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实地探访德国工业机器人巨头KUKA:纺机企业学到了什么?

作 者:德国工业机器人关注:107发表时间:2018-12-06 13:21:58来源:德国工业机器人

  在奥格斯堡这座靠近慕尼黑的巴伐利亚之城,一辆大巴车沿着蜿蜒狭窄的公路一路前行,停靠在一栋乳白色的五层建筑物旁边,若不是这栋建筑上醒目的橙色“KUKA”标识,很少有人会想到,这就是全球四大工业 机器人生产商之一——库卡集团的全球总部所在地。

  尽管很多中国人因为两年前美的集团的收购知道了“库卡”这个企业的名字,但却很少有国人到访过这里。这栋看起来并不起眼的建筑,既是库卡的研发中心,也是库卡工业机器人的生产基地之一,整个园区大约有3500名库卡员工在这里工作。

  11月5日,中国绿公司联盟的企业家和高管们来到了这里,这是此次“2018中国绿公司联盟海外考察——德国站”的第一站。中国绿公司联盟创立于2013年,是由中国企业家俱乐部组建的致力于推动盟员企业建立并保持可持续商业竞争力的价值分享平台。每年组织一次海外考察,目前已访问过以色列、瑞典、日本、德国。

  库卡营销战略与运营部副总裁、国际机器人联合会(IFR)主席安得利亚斯·鲍尔博士热情地接待了远道而来的中国朋友,并带领大家参观了库卡品牌馆和机器人生产车间,同时就库卡的发展历史、全球战略布局和工业机器人的发展趋势与大家进行了交流。

  鲍尔在库卡已经工作了17年,从博士毕业时起,他就在库卡从事营销战略、品牌和市场推广的工作。作为一名拥有经济学博士学位的专家级高管,他从经济学和战略发展这个独特的视角解读了库卡120年的发展历史。在他眼里,“企业家精神与创新”是库卡持续百年,并仍走在产业发展前沿的重要原因。

  事实上,在“中国绿公司联盟海外考察——德国站”的行前问卷中,企业家和高管们就表现出对库卡的好奇心,大家希望知道:一、库卡这家有120年历史的企业是如何保持创新能力的?二、工业机器人在未来将如何融入生产管理过程?三、库卡的核心竞争力到底在哪里?

  1/库卡百年创新历史:不断引领创新潮流

  “库卡的创新是与企业家精神分不开的。”鲍尔说,“在库卡的百年创业历史中,主营业务经历了若干次重大转变。”

  在库卡品牌馆的“神秘空间”里,鲍尔向大家介绍说:在1898年,库卡刚成立的时候,正是处于用电力取代蒸汽的时代,照明设备是当时最先进的领域,很多企业都在从燃气向电力转型。库卡选择了点焊技术作为创业的突破口,之后又进入垃圾车制造领域,并在20世纪70年代成为全球化的垃圾车供应商。

  当时,戴姆勒奔驰是库卡垃圾车发动机的供应商,由于跟戴姆勒奔驰的合作非常密切,戴姆勒奔驰希望库卡能够为其提供生产车间的点焊技术设备。

  点焊技术这一业务也因此在众多德国汽车生产企业中应用,当然这也与库卡总部奥格斯堡的地理位置有一定的关联。奥格斯堡与戴姆勒奔驰、奥迪和宝马等车企的行车距离只有1-2个小时,这让其点焊业务得以在这些厂家应用。

  20世纪70年代,戴姆勒奔驰希望在生产线上引入美国的一款工业机器人设备,但经过库卡工程师的努力,并没有整合成功,但这却激发了库卡工程师们的斗志,他们决定自己研发一款属于德国人的工业机器人。

  就这样,1973年,由库卡研发的第一代工业机器人就在戴姆勒的汽车生产线上诞生了。

  在起阶段,库卡一直依靠西门子为其提供机器人的软件控制器,直到90年代,由于西门子的工业控制器价格非常昂贵,库卡开始生产自己的控制器单元,而且是基于个人电脑来开发这种控制器,这为当今库卡能够在物联网和工业4.0领域获得领先优势打下了基础。

  但在90年代,互联网基础设施还不成熟,利用个人电脑开发软件被很多人嘲笑,windows也不够稳定,经常死机,很多人怀疑个人电脑能否真的用于对工业生产的控制。

  库卡并没有卷入这个争论,而是在全球第一个践行了自己的想法。后来随着个人电脑的普及,库卡比其他企业发展的都要迅速。

  “库卡的基因里面有这种不断创新和创业的精神。”鲍尔说,“而且这种精神传承到了物联网时代。”

