机器人提升人工效能成制造业大势所趋

2021-12-02 10:23

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来源：＠首席数智官

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在长期的工作中，我们一直试图寻找「新品牌是如何借助数字化技术实现快速崛起」的答案。

为此，我们走访了大量知名企业，与上千位技术专家、创业者、前辈同行等一线精英们交流学习，看他们是如何利用数字化技术来创造新的商业机会，打造新的爆款产品。

我们希望把这些技术影响商业创新的案例分享给你们。

关注我，每天给你讲一个商业案例。

今天我们给你讲的是，机器人已经开始大批量走进工厂替换人工这件事。

服务业已经成为新时代下的劳动密集型产业，如今，越来越多的青壮年劳动力走出工厂，流向服务业。

当劳动力从第二产业向第三产业迁移，招工难，成为了工厂们的核心痛点。关注机器换人，机器服务精益生产，机器人提升人工效能成为了制造业的大势所趋。

日前，优艾智合联合创始人兼产品总监许瑨为我们做了线上分享，围绕“当前工业物流智能升级的痛点是什么？”“复合移动机器人具有怎样的价值优势？”“如何打通工业物流“最后一米”？”“复合移动机器人的应用场景有哪些？”四大问题进行了延展。

许瑨提到，在未来10年，中国会出现越来越多的智能工厂来代替现有的生产模式。而智能工厂中机器人将是不可或缺的关键一环。另外，机器人带来的价值是从生产良率到物料追溯再到整个人工效能的全方位提升。

以下

01 移动机器人正在成为大势所趋

从数据上可以看到，我国的劳动人口年龄的绝对数量占比自2010年起持续下降，同时我国的新生儿的出生人口数量也在持续下降。

据统计，泛工业流出的劳动力最多，无人化的变革最为迫切，工人们从制造业、建筑业等劳动业转向住宿、餐饮、批发、零售等第三产业服务业，这一趋势尤其明显。

在我国主要城市中，工人的时薪是明显高于机器人的，并且在一线城市中尤其是北京、上海等地，机器人的发展趋势和需求非常明显和迫切。

另外从行业上来看，移动机器人化也是一大趋势。

仓储物流的移动机器人化趋势已经发展到了比较高的水平，在制造业中如液晶面板、光伏面板、电子制造、电半导体生产等行业的移动机器人化趋势也进入了一个爆发期。

以半导体产业为例，2020年中国IC生产规模仅占市场规模的15．9％，但是在2020年，我国IC市场的需求是1430亿美元，也就是说，国内的生产产能并不足以应付国内的市场需求，并且差距巨大。

在接下来的十年，中国会成为全球半导体生产制造的中心，也就是说，扩产提效诉求显著。

据统计，中国国内大概有100－130多个半导体的标准化生产车间，在未来10年，我们会需要智能工厂来代替现有的生产模式。

中国制造2025规划中强调了信息化与工业化的深度融合，智能工厂是新一代信息技术与制造业深度融合的典范，

智能工厂涵盖了什么？

从产品的生命周期来看，一个智能工厂要涵盖从产品设计、生产、物流、销售、服务等全生命周期，并在系统层级需要有设备单元、车间、工程、企业、资源等各个方面的系统要素。只有大量要素互联互通和集成，才能满足新兴业态的发展趋势。

那么智能工厂的智能特性体现在哪里？

首先在智能工厂的需求下，我们需要由机器人技术来打通智能工厂生产中的物质流。通过智能软件打通智能工厂中的数据，并且通过人工智能等技术解决数据处理应用中的软硬件问题，这是应对未来我国智能生产制造强国的战略需求。

02 解决工业物流中的最后一米难题

复合机器人能解决什么问题？

复合机器人主要被应用在了工业物流里，去解决车间流转最后一米的难题。

复合机器人和传统的工业机器人、移动机器人最大的区别在于，复合机器人既有腿可移动，又有手可实现抓取等操作。

另外，它还有视觉，结合了协作型机械臂视觉传感等技术，在工业生产中可以和人进行协同，特点是非常安全，预计未来在智能工厂中，复合型机器人将会得到大量应用。

我们以某个芯片封装工厂的具体场景为例，这是一个生产流程和生产环节非常复杂且非常有代表性的离散制造环节。

不同的工艺的、大量集群式的智能机台在这一环节同时进行生产。比如在镀金的工艺中有6～10个机台，分线里同样有6～10个机台，大型芯片封装工厂单个车间有成百上千台固晶机。

半成品需要在不同的设备之间重复有序流转，过去需要大量的人力去实现流转工作。但复合机器人能够实现物料的流转、上下料及缓存。

复合机器人的好处是，可以结合机器人调度系统以及物流管理系统去实现成品仓到原料仓到线边仓到成品仓的生产流转。这使得整个过程中物质的流通和信息的流通获得了打通。

另外，在半导体的生产环节里面，对生产物料转运的震动值要求很高，传统的人工物料周转中，往往会产生比较大的震动，进而带来晶圆良率问题。

但使用机器人之后，它会减少裂纹问题，由此带来晶圆生产良率的提升。能够连续稳定高效工作的机器人也可以提升生产良率水平，为企业创造价值。

因此机器人的价值是从良率到物料追溯再到整个人工效能的提升。

在目前的智能工厂大的需求背景下，机器人在工业物流里面能做哪些工作呢？

譬如复合协作机器人，可以通过移动机器人操作平台集成协作机械臂、升降平台、叉取平台等作动机构，搭载智能夹爪、2D／3D视觉等组件，实现SMIF Pod，FOUP，Magaine，Tray盘，CNC机加件等不同物料或治具在不同工序设备之间的转运和上下料，搭配调度系统和物流管控平台，打通物质流和信息流，满足企业柔性生产需求。

具体应用场景上，包括晶圆车间、封测车间、黄光车间、CNC车间、生化车间、治具转运等等。

除此之外，在未来的智能工厂里面，其核心是使用复合机器人去完成各工序工艺段各个设备之间的衔接，但同样还需要其他的移动机器人或工业机器人去完成整体的自动化和信息化的升级。

优艾智合面向制造业的服务和解决方案主要集中在精密电子制造方面，涵盖了半导体、电子制造等行业。

目前，优艾智合旗下一共有6大产品系列。并且已经打造了几个标杆应用案例：

·某全球领先的半导体8寸晶圆厂智能物流解决方案

优艾智合目前正在服务一全球领先的半导体8寸晶圆厂，该工厂为新建工厂，现处于产能爬坡过程中，为解决每天巨大且复杂的 SMIF Pod 上下机台任务，引入YOUIBOT晶圆盒搬运机器人实现柔性化智能化生产。

通过晶圆机器人盒智能调度物流管控系统，客户实现了物料在电子料架、机台、储存仓之间的柔性运输及无人化自动上下料。YOUITMS物流管理系统直接对接设备控制系统，实现车间生产可视化盒生产过程运营管控。

·分立器件生产车间转运解决方案

该项目客户为某被动元器件国内龙头企业，优艾智合助力该企业实现黄光一体化车间自动化升级改造，实现黄光车间印刷、曝光、显影三大工序机台的自动化上下料以及工序机台间的物料转运，解决现有员工上料不及时、上错料、信息跟踪困难的问题。

·治具转运上下架解决方案

在SMT钢网治具生产车间，优艾智合通过复合协作机器人进行自动化升级改造，实现治具的存储与转运，与现场车间的立库进行协作上下治具。解决现有员工搬运过大的治具困难，与上料不方便的问题。

03 提问环节