，大大影響了產線效率。”有口罩生產廠商吐槽。
此前，36氪發表了一篇名為《一個口罩廠商的自述：一直在想辦法挺下去》的文章，文章中，中環力諾創始人龔興錄提到，“我們合作的工廠用的都是次先進的機器，工人需求量很大。一天生產200萬片醫用平面口罩和6萬個KN95折疊口罩，大概需要500多個工人。”
龔興錄還提到，一次性平面口罩對工人需求不大，只要設好機器，一下子就出來了，直接打包就OK了。KN95是折疊的，要求密合性，鼻梁條和里邊的鼻梁墊都需要人粘上去。 在人員緊缺的情況下，黨員干部、餐飲員工、二胎寶媽、休假白領等都不得不進入了口罩生產車間。
“現在口罩急缺，口罩廠需要包裝工，我們義不容辭頂上！”1月29日，金華市金東區孝順鎮的金華美鑫防護用品有限公司車間里，45歲的黨員志愿者莊志洪對采訪他的記者說。在他所在的車間，還有10多位志愿者也在爭分奪秒趕工。
業內人士提出，目前口罩產線提高效率的方式，就是增加流水線機器，機器越多，生產越快，一個車間只需要幾個工人就可以看住了。
目前全自動化的口罩產線還是需要部分人工，主要是后段包裝部分，分組進行小包裝，然后多個小包裝入大箱，準備運輸，而這部分人工其實都可以用機器人替代。
機器人在口罩產線中
在這次跨界生產口罩的大軍中，車企反應迅速，在極短的時間內搭建起了口罩生產線，除了擁有潔凈要求達標的車間之外，更得益于機器人的應用，因為機器人在柔性生產中具有不可比擬的優勢。
有知情人士指出，現在的國內車企，已經開始使用機器人制造，大量的自動化裝備充斥著整個車間，只要迅速的采購生產口罩的設備，略微更改一下智能程序，批量生產就沒有問題。比如陜西晉城的一家車企只用了48小時就完成了談判、落地、生產兩條醫用口罩生產線，效率可見一斑。
口罩自動化生產的主要工藝流程分為：耳帶自動入料、超聲波耳帶熔接、無紡布邊帶入料及包邊、超聲波邊帶熔接、邊帶切斷、成品輸出、計數、堆疊、輸送帶裝置送出。
目前機器人在口罩生產中雖然有應用，但量還比較少。這從另外一個角度也表明，機器人在口罩生產中的應用還是有機會的。
在給口罩生產廠商提供產線自動化完整的運控解決方案的同時，埃斯頓還提供了口罩生產中對口罩的抓取、裝盒裝箱等需求。
其中，口罩的高速抓取，可根據節拍選擇六軸迷你機器人、并聯機器人或者高速運控機構模組，搭配英國TRIO運動控制器和埃斯頓伺服；口罩高速裝盒可將成品口罩進行高速裝盒處理，大量節省人工在裝盒時間，可根據節拍選擇水平關節四軸機器人或者并聯機器人；裝箱應用采用埃斯頓六軸迷你機器人，滿足快速裝箱的需求。
在翼菲自動化自主研發、設計的口罩智能化包裝系統高效解決方案中，以高速并聯機器人為核心，結合傳送帶跟蹤技術以及視覺識別技術，單套系統可代替人工4-6人，生產效率提高一倍以上，可24小時不間斷作業，較大程度緩解人工緊缺的問題。
在匯通自動化口罩生產車間，華盛控的并聯機器人也發揮了巨大的作用。相關負責人介紹，在抓取過程中，如果是人工操作的話，2個人同時操作，一分鐘也只能抓取產品60片左右，但是通過并聯機器人，每分鐘可以抓取100片左右，而且全部工序下來可以節省8-10名勞動力，不僅大大節約了勞動力，還提高了效率。
除此之外，還有眾為興依托于醫療行業所積累的實際項目經驗，利用眾為興SCARA機器人，配合眾為興控制器+伺服來完成分揀、碼垛等工藝。
機器人不僅僅可以應用在口罩生產線上，還可以應用在口罩原材料產線中。
湖北仙桃是全國重要的無紡布生產基地。自1月21日起，仙桃恒天嘉華非織造公司就借助發那科10臺碼垛機器人24小時在口罩生產流水線上的引導、定位、識別和自動化生產線集成應用的性能優勢，提高制造速度、加大無紡布產量。
在佛山南海九江口罩無紡布廠，發那科機器人口罩生產線也全力開工生產。該廠主要生產口罩和防護服原材料等，從1月22日起，10臺上海發那科碼垛機器人沒有待工過。
機器人生產表現出了非常大的優勢，據悉，40余名工人一天就可生產80噸無紡布，預計可制作40萬件防護服、100萬只普通醫用外科口罩或30萬至50萬只N95口罩。