  在鲍尔看来,在当今机器人的变革时代里,大部分工业机器人还是处于被保护和被隔离的状态,人和机器是分离的。在汽车工业生产里面,有一些步骤是完全自动化的,比如车身的生产焊接环节,但在组装的最后环节,像计时器和里程表这样的部件,机器人就无用武之地了,大多数都是由人工来操作的。这是工业机器人领域的缺陷,要么是全自动化,要么是以人为主。

  那么能否开发出一款“人机协作”的机器人呢?一个偶然的机会,让库卡又抓住了机遇。

  鲍尔解释说,库卡在21世纪初,接到了一个德国航空航天局的任务,对于航空航天局来说,工业机器人是很重要的,因为他们很少能把宇航员送上太空,大量的工作要靠机器人,但是这些机器人要很轻,因为在卫星里每一公斤的重量都要付出大量的成本。

  “库卡和德国航空航天局共同开发了世界上第一款轻型机器人”,鲍尔说,“我们看到了这个解决‘人机协作’问题的机会后,在为航空航天局生产机器人的基础上进行了改进,开发出了在工业生产中可以应用的轻量机器人。”

  库卡开发和生产的LBRiiwa不仅重量轻,而且可以零距离的跟人合作,如果有触碰风险,能够马上停下来。这样,库卡就成为世界上第一个生产协作型机器人的厂家。鲍尔说,“最有意思的是,即使是第一款轻型机器人,如今还是处于热卖状态,因为它很精准,而且负重量很大,可以搬起很重的东西。”

  当然,现在库卡又进入了新的发展阶段,鲍尔预测,“在10-15年之后,工厂里也会有工人,但机器人肯定会成为他们的工作助手。”

  安得利亚斯·鲍尔,库卡营销战略与运营部副总裁、国际机器人联合会(IFR)主席

  2/聚焦中国:迎接工业机器人时代

  根据国际机器人联合会(IFR)的统计,2017年全世界的铰链式工业机器人销量是34.7万,在中国的销量达到11.5万台。2018到2020年,IFR预计,全球工业机器人的增长率将达到21%,到2019年底,全球工业机器人的使用量将达到260万台,中国将有75万台。

  库卡如何抓住这个机会?在鲍尔眼里,未来的工业机器人将拓展到除了汽车产业之外的更多领域,库卡也在抓紧布局。这些领域包括:航天、电子、钢铁、消费品、医疗健康、电子商务和零售物流等。

  鲍尔介绍了在医疗领域的案例。他指出,医疗领域之所以用机器人,是因为医疗领域在很多环节都需要安全的流程保障,之前都是由医生来操作,但不同医生由于经验和能力的差异会导致结果差异,无法标准化,机器人的介入可以改变这一面貌。例如,在造影室,机器人可以自动对比某个病人在过去一段时间里的所有X光透视照片,并作出比医生更为准确的诊断。

  在仓储场内物流领域,机器人也大有可为,库卡在前几年并购了专注于这一领域的瑞仕格公司,现在阿里巴巴和亚马逊等大型电商企业都在应用机器人来改善其在商品仓库里的管理效率。

  鲍尔对工业机器人的未来发展非常乐观。他说:“我们所处的产业领域很好,每年的增长率都是两位数,对于中国的企业家来说,都已经习惯两位数的增长,但从全球的角度分析,很多产业的发展是达不到两位数的。”

  鲍尔还指出,在未来全球每生产三个机器人,就有一个将用在中国。他说:“作为国际机器人协会的主席,我跟各个国家都谈判过,中国是聚焦机器人和自动化领域最积极的国家之一,库卡也在极力推动机器人产业的本土化发展,当然库卡也是中国企业,库卡凭借自己在研发领域的优势,已经在中国建设了两个机器人的生产工厂,并且,库卡还在中国建了一个机器人学院,每年能培训几千名学员,他们之中有很多人是企业家,因为他们想改进自己的设备,愿意跟库卡携手并进。”

