珠三角:机器人的新工厂 实践中的磨砺_0
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摘要:不到一个月,雷柏科技公司刚买的75台机器人就全部坏掉了。 所有马达都用坏了。项目负责人、副总经理邓邱伟非常恼火,这批橘黄色的小机器人总价有200多万元,在2010年,雷柏是珠三

  不到一个月,雷柏科技公司刚买的75台机器人就全部坏掉了。

  所有马达都用坏了。项目负责人、副总经理邓邱伟非常恼火,这批橘黄色的小机器人总价有200多万元,在2010年,雷柏是珠三角第一个这样大批量上机器人生产线的企业,一夜之间成为ABB这款机器人在全球的最大客户,没想到这么快就用出了问题。更关键的是,邓邱伟觉得是自己理亏。

  IRB120本来是焊汽车用的,正常一天焊上几百台就不得了了,而且动作速度很慢,焊枪吱吱几个位置点下来就结束了。但我们买来是做键盘鼠标的,机器人手臂运动的频率远远高过焊汽车。

  邓邱伟列了个算式:如果装鼠标,同时有60个按键、100个PCB板、100个开关,并且要做二次加工的动作,机器人的重复精度就相当于601001002,每班有1600只鼠标,每天要装两个班,就会变成3200乘以此前100多万次的重复精度。整个机器人一直在不停地加速减速,每一个动作设计得都非常快,其实ABB的规格说明书里写得很清楚,比如机器人每天的最大行程,在一定范围内最大承重是多少公斤,我们全部是放在极限位置去跑的。这么搞了一个月,马达自然就全烧坏了。

  这是各大机器人厂商从未遇到过的问题。很长时间以来,国内的进口机器人绝大多数都用在了汽车产业,在珠三角消费电子领域,密集的人工还是最实际的操作方式,市场上缺乏配套的高精度、高频率运作的小型机器人,而且只是出于节省人力的角度来计算,大规模引进并改装机器人,投资回报的周期其实相当长,对绝大多数中小企业来说性价比都太低了。

  邓邱伟现在回忆,2010年的这次大规模引用机器人其实也很冒进。此前他一直在厂里负责非标准自动化项目,用气缸、马达等设备自己研发、组合成自动生产线。在2007年前后这还是一种先进的研究生产模式,但随着科技产品更新速度加快,一条鼠标生产线可能刚刚用了不到一年就变成了垃圾。而且自家研发的生产线因为不标准,维修率很高,磨损也大,一条日产六七千的键盘生产线到了第三年,也许日产出就只能达到四五千了。

  我们当时已经在自动化上走这么远了,不可能再折回原来的人工方法上去。邓邱伟当时的解决办法是用国外的机器人试试。大公司出产的运动件,天生的故障率、精度、重复精度,都远在我们之前做的那些生产线之上。我们把大厂商的机器人本体引进过来,当作一个操作的身体,我们自己设计它的手和脑袋,适应不同产品的需要。一旦产线有变化,我们只有30%的部分需要换件,跟过去整条线作废相比节省得多。

  马达烧坏是这种尝试的副产品,ABB惊讶于雷柏的用法,但依然上门更换了所有马达,邓邱伟随后给ABB陆续提了五六十个建议,常年侧重于汽车产业的老牌机器人公司也是头一次吸取到这种经验。现在再跟ABB合作,他们送过来的机器人跟2010年那一批完全不一样,不过第一批他们相当于也没赚到钱六轴的马达全部换掉,还是75个!

  雷柏的组装思路最后证明是可行的。现在,橘黄色的机器人分布在各个生产线上,根据不同生产线的需要灵活地高低旋转,机器人可以360度吸取电路板放到对应的流水线上,或者以百分之百的准确度在极小的塑料槽里放入元器件。在键盘的制作车间里,零散的元件被机器人组合在一起,顺着流水线进入组装装置,再出来就是一副按键完整的台式机键盘,而普通工厂需要有50个人为上盖安装键帽,再有50个人安装下盖,现在雷柏只需要有一两个人来监控机器就够了。

  车间里机器人和工人各占据了半壁空间,在一些环节中,机器人的动作甚至有一种意外的工业美感:一个流程需要给塑胶键贴上极小的On/Off标签,过去必须用手小的女工,瞄准了用指尖去粘,而且极易贴歪。现在是两台机器人一起合作,左侧机器人悬在半空,右侧的机械手拈起配件,轻轻地与对方在空中一碰,节奏看起来就像两台机器人在试探地接吻,雷柏干脆把这个程序直接命名为Kiss。

