韓寶國

基于對我國制造業(yè)重點(diǎn)城市佛山的調(diào)查，佛山數(shù)字化共享工廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，表明建設(shè)數(shù)字化共享工廠有助于推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)的應(yīng)用，并加快我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐。

中國制造面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的緊迫任務(wù)，需要制造出更多質(zhì)高價(jià)優(yōu)的產(chǎn)品，這就要求制造企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人是中國制造業(yè)企業(yè)提升企業(yè)競爭力的一個(gè)選擇。應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人能夠減少勞動(dòng)力投入，節(jié)省廠房空間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善生產(chǎn)環(huán)境，提升產(chǎn)出效率。近幾年，隨著機(jī)器人制造成本的不斷下降和性能的提升，全球工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用滲透呈快速增長的趨勢。根據(jù)世界機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）數(shù)據(jù)，2017年我國工業(yè)機(jī)器人的平均密度約為97臺(tái)/萬人，略高于世界平均水平85臺(tái)/萬人，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于韓國710臺(tái)/萬人的水平。比較來看，我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的空間還很大，工業(yè)機(jī)器人推動(dòng)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的潛力還遠(yuǎn)未釋放出來。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用受諸多因素影響，增強(qiáng)制造業(yè)企業(yè)對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)是重中之重。根據(jù)對佛山機(jī)器人應(yīng)用情況所做的調(diào)查，總結(jié)起來主要有以下幾點(diǎn)：一是企業(yè)管理者對工業(yè)機(jī)器人的價(jià)值認(rèn)識(shí)不夠;二是機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性;三是機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目需要圍繞制造業(yè)企業(yè)的工藝步驟進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)，技術(shù)復(fù)雜，同時(shí)前期投入較大;四是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才短缺;五是在機(jī)器人應(yīng)用服務(wù)廠商與制造業(yè)企業(yè)之間缺乏有效對接的橋梁。

為了解決以上問題，佛山市依靠專業(yè)化的機(jī)器人制造工廠與專業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)全面對接，在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用推廣方面取得了顯著進(jìn)展，傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐加快。

佛山數(shù)字化共享工廠實(shí)踐

佛山機(jī)器人應(yīng)用集成企業(yè)在實(shí)踐中摸索出了“數(shù)字化共享機(jī)器人工廠”模式。機(jī)器人裝備制造業(yè)企業(yè)建設(shè)示范共享機(jī)器人工廠，讓機(jī)器人應(yīng)用效益直觀顯現(xiàn)出來。在佛山南海，長期從事焊接機(jī)器人制造的泰格威公司，建設(shè)了一條鋁材門窗的工業(yè)機(jī)器人數(shù)字化生產(chǎn)線。工業(yè)機(jī)器人根據(jù)客戶門窗規(guī)格數(shù)據(jù)設(shè)置工藝參數(shù)，從原材料進(jìn)入生產(chǎn)線到門窗最終產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。生產(chǎn)資料計(jì)劃系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)無縫對接，可以根據(jù)客戶的要求按需定制。機(jī)器人集成系統(tǒng)在上料部分有公司的核心技術(shù)。鋁合金門窗制造銷售企業(yè)，從上游原材料供應(yīng)商購買鋁材后，不再自己組織生產(chǎn)，轉(zhuǎn)而從共享工廠那里直接得到門窗成品。傳統(tǒng)門窗生產(chǎn)線所需人工多，占地面積大。共享工廠提高了鋁門窗生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，大大減少了人工和用地需求，同時(shí)數(shù)字化工廠的實(shí)施提高了產(chǎn)品個(gè)性化定制的水平，對客戶需求的響應(yīng)時(shí)間明顯加快。門窗生產(chǎn)自動(dòng)化后，勞動(dòng)力崗位需求由原來以操作型為主向操控型轉(zhuǎn)變。機(jī)器人工廠投入運(yùn)營后，系統(tǒng)的操作人員和維護(hù)人員崗位增加，崗位人員的勞動(dòng)附加值增加，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率得到大幅提升。共享工廠的建設(shè)投入約600萬元，由上游鋁材原材料廠鳳鋁（獲工信部“中國制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)”稱號(hào)）、下游門窗制造廠商和裝備制造商泰格威公司共同承擔(dān)，以按件計(jì)價(jià)的形式從鋁門窗加工費(fèi)中逐步提取。按照現(xiàn)在的加工量計(jì)算，兩年內(nèi)就能收回建設(shè)成本。示范機(jī)器人共享工廠運(yùn)行一段時(shí)間后，將會(huì)移到上游鋁合金原材料工廠，原來的諸多中小鋁合金門窗制造企業(yè)將不需要直接制造門窗，更多的精力可以放在營銷和服務(wù)上面。上游的鋁合金廠將業(yè)務(wù)向下延伸，對于提高自身的競爭力也是大有裨益的。幾方共贏的局面形成后，泰格威公司已有6條數(shù)字化共享工廠生產(chǎn)線被預(yù)定。

