1. “中國制造2025”的要點
國家制造強國戰(zhàn)略咨詢委員會委員、“中國制造2025”主要執(zhí)筆人屈賢明先生,在2016年11月13日舉行的“第二屆中國制造2025高峰論壇”上說:“智能制造和工業(yè)強基是“中國制造2025”的重點和主攻方向,中國要在這兩個方面著力發(fā)展”。智能制造不僅是一場由互聯(lián)網(wǎng) + 和工業(yè)4.0 發(fā)展的必然結(jié)果,是又一次偉大的工業(yè)革命運動。而工業(yè)強基則是由智能制造是使國家基礎(chǔ)制造業(yè)的能力進(jìn)一步提高,實現(xiàn)“強身壯骨”的目的。
屈賢明指出,中國已經(jīng)渡過了智能制造的培育期,正在進(jìn)入發(fā)展期、成長期;之所以把智能制造定位為主攻方向,是因為新一代信息技術(shù)和人工智能的快速發(fā)展,引起了人們的關(guān)注,這就給中國制造業(yè)追趕處于發(fā)展前列的美國、德國、日本制造業(yè)提供了機會;如果抓住機會,將新一代信息技術(shù)的發(fā)展和中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求結(jié)合起來,就會大幅提升中國制造的水平。
屈賢明特別強調(diào),要實現(xiàn)“中國制造2025”戰(zhàn)略目標(biāo),必須實施“四大制造”:一是智能制造;二是綠色制造;三是服務(wù)型制造;四是優(yōu)質(zhì)制造。再加上一個工業(yè)強基,就基本上構(gòu)成了中國制造主要的幾個方面。這幾個方面都與電纜行業(yè)密切相關(guān)。
2. 四大制造
對于四大制造的含義,學(xué)術(shù)界的解讀是:
智能制造:這是由智能機器和人共同組成的人-機一體化智能系統(tǒng)。它在制造過程中能進(jìn)行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計,工藝過程設(shè)計,生產(chǎn)調(diào)度,故障診斷等,也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計算機智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方和生產(chǎn)調(diào)度等,實現(xiàn)制造過程智能化。
綠色制造(也稱為環(huán)境意識制造或面向環(huán)境的制造):這是綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式。其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,對環(huán)境的影響小,資源利用率,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。目前,我國正在推行的“清潔生產(chǎn)”,就是綠色制造的具體措施。
服務(wù)型制造:這是制造與服務(wù)相融合的新產(chǎn)業(yè)形態(tài),是一種新的制造模式。通過產(chǎn)品和服務(wù)的融合、客戶全過程參與、企業(yè)相互提供生產(chǎn)性服務(wù)和服務(wù)性生產(chǎn),實現(xiàn)分散化制造資源的整合和各自核心競爭力的高度協(xié)同,從而達(dá)到創(chuàng)新的一種制造模式。外包業(yè)務(wù)可以是生產(chǎn)、營銷、設(shè)計、開發(fā)、信息、保養(yǎng)等各個經(jīng)營環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,制造就是生產(chǎn)加工。實際上,生產(chǎn)并不等于制造。制造包括生產(chǎn)和服務(wù)兩部分,也就是說,制造=生產(chǎn)+服務(wù)。從微笑曲線來看,服務(wù)處于價值的高端,而生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)卻處于低端。生產(chǎn)所創(chuàng)造的價值約占整體價值的三分之一,而服務(wù)所創(chuàng)造的價值約占三分之二。從過程來分析,生產(chǎn)過程的時間為10%,而服務(wù)過程的時間為90%。
優(yōu)質(zhì)制造:這是涉及產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力的制造理念。如今,沒有人否認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)生存的根本。隨著消費者消費經(jīng)驗的積累,消費行為更加理性和成熟,企業(yè)之間的競爭已經(jīng)從產(chǎn)品的競爭進(jìn)入到質(zhì)量品牌的競爭,即追求品牌美譽度的競爭。中國企業(yè)仍處于世界產(chǎn)業(yè)鏈的低端,要改變這個現(xiàn)狀,讓中國制造成為名副其實的優(yōu)質(zhì)標(biāo)志。
