卡特彼勒:工厂不会全面自动化 智能制造只是方式不是目的

在工程机械行业领域,智能制造应用越来越广泛。近日,21世纪经济报道记者在卡特彼勒天津、徐州工厂走访中,也发现了很多智能制造相关应用,智能制造理念融合在设计、研发、生产、检测等各个阶段。

不过,对于智能制造的应用方面,卡特彼勒天津、徐州工厂都有深刻理解。

卡特彼勒天津有限公司总经理张建林向21世纪经济报道记者指出,不会将所有生产交由智能制造,还有很多创造性的工作需要人来完成,但是智能制造能够有效提高效率,减少犯错率,甚至让工人想犯错都无法犯错。

卡特彼勒徐州有限公司总经理杨程建则认为,智能制造只是方式,而不是目的,如果不能提高生产效率和降低成本,进行智能改造就没有意义。

资料显示,卡特彼勒天津有限公司主要生产卡特彼勒3500系列大型发动机及发电机组,产品应用于电力、石油、钻井、铁路、船舶、大型工业及矿业设备等领域,是卡特彼勒在全球范围内专注于3500系列发动机及发电机组生产的第二大基地。

卡特彼勒徐州有限公司则主要生产履带式和轮式液压挖掘机,在2015 年,徐州工厂实施了一系列“智慧工厂”改进项目,对装配、喷涂、制造等关键制造环节进行27个项目的智能改造。

智能制造需人机结合

卡特彼勒天津工厂的生产车间将智能制造理念融合在设计、研发、生产、检测等各个阶段,工人在MES制造执行系统的指示和辅助下,完成取件、装配、测试等工作。MES制造执行系统能够有效控制生产过程,它可以根据客户订单数据对各个生产环节进行调整和适配,并监控和管理生产的每一个步骤和工序。

杨程建认为智能制造是整个行业的发展趋势:“之前中国的客户支付能力弱,对产品要求较低,而且当时的工程机械和制造系统不发达,所以生产企业采用人海战术;改革开放至今,很多客户已拥有资本积累,不断出现大客户和集团客户,他们对产品的可靠性、稳定性和工作效率都有很高的要求,这会驱动生产企业在智能制造中应用更多的技术,降低产品故障率,提升产品性能。”

张建林对21世纪经济报道记者表示:“智能制造很重要,但不会完全取代工人,因为在生产中需要人负责创造性的工作,机器负责识别、装配等工作,可以有效提高效率,也可以提高安全度,减少生产中的工伤。” 

例如,发动机中凸轮轴的组装需要强壮并有经验的工人来完成,对体力和精力消耗较大,卡特彼勒天津工厂通过与国内某制造企业合作,研发出一套智能组装系统,进而免去人力的巨大消耗,同时也提高了组装的效率。

21世纪经济报道记者还注意到在卡特彼勒天津工厂中有AGV小车来回进出。AGV小车意即“自动引导运输车”,一般可通过电脑或利用电磁轨道设计其行进路线,工人可以远程控制小车行为,具有安全保护以及各种自动移载功能。据工厂负责人介绍, AGV小车在相当复杂的测试室中依然可以安全进出和运输,大幅提升发动机测试效率。

卡特彼勒徐州工厂的液压挖掘机组装线也已经实现部分智能化,例如在焊接环节,有29台“焊接机器人”自动焊接挖机动臂,预计今年年底还会引入7台焊接机器人。由于动臂体积较大,部分重达5吨以上,所以徐州工厂还为焊接机器人配备了自动翻转机,翻转动臂进行焊接。卡特彼勒徐州工厂负责人对21世纪经济报道记者介绍,焊接机器人由电脑编程进行自动控制,辅助焊工,大幅提升了焊接效率和质量,而且焊接机器人可以为动臂预留出很大空间,保证工人安全。

但是焊接机器人并非十全十美,记者在工厂中留意到,机器人焊接完成后仍需要焊工对动臂进行检查和找补,以保证焊接无瑕疵。

卡特彼勒天津工厂生产线中的智能识别系统也可以有效辅助工人,通过二维码识别配件,保证工人正确取件,还可以实时监测配件安装方向是否正确。张建林对此表示:“熟练的工人几乎不会取错件,安装方向也不会有问题,但是我们希望通过智能系统和人机结合,实现真正的0失误,让工人想犯错也无法犯错。”

如何正确发展智能制造

谈及智能制造,就不得不提工业4.0,美国称之为工业互联网,我国工信部称之为两化融合,即信息化和工业化相融合。工业3.0强调自动化,机器取代大部分人工体力劳动,工业4.0强调自动化和信息化结合,实现智能制造。

信息化的重要步骤之一是实现MES系统和ERP系统的自动信息交流,MES系统即生产部门的制造执行系统,ERP属于信息管理系统,包含客户对产品的质量、配置、时间要求等订单信息,如果这两个系统能够实现自动信息交换,就可以针对客户的具体要求,对每个产品实现个性化的智能制造,但由于技术原因,目前大多数工厂仍依赖人工完成两个系统的信息交换。

21世纪经济报道记者注意到,卡特彼勒天津工厂拥有MES和ERP系统,但依然需要人工执行订单信息,实现客户的个性化定制;卡特彼勒徐州工厂没有采用MES和ERP系统。

实际上,不同的生产制造企业对智能制造有不同的理解,部分企业认为智能制造是实现无人化和完全自动化生产,对此,杨程建有不同见解,他认为自动化和无人化是较为狭窄的理解,智能制造不是目的,而是手段,能够通过技术改进,用最低的投入、较少的人为干预来不断提升生产效率和产品质量,就可以称之为智能制造。

“我们徐州工厂有能力像汽车工厂一样,实现生产线的完全自动化,可是我们不会这样做,因为汽车是个大行业,有些工厂一天生产上万辆汽车,他们需要完全自动化的生产线实现产量,但是工程机械的需求量没有这么大,我们只会让部分环节实现智能制造,满足产量的同时将成本降到最低,如果单纯以智能制造为目的,斥巨资投入,降低了盈利能力,这又有什么意义呢?”杨程建说道。

智能制造的另一个重要体现是“智能产品”,曾有业内人士表示,智能产品要能够实时反映产品的各项信息:何时需要保养、何时需要维修、何时可以进行正常工作、何时需要被淘汰,据了解,卡特彼勒徐州工厂也正在向此方向努力。“挖掘机部分零件需要定期更换,但大多数人用肉眼判断,这样往往有延迟,对此,卡特彼勒挖掘机的部分零件已经实现对数据实时反馈,工作人员进行实时监控,及时通知更换零件,尽力在故障发生前解决故障。”卡特彼勒徐州工厂负责人对21世纪经济报道记者表示。

在智能制造中,除了智能产品,同样受关注的还有个性化定制产品,杨程建表示会充分利用智能制造进行产品定制,但更多的是以客户需求为中心,“我们根据中国客户的特点,定制GC系列产品,在中国非常受欢迎,目前已经把GC系列推到了东南亚,现在要推向世界各地。”

同时,在智能制造中,如何充分发挥员工的价值也是业内普遍关注的问题,部分企业会通过智能系统,对员工的工作流程、时间安排进行详细规划并进行实时监控,杨程建对此表示反对:“这样会压制员工的主观能动性,没有员工会愿意在监控下工作,让他们有一定的自主空间才能提高生产效率。”张建林也认为在智能制造中,工人需要有一定的自由发挥空间,来完成创造性的工作。