除了專攻焊接工業(yè)機(jī)器人的泰格威公司，佛山還有高立威、新鵬等機(jī)器人公司在快速發(fā)展壯大。佛山高立威公司是一家扎根玻璃深加工領(lǐng)域18年的裝備制造業(yè)企業(yè)，能夠提供玻璃深加工智慧工廠方案，其研發(fā)的數(shù)字孿生平臺(tái)可以仿真虛擬運(yùn)行數(shù)字化玻璃深加工機(jī)器人工廠。在數(shù)百米的生產(chǎn)線上，玻璃的搬運(yùn)、磨邊、切割和中控，都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。如果以傳統(tǒng)生產(chǎn)線需要300人來測算，高立威公司的機(jī)器人全自動(dòng)化生產(chǎn)線只要70人，兩年就可以收回前期投入。佛山新鵬機(jī)器人和佛山東鵬陶瓷正在做整個(gè)工廠的智能化改造，新鵬機(jī)器人研發(fā)了全面的信息化管控軟件系統(tǒng)，通過分置全廠的1萬～2萬個(gè)傳感器實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)，可以把生產(chǎn)線的運(yùn)作情況實(shí)時(shí)管控起來，提升工廠生產(chǎn)、能耗、安全、維修等多方面的管理水平。

總結(jié)佛山數(shù)字化共享工廠初見成效的原因，我們可以發(fā)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈互利共贏是關(guān)鍵。上游廠商推動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用，下游廠商順應(yīng)變化，專注于自己的營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。參與共享工廠建設(shè)的廠商共同商議確定資本投入、風(fēng)險(xiǎn)利益分?jǐn)倷C(jī)制，共享技術(shù)進(jìn)步帶來的收益，形成多方共贏的利益共同體。鋁合金門窗制造業(yè)在佛山是優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)銷量大，這為共享工廠達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)水平提供了基礎(chǔ)條件。泰格威作為多年深耕焊接機(jī)器人的系統(tǒng)集成廠商，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)，對鋁門窗生產(chǎn)工藝熟悉，成功地實(shí)現(xiàn)制造流程數(shù)字化、自動(dòng)化。共享工廠的計(jì)價(jià)形式是自然透明的，按件收費(fèi)。共享工廠以上游原料廠商的客戶群為主，節(jié)約了搜尋成本，供需信息不對稱的問題得到了較好解決。機(jī)器人集成商專注于共享工廠核心技術(shù)，上游廠商專注于原材料生產(chǎn)，而下游廠商專注于銷售網(wǎng)絡(luò)和售后服務(wù)，產(chǎn)業(yè)鏈得到垂直整合。上下游廠商間的交易成本大大降低，專業(yè)深化帶來的經(jīng)濟(jì)效益凸顯，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力顯著增強(qiáng)。