在目前中國電纜行業(yè)“大而不強”的形勢下,如何在新時代里進(jìn)一步提升企業(yè)自身的創(chuàng)新能力,實現(xiàn)真正的企業(yè)升級,是當(dāng)前電纜行業(yè)需要認(rèn)真考慮的迫切問題。
3. 機器人應(yīng)用領(lǐng)域
機器人可代替或協(xié)助人類完成各種工作,它們能夠在一些特殊的危險環(huán)境下作業(yè),可代替人從事水下、開采、礦山、太空等等工作,凡是枯燥的、危險的、有毒的、有害的工作,都可以交給機器人去做。機器人除了廣泛應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域外,還應(yīng)用于資源勘探開發(fā)、救災(zāi)排險、醫(yī)療服務(wù)、家庭、娛樂、軍事和航天等其他領(lǐng)域。機器人是工業(yè)及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備,也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中,應(yīng)用工業(yè)機器人廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè)。2005年美洲地區(qū)汽車以及汽車零部件制造業(yè),對工業(yè)機器人的需求占該地區(qū)所有對工業(yè)機器人需求的比例高達(dá)61%,未來幾年工業(yè)機器人的需求將會呈現(xiàn)出高速增長趨勢。
有資料介紹,歷史上臺工業(yè)機器人的出現(xiàn),是用于美國通用汽車公司的材料處理工作。隨著機器人技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,它們可以做的工作也變得多樣化起來,包括噴涂、碼垛、搬運、包裝、焊接、裝配等等。如今,服務(wù)機器人的出現(xiàn)又給機器人帶來了新的職業(yè)—與人類交流。
機器人應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域如下:
1)機械加工機器人
機械加工行業(yè)機器人應(yīng)用量并不高,主要從事應(yīng)用的領(lǐng)域包括零件鑄造、激光切割以及水射流切割等。
2)噴涂機器人
機器人噴涂主要是涂裝、點膠、噴漆等工作。在這些工作環(huán)境中,油漆飛濺,空氣中充滿有害氣體而有害于操作工人身體健康。用機器人代替人工噴涂,即可保證噴涂質(zhì)量,提高工作效率,也能讓工人免受噴涂環(huán)境污染之苦。
3)裝配機器人
裝配機器人主要從事零部件安裝、拆卸以及修復(fù)等工作。與一般工業(yè)機器人相比,裝配機器人具有精度高、柔順性好、工作范圍小,能與其他系統(tǒng)配套使用等特點,主要用于各種電器制造行業(yè)。汽車制造過程中,要求安裝的精度和速度越來越高,小配件越來越多,人工安裝已經(jīng)很難滿足裝配需求。用于裝配作業(yè)的機器人,在小到車門、儀表盤、前后擋板、車燈、電池、座椅的安裝,大到發(fā)動機的裝配等,發(fā)揮了越來越重要的作用,大大提高了汽車裝配的效率。
4)焊接機器人
焊接機器人按照使用類型分為點焊機器人和弧焊機器人等。焊接機器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運動速度快和負(fù)荷能力強等特點。機器人焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于人工焊接,大大提高了電焊作業(yè)的生產(chǎn)率。機器人焊接主要是在汽車制造中使用的點焊和弧焊?;『笝C器人近年來發(fā)展勢頭十分迅猛。許多加工車間都逐步引入焊接機器人。
5)搬運機器人
目前,搬運仍然是機器人的大應(yīng)用領(lǐng)域。許多自動化生產(chǎn)線需要使用機器人進(jìn)行上下料、搬運以及碼垛等操作。近年來,隨著協(xié)作機器人的興起,搬運機器人的市場份額一直呈增長態(tài)勢。
6)高溫機器人
高溫機器人主要用于煉鐵爐、煉鋼爐和玻璃熔化爐。煉鐵爐內(nèi)部溫度1500℃,煉鋼爐內(nèi)部溫度2000℃,玻璃融化爐顳部溫度1200℃。在這些高溫爐窯的外部,溫度一般高達(dá)250-400℃。操作工人在如此高溫環(huán)境中打開爐門扒渣和取樣,需要穿戴特殊的防護(hù)服,既辛苦,又危險。使用可耐受環(huán)境溫度1000℃的機器人,即可把操作工人從繁重而危險的工作環(huán)境中解放出來。