  雷柏的机器人应用适应了中等企业的具体需求,邓邱伟认为自己跟富士康等超级大企业不一样:他们仅仅做焊接,可能就会用上千台机器人,但我们没有那么大体量。我们完全把机器人当作一个灵活工具用,几乎厂里的所有流程上都用到机器人,各自有不同的操作方式,相当于有近100种实际应用案例,在国内找不到第二家公司像我们这样做。

  机器人生产线的应用使雷柏原来3000多名生产工人减少到了800多人,更重要的是,换线的时间成本大大减小,节省了大量的隐形时间浪费。惠州辰奕科技有限公司的总经理余翀是邓邱伟的朋友,参观了雷柏的机器人生产线后,他主动要求成为雷柏的第一个客户。

  余翀的工厂是主产遥控器,客户多是东芝、夏普、长虹、康佳这些知名厂家,对方对产品品质要求非常高。这几年,他最烦心的就是人工成本的上涨,而且新来的90后工人让他觉得实在不好管:过去70后、80后出来打工是为了赚钱,干活儿很努力,调配起来也很顺畅。现在90后大多数抱着我想出来看看、玩玩,不可心就随随便便离职了。人很难管理好,来来回回的离职率高,产品也容易出品质问题。

  之前也有做工业优化的公司找到我们,他们可以提供生产线改造,比如在整个流程中,有某个环节因为工艺复杂,或者生产秩序不好、工人劳动能力跟不上,就像血管里的血栓一样影响整个流程的进度,他们可以对这种瓶颈做优化,把25个人的人力小组节省掉三四个人。但这些不是流程再造,真的要提升效率,我觉得机器人才是终极目标。

  邓邱伟此前没想过把这套经验卖出去,珠三角的系统集成商很多,大多是拿到国外的零件做装配,或者按照国外的图纸做一个山寨产品。随着找上门的本地工厂越来越多,上游机器人外资企业也不断劝说他们做代理商,邓邱伟和老板不想做简单的系统集成,他们想出了一种附加值更大的销售方式:雷柏现在要提供的是整套的工厂升级改造,派出团队到对方工厂考察流程,定制出所需的机器人产线,不仅要设计相应软件程序、装备,像厂房布置、制作流程也要重新规划。这之后提供的机器人,依然是从国外大厂商进口机械臂,其他一切都因地制宜自行设计。

  现在余翀的遥控器厂已经购买了雷柏4条自动化生产线,把原来近20名工人减少到2人。虽然减少人力、降低管理难度是余翀的最大动力,但如果单纯从机器人取代人的动作来讲,在国内上这条生产线绝对不划算。并不是所有机器人都有飞快的速度,目前在辰弈,机器人生产线的效率是普通人工的80%左右。

  余翀很看好这次合作,效率偏低的问题打算跟雷柏用技术手段继续解决,邓邱伟看得要更宏观一点:其实我们是在用时间换空间,比如4年前我们没有大范围地引进,现在就不会有这么多经验。我们现在开始向外出售机器人服务,一两年之内估计也是做亏钱的生意。但机器人生产线是个必然的趋势,现在引进的公司,投资回报的时间肯定是越来越短,等到其他同行再上线的时候,我们已经有提前抢跑很多年的实战经验。

  而雷柏这种出售全套服务的做法,也为自己争取了远高于传统系统集成商的利润空间:雷柏对自己的产品有全部定价权,不需要跟国外厂商分成。而且他们更喜欢选择年营业额1亿到2亿元的公司:小企业买不起机器人,大于5亿元营业额的企业有固有的思维,未必能按照我们的玩法,中型的民营企业你可以直接与他们的老板谈,对自己的运营模式有控制力。如果跟富士康、华为、美的这样巨大的公司合作,他们只让你提供设备,这对我们来说是没意义的。

  邓邱伟更为自信的地方,是自己对工厂运营的多年经验。ABB近年来也推出了针对消费电子的机器人,但在这个区域中,雷柏认为自己跟老牌外企是在同一个起跑线上:如果哪天机器人完全智能到可以独立工作,那他们可能没问题。但现在外企每次跟我们比拼服务,他们都会输。他们对鼠标、键盘的工艺完全不懂,在这片市场里,你必须去整合工艺,整合工厂的管理,那他们就玩不过我们本土厂商了。