推廣數(shù)字化共享工廠的建議舉措

實(shí)施數(shù)字化共享工廠，裝備制造企業(yè)、制造業(yè)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、研發(fā)機(jī)構(gòu)和政府要多方聯(lián)動(dòng)。數(shù)字化共享機(jī)器人工廠的實(shí)施要考慮幾個(gè)關(guān)鍵要素：一是要服務(wù)地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè); 二是制造環(huán)節(jié)要適合工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，目前工業(yè)機(jī)器人能夠上場的工藝環(huán)節(jié)還主要是搬垛、切割、焊接、噴涂等，佛山主要應(yīng)用于門窗制造、陶瓷潔具等行業(yè);三是工業(yè)機(jī)器人集成廠商要有實(shí)力;四是政府產(chǎn)業(yè)政策的支持要有針對性;五是資本市場與裝備制造企業(yè)有效對接;六是共性技術(shù)開發(fā)要多方參與;七是人才隊(duì)伍建設(shè)要跟得上。

機(jī)器人企業(yè)要主動(dòng)服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈集聚的行業(yè)。共享工廠需要達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，才能出效益，這需要充足的訂單。原料供應(yīng)商、制造廠商在區(qū)域內(nèi)的集聚是必要條件。裝備制造業(yè)企業(yè)，行業(yè)協(xié)會(huì)，研發(fā)機(jī)構(gòu)和政府要多方聯(lián)動(dòng)，把某一個(gè)制造業(yè)行業(yè)的共性生產(chǎn)提煉成一個(gè)數(shù)字化工廠。如前所述的佛山泰格威公司的鋁門窗共享工廠，服務(wù)的就是佛山鋁型材制造和再加工行業(yè)，這個(gè)行業(yè)佛山在全國具有領(lǐng)先地位。專注于噴涂工藝的新鵬機(jī)器人為行業(yè)提供“交鑰匙”工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用解決方案，其服務(wù)的陶瓷行業(yè)也是佛山的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

政府積極推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用及智能化工廠建設(shè)。政府的政策支持一般包括補(bǔ)貼制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，對應(yīng)用本地生產(chǎn)的機(jī)器人給予更高的補(bǔ)貼額度;政府牽頭建設(shè)機(jī)器人創(chuàng)新基地，對機(jī)器人企業(yè)提供場地租賃優(yōu)惠及稅收扶持等;根據(jù)機(jī)器人企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品的銷售情況，對機(jī)器人企業(yè)的有效研發(fā)予以補(bǔ)貼;支持企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造。如 《佛山市工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》提出，“以提高裝備智能化率、成果轉(zhuǎn)化率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品優(yōu)等率等為主攻方向，開展智能工廠培育試點(diǎn)，推廣重點(diǎn)行業(yè)智能化車間，加快舊生產(chǎn)設(shè)備計(jì)量技術(shù)改造，建設(shè)智能工廠。推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人在汽車制造、陶瓷建材、家用電器、電子信息、機(jī)械裝備以及民爆等行業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用”。

政府搭建融資平臺(tái)解決共享工廠資金投入問題。共享工廠投資大、風(fēng)險(xiǎn)高，單靠企業(yè)自身籌措資金，存在融資慢、融資難的問題。政府搭建一個(gè)裝備制造業(yè)企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)對接平臺(tái)，讓資本市場助推企業(yè)技術(shù)革新，讓企業(yè)的項(xiàng)目在資本市場的考驗(yàn)下優(yōu)勝劣汰。以佛山市為例，截至2018年11月，全市共有上市公司58家，新三板掛牌企業(yè)93家，其中有26家裝備制造業(yè)上市公司和42家裝備制造業(yè)新三板掛牌企業(yè)。佛山市2018年新增裝備制造業(yè)上市企業(yè)在資本市場成功融資7.89億元，資本市場資源配置的基礎(chǔ)性作用逐步發(fā)揮出來。