4. 國內(nèi)機器人應(yīng)用現(xiàn)狀
自2010年以來,我國開始轟轟烈烈的工業(yè)機器人研制和應(yīng)用,至今已經(jīng)初見成效,形成了機器人產(chǎn)業(yè)。其原因,一是緊跟國際發(fā)展潮流,二是我國發(fā)生用工荒。促轉(zhuǎn)型、用工荒等因素助推“機器換人”遍地開花。
圖1. 機器人的運動方式
據(jù)工信部網(wǎng)站顯示:浙江率先推進(jìn)機器換人,計劃自2013年起5年間,每年實施5000個機器換人項目,實現(xiàn)5000億元機器換人投資。浙江省經(jīng)信委稱,該項目至2015年已累計減少普通勞動工人近200萬人。
安徽正抓緊推進(jìn)“‘機器換人’十百千工程”。廣東、山東等地則都在自身具備比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域大力推動“機器換人”,已有不少人工崗位被機器人勞動力替代。
據(jù)悉,深圳雷柏機器人運營管理部介紹,從2005年開始,該公司遭遇“用工荒”,人力成本上漲。2011年,雷柏購買了75臺工業(yè)機器人,人力成本驟降。以鍵盤組裝為例?,F(xiàn)在一條生產(chǎn)線上,5名工人通過管理機器人就可以完成之前100人的工作量。
根據(jù)廣東東莞市經(jīng)信局的數(shù)據(jù),2014年9月至2016年10月,東莞“機器換人”專項資金項目申報共1485個,預(yù)計可減少8.7萬工人。2016年初,東莞市政府發(fā)布了2016 [東府] 1號文 《關(guān)于大力發(fā)展機器人智能裝備產(chǎn)業(yè) 打造有全球影響力的先進(jìn)制造基地的意見》,旗幟鮮明地提出,以實施“機器人智造”計劃為統(tǒng)領(lǐng),大力發(fā)展機器人智能裝備產(chǎn)業(yè),這既體現(xiàn)了以“機器換人”、提升現(xiàn)有制造業(yè)的智能化水平,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)存量升級,又體現(xiàn)了未來東莞著力發(fā)展智能化的先進(jìn)制造業(yè),做優(yōu)做強產(chǎn)業(yè)增量。
廣東電線電纜協(xié)會在《廣東省電線電纜行業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見 2017-2020》中明確指出,電纜企業(yè)不僅要研發(fā)機器人電纜,為機器人行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù),也要積極推廣機器人應(yīng)用,實現(xiàn)企業(yè)自身的技術(shù)創(chuàng)新升級。
5. 機器人電纜研發(fā)現(xiàn)狀
據(jù)德國TUV(萊茵)公司的統(tǒng)計資料顯示,目前,在機器人電纜耐扭轉(zhuǎn)(無故障運行)次數(shù)方面,仍然以德國和日本,中國還處于剛起步階段(表1)。
表1. 國內(nèi)外機器人的使用壽命(無故障運行耐扭轉(zhuǎn)次數(shù))
5.1 機器人電纜的應(yīng)用
機器人電纜主要用于機器人中的各類布線系統(tǒng)。隨著機器人技術(shù)的不斷進(jìn)步,品種和功能不斷增多,促使機器人電纜不斷進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步,應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大。
圖2. 機器人電纜應(yīng)用
5.2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
目前,國內(nèi)外現(xiàn)行的機器人電纜機械試驗標(biāo)準(zhǔn)如下,企業(yè)可任選。
GB/T 5013 (IEC 60245) 額定電壓450750V及以下橡皮絕緣電纜
GB/T 5023(IEC 60227)額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜
EN 50396 三輪曲撓試驗
UL 62 軟線和軟電纜
UL 2556 電線電纜測試方法
JIS C 3005 橡皮塑料絕緣電線電纜試驗方法
GJB 1916 艦船用低煙電纜和軟線通用規(guī)范
TUV 2 pfg 2577/08 機器人用電量
CRIA 0003 工業(yè)機器人專用電纜