  抓月饼的机械手

  李群自动化的总经理石金博最新接到的订单,是给一种小饼干装盒。这种薄脆的正方形小饼干在烘烤后都是零散的,你能想象一群大爷大妈在那用手装盒吗?但现在就是这样做出来的。

  厂方提出的需求,是自动烘烤后,用机器人抓取装盒,以保证卫生。石金博还没考察这个动作的机械难度,但她觉得并不难。从香港科技大学博士毕业后,2011年,她在东莞创办了李群自动化技术有限公司,李群并非人名,而是一种描述机器人运动、进行机器人构型设计的数学概念,石金博的工作就是自主研发新型机器人。

  食品是李群自动化公司的一个重要市场,在公司的视频介绍中,就有一个能吸起月饼,放到塑料小盒子里的机器人。这个看起来很简单的机械动作,背后的原理和市场却非常有特色。

  食品行业里月饼的关注度一直非常高,因为利润太大了,几块钱的成本卖到上百块,哪个工厂都想多做一些。更大的特色是节气性,每年也就7、8、9三个月生产,这期间大量临时招工一两千人,好多厂家想招都招不到,这时候就非常需要机器人参与。而在具体操作中,这种中国传统食品有更苛刻的加工要求。石金博告诉我们,给刚烤出来的月饼装盒一直是个难点,人很难徒手去拿这么烫的东西,机器人虽然可以,但因为月饼的表皮此时是酥的,去夹一定会夹破,这时候唯一的办法是用吸力。但是你一吸呢,它表皮那么酥,饼又很重,怎样控制那个吸力,能让它吸得住还不破坏表皮,这个东西可能都难倒了很多人。

  石金博在公司刚创立时,完全想不到会遇到这种技术难关。

  最初想到做公司,来源于2009年一次去日本的考察,日本的工业化程度给石金博留下了极深的印象:工业上我们完全落后日本30年。回到香港科技大学后,石金博跟导师李泽湘一起分析国内外的机器人发展模式,发现中国正在复制日本的路径:大量发展汽车工业、国内人口红利缩减,都会促进机器人发展。当时我们判断,未来四五年中国将出现机器人产业的井喷。

  珠三角的地理和产业背景,影响了石金博的创业方向。全球的工业机器人始终是伴随汽车工业发展的。比如日本的安川,FANUC(发那科)配合丰田、本田公司。欧洲的KUKA(库卡)配合大众,意大利的Staubli(史陶比尔)配合的是菲亚特。国内最大规模引进机器人的,也是在汽车产业。但石金博觉得,中国相比之下有个更大的优势,就是产业更丰富。

  我们之前靠低成本人力,把所有的行业都引入到了中国,中国的制造业几乎是全球最全的。但现在随着人力成本提升,各个行业都在响应自动化的时候,国内的原有机器人应用工艺、技术,是满足不了这么大需求的。换句话说,这也是我们创业的最大机遇。石金博决定避开常见的汽车行业,我们比人家少积累二三十年,我们凭什么做得过他呀?你真的是跟他比低端、比优势吗?其实现在中国人有钱人多,对品质的要求,宁愿花20万元买个日本车,也不愿花几万元买个国产车,是一样的道理。这种级别的东西,品质比价钱可能更重要。

  石金博认为,在其他工业领域,我们的起点并不比外企差。她没有去长三角与已有的大厂商直接竞争,把公司放在了东莞,以贴近珠三角最广泛的市场,背靠香港的技术支持创业。

  最开始,李群自动化公司走了很长的弯路。2010年,石金博发现国内工程机械很火爆,无知无畏地开始做焊接机器人研究,但事实上,她和团队的技术积累并不充分。机器买别人的,应用软件也要买别人的,自己的附加值其实非常非常小,到最后做出来了也不会有多少钱赚。另一方面,焊接类机器人的需求量并没有她想象中大,珠三角更多的是做钣金的企业,利润很薄,根本舍不得投入机器人,而长沙的几个工程机械厂在那几年业务量也在下降。

  后来是机缘巧合,李泽湘老师给我们带了两个项目,做自动化检测,当时我们硬着头皮,四个人每天从早上8点做到半夜3天,一个半月把机器做出来了,公司也活了下来。这次经历得到的经验是,这种先投入、后寻找市场的做法完全行不通,尤其对普通创业团队来讲,带来的经济风险实在太大,要想活下去,必须先了解客户的需求在哪里。

