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。
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表示:“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。
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。”
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。”國際模協秘書長羅百輝表示,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,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。
無人工廠在中國
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。”羅百輝如是說。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。”羅百輝認為,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。”羅百輝表示,“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。
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