  3/库卡的创新思维:跨界、柔性、数据驱动

  “只有跨行业才能碰撞出新的火花。”鲍尔说,“库卡未来的创新将围绕着与不同产业的设备制造商合作。库卡是机器人领域的专家,而其他设备制造商则是各自领域里面的佼佼者。例如,在健康医疗行业的松下、西门子、通用医疗等等,通过与这些顶级厂商的研发合作,库卡会逐步进入新的领域。”

  通过系统合作,库卡可以解决很多生产商面临的一个瓶颈问题,就是把机器人与自己固有的生产线相结合。这样,库卡在整体解决方案方面的业务也能得到提升。

  “未来,库卡要将其机器人专业领域从B2B向B2C拓展。”鲍尔说,“在传统工业领域,库卡是有强项的,例如,库卡的工程师可以把航空航天领域里面的人机界面交互拓展到工业生产领域。但在B2C领域里,生产商是不一样的,库卡希望推出一个研发平台,让生产家用机器人的生产商都能够到这个平台上与库卡一起共同研发。在这个平台上,每个直面消费者的生产商都能够开发出自己的生产模块。”

  除了跨界合作,库卡创新的另外一个动力来自市场。鲍尔说,“现在的消费市场趋势是很难预测的,顾客希望获得个性化的产品,我们不知道一年后,市场需求会发生什么变化,各种企业的发展都非常迅猛,现有的设备很难满足快速变化的市场需求,怎么办?生产设备一定要进行快速升级,让生产变得更加柔性,才能满足多变的需求。”

  鲍尔说,在未来,如果有一个设备只能生产一种产品,这个设备就一定很便宜。今后,多功能的机器人将会代替单一功能的设备。因为没有人能预测五年后手机会变成什么样子,所以生产线要变得足够的柔性,才能适合五年以后的柔性需求,这是工业和电子领域面临的共同挑战。

  未来创新还要靠“连接”,这是工业4.0的精髓所在。所有的机器需要互联,通过企业内部的网络,可以随时随地调取设备的运行数据,有了这种数据,企业的生产成本就会降低。

  在鲍尔看来,现实非常残酷,企业不能为了工业4.0而做设备和生产线的改造,必须看到这样的改造与企业的利益关系,只有当这种改造能够节省成本的时候,企业才有意愿投入做工业4.0。

  库卡之所以成为4.0的重要成员,是因为机器人是生产流程的重要部件,如果机器人联网了,就可以获取很多数据,例如组装线的数据,按压力度的数据,焊接质量的数据,等等。所有的数据都是可以统计的,库卡提供了解决方案,机器人可以在云端连接。

  如果客户购买了很多库卡的工业机器人,他们很快就会发现,连接到云端是有很多优点的,可以把一个生产商在不同工厂的数据做实时的对比分析,从而发现哪些流程是好的,哪些是差的,这样就可以进行持续的改进。

  4/库卡的核心竞争力:持续改进式创新

  对于库卡来说,持续改进是每天发生的。在库卡的生产车间里,企业家们看到了一个正在进行测试的工业机器臂在不停的挥舞着。鲍尔解释说,这个机械臂要不停歇的挥舞30分钟,在这个过程中,安装在机械臂上的反射器会实时传送数据给检测设备,从而判断这个机械臂挥舞的角度和稳定性。

  库卡定义的检测误差是在正负0.01毫米之间。鲍尔摸着自己的头发向大家解释说:“这个误差要比一根头发丝还要细。只有在这样的挥臂偏差下,一个大型的机械臂才能握住一个汽车的部件,并精准地安装在其他的零部件上。而且,每个机械臂都有自己需要校准的标准。”

  机械臂能够在运作1万小时之后,仍然保持挥臂误差在可控的区间内。“如果没有这个能力,就无法与其他企业竞争。”鲍尔说。

  作为这样高精度、批量生产的机械臂,一次性生产组装成功的比例有多大呢?“1%以下的失败率,”鲍尔说:“如果失败了,我们会找原因,进行总结,库卡要100%的消除这些失误。”

  例如,在机器臂管箱齿轮里面要加一些润滑油,如果加油不够就会出现问题。库卡会通过称量 机械手臂的重量来确定加油量,这样可以做到更为准确,加足够的油。通过这样不断的减少失误,改进技术,库卡推动了生产的进步。

  事实上,每年库卡将销售额的5%投入到研发里面去,并在全球布局了研发基地,包括中国上海、德国奥格斯堡、美国德克萨斯等。在1.4万余名员工中有1000多名是研发人员。

  来源:中国绸都网


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