  现在,李群自动化公司的订单主要在食品和消费电子方向,这个市场躲开了资金雄厚的大公司,他们已经叼走了自动化中汽车产业那一块最大的肉,石金博选择走无人开拓的洪荒市场,她分析,3C和食品行业中很多工艺是新的,苹果公司最早开始做这个产业的自动化。苹果考虑到产品的保密性,让富士康代理时用了大量自动化的东西,也促使了这个行业往这个方向走。而且部件越来越标准,也越适合自动化。石金博估计,消费电子行业虽然看起来公司都不大,但对机器人的用工量和需求是汽车行业的5到10倍。

  从2013年开始,李群自动化公司正式确认商业模式,做机器人,并且做配套应用。

  在国内,全自主设计六轴机器人的公司并不多,大多数公司还是在做逆向工程,把成熟的国外产品拆开后照搬,还有公司购买国外的老款机器人图纸,回来自己开个模做。这种产品工艺水平很低,导致控制能力、可靠性不高,国内50%做机器人的都是做这种山寨机。石金博觉得,自己的特长是做软件类、应用类的开发。此前,这一部分都是系统集成商来制作的,各家单兵作战,导致整个行业的水平都很低,只有提高整体应用水平,才能激发更多的工厂使用。

  石金博现在想做一个类似苹果公司的平台:我们先设计一个基础的硬件产品,然后像各种APP一样,开发出应用类的平台和软件,销售这种服务,变成我们的商业模式。而具体用户怎么接入到流水线上,石金博要把这部分工作交给像雷柏这样的集成商:他们的产品品质是能保障的,而且有自己更擅长的工厂操作经验。

  作为国内机器人公司,另一个关键的法宝是价格。李群自动化的产品定价是国内最高的,但依然只是国外产品的60%~70%。这是因为在国内,还没有形成一家独大的市场垄断,以此树立虚高的价格。而且自主研发的产品,在成本上可以有效控制。

  当然,更显而易见的原因是,国内的人工、生产制造、后续服务,价格都远远低于世界平均水平,而这也是国内企业目前的优势。

  会飞的照相机

  从汪滔位于23层的办公室看出去,可以直接平视对面大楼的顶层。如果从地面放飞一架DJI(大疆创新公司)自家的飞行器,多旋翼加速转动上升,一个此前没有航模经验的人,也可以轻松把飞机飞到大疆创新创始人汪滔的落地窗前。

  在过去的影视作品中,航拍镜头是十足的奢侈品,空中视角大多来自摇臂或直升机航拍,这两种都要耗费大量的人力和金钱。但像在湖南卫视热播的爸爸去哪儿中,几乎每集都有大量的航拍镜头,摄像机从空中俯视地面,草原、大漠在镜头中徐徐展开,偶尔角落里会看见一个多爪的影子,一直跟着画面运动,这就是这些航拍镜头的来源:多旋翼飞行器。

  人们一般很难把无人机与机器人联想到一起,在多旋翼飞行器之前,人们更熟悉的是飞行航模。汪滔自己就是一个航模爱好者,在那个小众的圈子里,操作者都需要练就很高的技术水平,以控制飞机的每一个动作比如让飞机拐弯,需要先打舵,让飞机转头,再发出指令让飞机往前开。一旦遥控器离手,飞机很快就会掉下来。航模经常会摔下来,学会基本飞行往往要花费几个月的时间。

  而多旋翼飞行器的智能性,体现于可以经由飞控系统,感受到自己停留的位置、高度、坐标和风向,在自动化系统的帮助下,向左只需要一个指令,螺旋桨会自动调节各自的速度,因此也降低了使用的门槛。

  在创业的前几年,汪滔带领的大疆创新只有三五个员工,销售的是汪滔本科毕业后设计的自动悬停技术,这种技术应用于航模上,可以让航模直升飞机飞得更稳定。换句话说,这其实是航模这个小众圈子里,一个提高稳定性的附属产品,所面对的市场空间非常有限。因此,有几位前期合作者在产品出来之前就离开了,他们看不出这个作坊式的公司,面对着狭窄的消费群体会有什么未来。当年汪滔也没想好未来有什么出路:我们把机器挂到论坛上卖,一点一点让公司盈利,从每月6万、8万元这么往上升,有一点算一点,慢慢往前拱吧。

  转机来得很突然。一天,大疆创新在新西兰的一个代理告诉汪滔,他自己是做云台的,这种挂在飞机上给相机消抖、调方向的配件他一个月能卖200个,其中90%是给多旋翼用的。这个时候汪滔才意识到,有一个几十倍的市场在国内几乎是一片处女地。

