国产纺机工业机器人发展如何？

[编辑:Qsj]  [发布时间:2015-10-14 14:10:14]  [中国纺织报]

　　今年以来，在全国各地举办的工业技术展览会上，机器人吸引了众多目光。比如在6月举办的第十七届上海国际纺织工业展上，慈星公司展示的“Aquarius”毛衫自动对目缝合系统采用机器人自动操作，引起观众的浓厚兴趣。
　　随着国内劳动力成本不断攀升，纺织行业等人力相对密集的传统行业的发展遭遇挑战，亟需找到一条可以持续发展的道路。工业机器人的应用无疑为纺织行业降低生产成本，提高生产效率和质量，由传统的批量生产向更加能满足客户个性化需求的小批量生产和按单生产提供了一种新的可能性。
　　机器人代替人工已成大趋势
　　工业机器人产业迅速走红，主要是源于传统制造业劳动强度较大存在招工难、用工成本高等问题，而新兴的信息等产业因为劳动岗位的精细性要求也很难招到人。传统制造业和新兴产业由此对工业机器人产生了庞大的市场需求，用工业机器人代替人工将是我国制造业发展的大趋势。与此同时，以谷歌、英特尔、微软等为代表的一批信息技术企业瞄准市场先机，悄然布局机器人研发应用领域，把机器人产业与大数据、物联网、人工智能等众多先进技术融合发展，成为若干智能化服务平台的一部分。
　　工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等跨学科先进技术于一体的高端制造业重要的智能装备。根据世界工业化发达国家的工业机器人应用分析，大规模应用机器人代替人工的领域分三种情况：一是对精准度要求较高的行业，用机器人可以大大提高生产效率，降低疵品率；二是工作环境对工人健康有害及工作环境较差、劳动强度较大的行业，机器人可以代替人工完成有损人身健康、重复及强度较大的工作；三是人工成本较高，使用机器人可以降低人工成本。工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，其在提高生产自动化水平、提高劳动生产率、提高产品质量及经济效益、改善工人劳动条件等方面起着难以替代的作用。
　　过去5年，国内机器人销量增长率达到28%。国内机器人应用的快速提高，也显示出我国生产制造系统正在经历转型升级的过程，由适合于单一品种大批量生产的刚性自动化向多品种小批量的柔性自动化、多品种变批量的综合自动化方向发展。
　　机器人应用具备行业基础
　　尽管增长快速，但我国工业机器人应用水平仍然较低。工业机器人在国内的应用，汽车制造业是最先开始尝试和普及的。标准的工业流水线工作环节稳定，非常适合机器人自动化操作。随着技术的演进，工业机器人的学习能力也在增强，对于新的生产模式适应也非常快，在一定程度上也能够节省企业对员工培训的成本。
　　目前在纺织生产中，工业机器人的应用已经具备一定基础。棉纺织生产具有多工序、连续化的特点，专业化分工和专业协作程度较高。多年来，棉纺行业在各工序提高机械设备自动化、智能化水平，实现不同工序间的连续化、自动化生产。其中，自动络筒系统是棉纺行业应用最多和最有效的技术，是人和机器人协调型单元生产式组装系统的成功应用。同时，棉纺行业在不同工序自动换卷、换筒、落纱、清洁、自调匀整、信息监控、废棉处理自动打包、空调自动调节控制等方面，围绕提升质量、控制成本、提高劳动生产率，应用自动化、智能化技术。例如，铜陵松宝机械有限公司等企业近年研发的智能落纱机、落纱机器人等，完全可以取代传统的人工拔、插纱管工作，实现了整个落纱过程自动化，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，减少了生产成本。
　　在化纤成套生产线已实现数字化、自动化的基础上，各生产工序的自动连接以及与智能物流系统的融合，正推动化纤生产进一步智能化。盛虹科技股份有限公司与北京机械工业自动化研究所合作，建设实施了化纤生产智能物流系统。系统主要由机器人、链式输送机、转台、升降台等设备组成，除了能实现丝饼从落筒、输送、储存、检验分类、包装到码垛的全自动化外，还能对产品进行智能识别，每锭丝卷在检验包装过程中的传输全部通过识别三维码来进行，准确且效率高。