“現在我們了解到的機器人在口罩生產中的應用還是在后道包裝環節，比如從口罩機上下來的口罩放在傳送帶上用并聯機器人進行抓取，因為現在一拖二的平面口罩機的速度大概是一分鐘100個左右，一包一個包裝的話，只有并聯機器人的速度能夠滿足產線需求。所以我們推的后道包裝是采用并聯機器人的方案。”翼菲自動化總經理張賽說：“包裝后面還有裝箱和碼垛的環節，這兩個環節既可以用并聯機器人也可以用串聯機器人。”
在眾為興的方案中，王亮提到，機器人主要應用于半自動口罩生產線銜接部分，目前該方案已經應用到客戶產線中，正在緊急調試中。在抓取方案中，用并聯機器人還是SCARA，主要基于速度的考量。
張賽指出，因為SCARA速度比并聯機器人稍微慢點，所以如果是一拖二的口罩機，一個包裝包一個的話，SCARA就跟不上節拍，但是SCARA可以應用在一個包裝袋包多個的方案中，比如一個包裝帶包5個或者10個，甚至50個。
從口罩的類型來看，立體口罩和平面口罩因為下料的方式不一樣，在機器人應用的抓取方案中，也有一些區別：平面口罩是平著下來的，這樣便于機器人抓取，而立體口罩的下料是豎著下來的，還需要配合轉料機構將口罩放平；此外，平面口罩和立體口罩的抓取的方式也不太一樣。
除了并聯機器人和SCARA的抓取方案之外，針對N95口罩的柔性抓取搬運，重慶機器人產業研究院聯合遨博協作機器人和生態合作伙伴柔觸機器人，擁有完整而成熟的應用場景解決方案，可以為此類產品自動化設備的生產企業提供技術方案。
而在阿童木機器人的抓取方案中，機器人抓取口罩入包裝機，可以靈活設計抓手，可以單抓和多抓，具體選用哪種模式，則根據包裝機產能及放置要求做選擇，而且末端抓手可以根據產品靈活調整，更加柔性化的配合產線。
口罩生產百億市場
分析師認為，“口罩行業規模增速提升，醫用口罩增速高于行業整體。2019年我國口罩行業整體產值達到102億元，同比增長12.6%，其中醫用口罩產值55億元，同比增長15.5%。受新冠肺炎疫情影響，2020年行業增速有望大幅提升。”
不過不得不面對的一個事實是：口罩行業長期都是薄利，代工企業利潤更薄。江蘇省江陰某口罩工廠曾對外表示，工廠一年給日本代工口罩3億只，每只出廠價兩分錢，每只賺不到五厘錢。
也有業內人士提出，N95等高端口罩溢價空間較大，利潤也就比一般的口罩高很多，有些甚至可以達到70%的利潤，而一般口罩利潤也就在30%左右。
而在此之前，KN95等高端口罩市場被3M和霍尼韋爾等海外巨頭占據。一位長期浸染于自動化行業的撰稿人認為，口罩產業，中國的優勢在低成本和產能，口罩背后是材料的競爭，也是裝備的競爭。
這次疫情對口罩的需求巨大，這給國產口罩行業帶來了機遇，未來高端口罩國產品牌可能會逐漸崛起。然而國產口罩品牌的崛起勢必要實現產業升級，其中，智能裝備會是一個方向。不僅僅是用于口罩生產線，事實上，智能裝備本身也可以成為口罩生產企業提升競爭力的一個多元化方向。
近期投入口罩自動化產線的河南創景科技有限公司總經理董清永在接受高工機器人的采訪時表示，雖然之前沒有用過機器人，但是能省人工的話肯定會考慮投入的，畢竟除了口罩產線之外，他們還涉足各種醫藥產品，機器人更換夾爪之后還可以應用在其它醫藥產品的產線中。
有一個細節需要注意：早在2018年1月，3M公司研磨產品事業部亞太地區總監Carl Doeksen在參觀了庫柏特機器人高速柔性抓取解決方案CGrasp時就談到了物流分揀機器人的潛在市場。
事實上，3M對機器人的關注遠不止這一點。2016年，3M成立了中國首個專業的機器人研磨實驗室，去年，3M還在上海成立了機器人研發中心，致力于幫助機器人打磨行業中的合作伙伴以及終端客戶實現機器人自動化打磨。
另一家口罩生產巨頭霍尼韋爾與機器人的關系就更無需遑論了，口罩是霍尼韋爾工業自動化領域的一款“副產品”。去年10月，霍尼韋爾宣布成立了霍尼韋爾機器人技術有限公司。
機器人能否短期內在口罩生產中大量普及目前還不可預見，畢竟疫情過去后，回歸到正常軌道的口罩生產商們能有多大的欲望變革還不得而知，但可以預見的是，這次疫情過后，機器人企業要敲開口罩廠商的大門，會比之前容易很多。
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