美的家用空調廣州南沙工廠的自動化生產線
摘要：美的家用空調的生產自動化率將從目前的16.9%提升至2018年的50%，未來五年內會投入40至50億元，最終目標是建成全智能工廠。
1月20日，美的家用空調廣州南沙工廠的自動化生產線首次對外開放。美的集團副總裁、家用空調事業部總裁吳文新向《第一財經日報》記者表示，美的家用空調的生產自動化率將從目前的16.9%提升至2018年的50%，未來五年內會投入40至50億元，最終目標是建成全智能工廠。
經曆了去年激烈的價格戰及市場下滑，吳文新預測，2016年國內家用空調市場不會再降，至少會穩住，而且各大廠家也會更加理性，不會像2015年那樣“殺紅了眼”。他相信，擁有優質的智能產品和不斷提升的智能制造體系支撐，“2016年美的不可能沒有好表現”。
力推智能工廠
記者在現場看到，美的南沙工廠已有兩條自動化生產線，一條是空調內機組裝線，另一條是空調外機組裝線。工作人員介紹，全廠有5000多個傳感器，將生產各個環節的實時信息及時反饋到中央控制室，管理人員通過移動終端就可以進行操控。
這兩條自動化生產線上，共有100多台機器人、機械臂，有的安放壓縮機，有的擰螺絲，有的焊接，有的檢測，有的幫空調裝箱……協調有序、忙而不亂。但生產線旁還有一些工人在作業，因為機器人、機械臂無法完成的精細動作，仍需工人來完成，不過粗重活全由機器承擔。
在生產線之間的綠色走道上，有一條窄細的黑色磁性軌道，響著音樂的AGV物流小車不時會沿軌道自動把配件送到需要的工位上。而管理人員通過全廠布局的4G網絡，利用手機、平板電腦等移動終端即可向物流小車發出配送指令。車間裏配備液晶顯示看板，能夠及時監控生產、高空物流、地面物流等情況。
同時，工廠生產線的信息也與外部用戶緊密聯接。客戶可以在移動端APP中輸入訂單號，查看產品生產、倉儲、配送的最新進展。這為今後推行用戶個性化訂制C2M模式，打下了基礎。
吳文新認為，去年國家提出了“中國制造2025”戰略規劃，新一代信息技術與制造業的深度融合正在引發具有深遠影響的產業變革，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。
“美的家用空調有六個工廠，其中廣州、武漢工廠成為智能制造的示范點，目前各有兩條自動化生產線，一旦成熟，其它工廠也會複制這些做法。”吳文新說，要用五年時間，花40到50億，建立標准的智能工廠，以快速地響應市場。
空調總裝線將只保留三成工人
自動化、信息化、智能化，是美的家用空調智能制造規劃的“三階段”。吳文新介紹，美的空調自2011年開始推進自動化到2015年，已在智能制造方面累計投入10億元，現有機器人數量562台，平均自動化率16.9%，遠高於行業7%的平均水平，已節約人力成本2.2萬。
隨著中國人口紅利的逐漸消失，招工難、人工成本抬升等因素促使像美的這樣的制造巨頭加快了“機器換人”的步伐。
吳文新介紹說，2011年美的家用空調用工人數為達到峰值的5萬人，2015年減少至2.8萬人，2018年將進一步減少到1.6萬人。“未來，空調總裝線只保留三成工人;零配件的生產線希望實現無人化。”
與之形成鮮明對比的是，生產線上機器人數量從2011年的50台，增長至2015年的562台，2018年將進一步增加到1500台;自動化率也有望在2018年進一步提升至50%。隨之而來的結果是，空調的月產能會不斷擴大，由2015年的400萬台，提升至2018年的500萬台。
在這個過程中，美的希望逐步建成設備自動化、生產透明化、物流智能化、管理移動化、決策數據化的智能工廠體系。以一條普通生產線為例，如果建成全智能生產線，工人的數量將從160人減至51人;機器人從0個增至68個;一次組裝合格率從97%提升至99.9%;轉換產品型號的時間從45分鍾縮短至3分鍾;自動化率從內機4%、外機8%，提升至內機64%、外機65%。
所以，吳文新強調，推動智能制造技術是基於對多重因素的考慮，首先智能制造技術可以提高產品質量，合格率的提升能增加客戶忠誠度;其次，智能制造技術可以實現柔性化生產，轉換產品型號的時間縮短至3分鍾，讓工廠可以生產多批次、小批量的訂單，甚至滿足個性化訂制需求;第三才是對成本的考慮。
難點在於工藝流程標准化
作為美的南沙工廠自動化生產線建設的合作夥伴，博眾精工科技有限公司的總工程師楊愉強感歎，德國2013年提出工業4.0，計劃花15至20年去實現。中國跳過工業3.0(自動化)，直接從工業2.0(大規模生產)向工業4.0(智能化)轉變，必然會經曆陣痛。
楊愉強回顧，剛與美的開展合作時，原本認為空調制造要實現C2M訂制化生產非常困難，但由於美的已提前對工藝管控、產品尺寸等方面進行標准化、模塊化處理，而且將生產工藝全部分享，所以這兩條生產線的智能化改造很快就完成了。
按照計劃，南沙工廠兩條自動化生產線每台空調的生產節拍是14秒，但目前仍需20秒。吳文新坦言，還需進一步調試，預計到2016年春節後，可具備C2M訂制化生產的條件。
推進過程最大的難點在哪裏?楊愉強表示，手工組裝對零件的精度要求沒那么高，但從工業2.0直接跳到工業4.0，“自動化就一定要求零件標准化，滿足在公差范圍。一些零件標准有差異，只能與視覺傳感器等結合來解決。”
具體來說疑點、難點在於，“一是對來料質量、尺寸的管控;二是工藝次序的調轉會否對產品品質有影響;三是哪些地方用機械手、要有幾個功能、投入多少、多久有效益等，真正評價經濟效益很難;四是工藝、工序、工時上緊密合作。”楊愉強認為，這次美的與博眾緊密配合，才攻克了不少難關。他還提醒說：“自動化一定要規劃未來幾年的產品形態，否則投資巨大的自動化生產線在幾年後可能會過時。”
美的南沙空調工廠廠長汪小進透露，他們從2014年開始籌劃，前期做了很多調研，目前這兩條自動化生產線的自動化率達到64%、65%，已考慮到未來產品型號轉換的問題，內機生產線現可兼容4個系列100多個型號。早在2010年，美的集團便提出自動化戰略，招聘了上百人的自動化團隊，為此次轉換成功提供了技術支持。“但對比2018年目標，現在又是新起點。”
吳文新認為，推進智能化需要全面規劃。空調是充分競爭的行業，實施智能化生產在考慮成本節約的同時，一定要提升產品可靠性。“我們很謹慎，先做了3D模擬視頻，之後又花7萬元做了模型，在充分論證後才敢真正動手改造。”
智能制造包括智能化產品、訂單智能化、生產智能化、供應智能化、物流智能化及服務智能化等多方面。吳文新透露，到2016年8月，美的家用空調所有產品都將標配WIFI功能，未來還會具有自診斷、自學習等功能。目前，美的集團已把旗下各個事業部的服務業務進行整合，在智能服務方面會統一規劃和推進。