　　在针织领域，慈星股份公司推出了全球首创的慈星自动对目缝合机。该产品不仅大大降低了传统毛衫缝合用眼强度大、用工成本高的问题，而且提升了缝合效率，解决了困扰针织毛衫企业多年的后道缝合问题。
　　在印染领域，山东康平纳集团研发的筒子纱数字化自动染色成套技术与装备，实现了由手工机械化到单台自动化再到自动化系统的转变，实现了三大系统的创新，在减少用工、提高产品质量、节能减排方面有明显的作用。绍兴县瑞群纺织机械科技有限公司研发的印染机器人，一台就能“看管”整条生产线，不仅能完成10多个工人的活，而且干得活质量也有保证。传统印染企业在生产中大多凭借经验，每个流程要加多少原料靠的是“感觉”，因此，产品质量难以得到稳定的保证。而印染机器人能够精确控制给料多少，不仅提高了精度，而且避免了因给料过多导致的印染原料浪费，从而在源头上减少了污染物排放。
　　对于工业机器人未来在纺织行业的应用情况，有关专家表示，工业机器人将朝着更小巧、更便宜、更易于操作的方向发展，这也将更加有利于其在纺织行业的应用。
　　广泛应用尚须跨过几道槛
　　工业机器人在国内的应用前景近两年受到了非常多的关注。数据显示，目前国内每1万名工人拥有约30台机器人，而韩国是437台，美国是152台，全球平均数字为62台。依据规划，到2020年我国的这一数字预计增加到100台。工业机器人应用正快速从汽车工业向其他工业领域延伸。而更加专业的工业级机器人由于实用性和需求点非常明确，市场前景也更加明朗。
　　目前，尽管政府和企业均认为“机器换人”是未来趋势，但成本高仍是阻碍工业机器人应用的一个关键因素。
　　记者采访国内工业机器人企业了解到，从机器人成本分析，本体的机械结构占比在30%左右，超过50%的部分来自于伺服系统和减速器等关键零部件，他们决定了产品的性能、质量以及价格，是机器人产业链中的核心环节。但目前三大关键部件进口比例较高，影响了我国机器人的价格竞争力。目前世界机器人行业，75%的精密减速机被日本企业垄断，交流伺服电机及控制器基本被日本、德国、美国企业垄断。因此，现在国内制造工业机器人成本较高。
　　《智能制造科技发展“十二五”专项规划》指出，要攻克工业机器人本体、电机控制器核心部件，实现工业机器人及其核心部件产业化。在国家政策的扶持下，我国工业机器人核心部件的制造能力有望逐步提高。高盛公司表示，现阶段中国的工业机器人平均只需要1.3年就可以收回投资，而在2008年想要收回投资则需要11.8年。
　　工业机器人在纺织生产中的应用也将更为广泛。在纺机设备实现数字化、自动化的基础上，各生产工序的自动连接和与智能物流系统、信息系统的融合，正推动纺织生产进一步智能化。以纺纱工艺为例，未来可以继续实现设备的连接，以减少人为的干预。目前，有少数纺纱企业已经实现了清梳联、粗细联、细络联，通过工艺的联结大幅减少用工，若能在智能化技术方面深入发展，未来将有望建成少人、甚至无人的棉纺工厂或车间。
　　业内专家表示，智能物流系统中涉及的智能测控技术和装置，如机器人、自动小车、立体仓库、PLC系统、车间管理系统MES、大型生产物流系统集成等，国内都具备了一定的技术基础、装备准备和工程经验，但可靠性相对偏弱。此外，国内一些包装专机与国外产品还有差距，需要引进。相信通过产学研用结合，上下游企业的协同攻关，国内企业有能力研制出工程化的实用成套装备与系统，并达到国际先进水平。
　　在数字化、网络化、智能化的情况下，纺织生产还可以实现从大规模生产方式，向沿用规模化生产方式但却可以生产小批量定制产品的过程迈进。
　　慈星股份公司负责人向记者透露，目前慈星公司正在利用“互联网+”手段建设“针织毛衫快速个性化定制生产平台”项目。该平台可真正实现预想设定，即普通人只需拿起手机启动拍摄功能，将自家的照片传送给远在互联网另一端的工厂，几天后就可收到一件量身打造的毛衫。
　　随着中国纺织装备的自动化、智能化技术向更高水平的发展，将有越来越多的工业机器人走进纺织生产车间，有效替代越来越紧张的人工，从根本上解决日益困扰企业经营者的用工荒。