  当时世界上已经有一些公司在研制多旋翼,但大家的思路尚很单一,德国的MicroKopter作为最早做出多旋翼的公司,也只有两三个人在经营,他们卖出零件,让航模爱好者们自己组装。国内也有Microdrones这样的德国品牌合作方,直接售卖技术完善的整机,但多面对警方等专业高端市场,一台机器要几十万元。

  现在回头看,大疆创新做的最正确的决定,是在这两个高低差异甚大的市场中,找到了购买力更广的普通消费者。其中的天时地利是,多旋翼技术虽然外国公司研制得早,因为市场有限,一直没有太大的进步,汪滔这时候加入到比赛中,把直升机上的技术90%都移植到了四旋翼上,很快就因为国内制造业成本便宜,在国内做成品又容易,一年后大疆创新的多旋翼就占据了50%以上的市场。

  我们把一个几十万元的东西做到一两万块钱,也许没有他们那么完美,也有一点需要使用者自己组装的地方,但在个别指标有差异的情况下,我们把售价降下来,一下子就把可使用的群体数量增加了,其他厂商没办法跟我竞争。汪滔采取的另一个竞争策略,是靠卖零件推动自己的研发。我一步一步研究自己的控制器、云台,做好了单独出售,靠赚回来的钱继续研究马达、螺旋桨,最后像拼图一样,整个飞行器建立出完整的系统优势和核心技术壁垒。

  其中业内认为最重要的技术突破,在于大疆创新研发的云台。

  此前市场的云台精度有限,只能保持1度以内的防抖,航拍出的画面有明显的抖动,很难应用在高要求的专业作品上。大疆创新研制出来的云台把精度控制在了0.05度左右,第一代产品基本把此前的震动水平减小了几十倍。

  那个时候全世界都蛮轰动的,因为他们这个行业里面从来没有看到这样稳定性的东西。我们第一个把它做出来了。此前业界内有50%的人在研究、做软件来去抖,当有一天这突然不再是个问题,咔,我们一刀砍掉了一半的困难,进来的客户又成倍增加了,它可用的行业也迅速扩张。

  相对于汽车行业,无人机领域的机器人技术对市场的变化更为敏感。在技术不断完善的同时,相应的元器件价格正在跳水。在2005年汪滔刚开始做航模时,一个惯性测量单元(IMU)的元器件,自己买件自己搭,成本要超过2000元,直接买模块至少6000元以上。而随着智能手机突飞猛进的进步,这组元件已经跌到了20块钱左右。一些GPS模块在10年前还是小众需求,随着车载导航、手机导航兴起,价格也成倍缩减,体积也大幅减小,以至于搭载在无人机上,重量可以忽略不计。

  消费电子的急速进步为无人机带来了巨大的技术红利,很多核心的技术零件降低了门槛,也让大批量生产成为可能。多旋翼现在还是一个很早期的产品,处在比较年轻的阶段,任何一代的改进都能带来大幅度功能提升和价格下降,新一代必然是又便宜又好。

  我进无人机行业靠的全是运气,但是进去以后路走对了,我觉得这是眼光。过去3年里,大疆创新业绩增长了80倍,目前大厦中有十多层是大疆创新的员工工位,客户遍布全球100多个国家,在全球有领先份额的市场占有率。

  多旋翼无人机作为机器人里非常小众的品类,反而早早地实现了石金博产业井喷的预估,因为瞄准了消费市场,突破了过去航模的狭窄空间,在大疆创新的带动下,意外成为一个爆发的新风口。

  投资市场的热度也从去年开始爆发,大量创业者也开始涌入无人机市场。汪滔觉得,大疆创新已经过了要作价的阶段,甚至已经不需要上市,现在的营收足够让公司专心做事,研究技术以继续保持领先地位。国内做了那么多年机器人,为什么无人机会先成为世界领先的领域?汪滔判断,先机是,我们跟别人站在了同一起跑线上,更重要的原因,在于跟研究所、高校相比,商业化才是推动产业进步的最大动力。

  我觉得中国民企还是可以和外国公司拼一拼的,就像华为,像中国本土的互联网公司,战斗力并不比国外弱。我对大疆创新这样的新生代民企非常有信心,起码在无人机行业,还是有很多东西等着我们去做,这是一个朝阳产业。汪滔说。

作者:admin 来源:未知 发布于2019-06-12 11:43
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