政府支持大學(xué)、科研院所建設(shè)共性技術(shù)開發(fā)平臺(tái)。共享工廠的工藝過程與行業(yè)屬性緊密相連，如玻璃深加工行業(yè)就與鋁合門窗加工行業(yè)不同。針對行業(yè)開發(fā)數(shù)字化共享工廠，需要裝備制造企業(yè)對行業(yè)制造全生產(chǎn)線熟悉，同時(shí)又要解決關(guān)鍵環(huán)節(jié)的機(jī)器人應(yīng)用問題，如在鋁門窗生產(chǎn)過程中，焊接和上下料環(huán)節(jié)就需要企業(yè)有核心技術(shù)，這個(gè)核心技術(shù)能夠通用于行業(yè)內(nèi)大部分的制造企業(yè)。共性技術(shù)的開發(fā)，需要研究機(jī)構(gòu)、裝備制造企業(yè)和共享工廠的使用方——下游制造企業(yè)共同來參與。廣東省科技廳、佛山市、南海區(qū)和廣州工業(yè)大學(xué)共同成立了“佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院”，建設(shè)了機(jī)器人應(yīng)用共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，為機(jī)器人應(yīng)用企業(yè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

合作企業(yè)通過協(xié)商建立起多方共贏的資金投入和利潤分享機(jī)制。制造業(yè)企業(yè)面臨競爭，唯一的出路是降成本、提高生產(chǎn)效率。裝備制造商前期投入建設(shè)示范共享工廠，通過實(shí)際運(yùn)行來證明以工業(yè)機(jī)器人為主要組成部分的數(shù)字化共享工廠可以大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)通過幾方商議的計(jì)價(jià)形式來支付共享工廠的資本投入費(fèi)用和使用費(fèi)用。使用廠家不用前期就投入大量資金來購買設(shè)備，而是采用從生產(chǎn)加工費(fèi)用中逐步扣除資本投入的方式。當(dāng)產(chǎn)量較大時(shí)，裝備制造廠商可以很快收回投入成本及應(yīng)得利潤，同時(shí)下游勞動(dòng)密集型制造企業(yè)切實(shí)體會(huì)到制造成本降低的好處。參與方共贏的局面形成后，共享工廠模式就能得到健康發(fā)展。

裝備制造業(yè)企業(yè)通過數(shù)字化改造提升共享工廠效益。推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)和必要條件。數(shù)字化和自動(dòng)化是企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造的兩大支柱，自動(dòng)化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)柔性，必須依賴數(shù)字化系統(tǒng)的支撐。共享工廠面對用戶多，對制造產(chǎn)品的個(gè)性化需求也多，同時(shí)對交貨時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量也有諸多要求，這需要共享工廠能夠把生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)整合成一個(gè)有機(jī)的整體，這需要切實(shí)提高生產(chǎn)制造過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化。數(shù)字化改造的落腳點(diǎn)首先是提高共享工廠數(shù)字化研發(fā)工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能級(jí)。

學(xué)校企業(yè)合作培養(yǎng)數(shù)字化共享工廠高技能技術(shù)人才。數(shù)字化共享工廠的建設(shè)和運(yùn)營需要多方面的人才，技術(shù)人員需要掌握生產(chǎn)線工藝、工業(yè)機(jī)器人等制造單元的維護(hù)及生產(chǎn)制造系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)等。人才短缺往往成為企業(yè)智能化升級(jí)改造的瓶頸，企業(yè)要積極主動(dòng)尋求與學(xué)校的合作，提早布局，共同培養(yǎng)高技能技術(shù)人才。佛山泰格威公司的做法是與高職院校成立學(xué)徒制班，學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃由學(xué)校和企業(yè)共同制定，學(xué)生實(shí)習(xí)培訓(xùn)的崗位就是正在運(yùn)行的共享工廠的崗位，學(xué)生畢業(yè)即就業(yè)，這種做法值得借鑒。