“制造”智能制造:均普智能工业数字化实践样本

Mark wiens

发布时间:2023-02-03

“制造”智能制造:均普智能工业数字化实践样本

  2022年6月,40辆披着红花的重载卡车从宁波均普智能制造有限公司(以下简称“均普智能”)的工厂内驶出,一路北上,目的地是位于辽宁沈阳沈北新区的采埃孚伦福德汽车系统有限公司(以下简称“采埃孚”)。

  卡车上装载的是均普智能为采埃孚设计的一条超大规模电驱系统自动装配线+工作站组成,包含装配、测试等200多道工序。这是宝马第五代电驱系统 “Heat”的生产线。

  “这套产线秒/件,在满产状态下每年可以为宝马释放近40万台新能源电驱产能。”均普智能上海总经理汤瑾俊对《商业江湖》如此表示,“业内常规电驱系统产线秒不等,而我们此次将节拍提高到49秒/件,相当于将生产效率提高了2-3倍。”“Heat”电驱系统是宝马新能源汽车最重要的零部件之一,

  这是均普智能在中国区验收完成的最大单体项目(截至2022年底),前后投入了60名工程师、花费了18个月才完成这条产线的研发搭建、多轮额外的样件生产和验证工作。

  汤瑾俊说,从某种角度看,这个产线是主机厂商(宝马)、零配件厂商(采埃孚)和制造装备服务商(均普智能)三方联合研发的产品,“我从业十几年也只遇到这一次。”装载成品产线的物流货车出发之前,宝马、采埃孚和均普智能的同事们一起拍了张合影。“三个团队,30多人,一起合影,那种感觉就像是嫁女儿。”汤瑾俊说。

  身处宁波的均普智能为何能得到欧洲厂商宝马和采埃孚如此的信任?这或许要从均普智能“从欧洲到中国,再从中国到全球”的历史发展说起。

  2013年,在汉诺威工业博览会上,德国联邦教研部和联邦经济技术部提出了“工业4.0”的概念,随后以智能制造为主导的第四次工业就席卷全球,为制造业智能化转型提供了具象的未来。

  而很少有人知道,这个概念起源于德国巴伐利亚州东部城市安贝格的西门子工厂。这里是德国政府、企业、大学以及研究机构合力研发全自动、基于互联网智能工厂的样板工厂,因此这里也被称为工业4.0的“诞生地”——而该工厂的产线正是由均普智能的安贝格工厂制造。这家工厂的前身是德国著名的自动化产线供应商IMA Automation。从这次收购开始,此后几年间,均普智能又相继收购了包括奥地利M&R、美国Evana在内的多家“行业隐形冠军”级别的自动化公司,最终成为一个在全球拥有8家工厂、4大技术服务中心、1800多名员工的全球智能制造装备及工业数字化服务的供应商巨头。

  “我们收购这些企业时,秉持着两个原则,一是相互之间有可协同性;二是在国内有机会的行业。”均普智能董事长周兴宥对《商业江湖》说,作为制造业大国,中国有着丰富的制造产业生态,因此在收购装备制造企业时,他们希望“收购的范围稍微广一点,那么我们工具箱里的工具会多一点,在中国市场应用的机会也会多一些。”

  世界范围的收购给均普智能带来先进的自动化技术,同时也拓宽了业务渠道。“我们欧洲公司早在上世纪90年代就和采埃孚合作,帮他们建立了多条产线,所以在中国市场他们会选择继续和我们合作。”汤瑾俊说。

  在收购了一系列公司后,均普智能就拉开了整合的大幕,希望挖掘这些“行业隐形冠军”的最大价值,应用于中国蓬勃发展的智能制造行业。

  “我们从2017年6月开始对全球公司资源进行整合,到现在我们完成了客服、技术、人才、服务等领域的协同工作,最终完成‘全球协同发展、深耕中国市场’的战略目标。”周兴宥对《商业江湖》说,在制定这个战略目标的时候,部分海外员工认为这种整合让均普中国“获得了技术,并抢占了市场机会”,因此均普智能高层花了许多时间来“安抚”他们。

  “我直接告诉他们,你们放心好了,中国蛋糕做大了一定会反哺海外公司的发展。中国有市场、有技术,有人才,一定会将这些技术开放给海外公司,以更强大的力量反向输出。现在这些也都逐步实现了,比如我们国内研发的扁线电机现在已经开始反哺海外公司,增强他们在市场上的竞争力。”

  周兴宥说,当前中国制造业的自动化数字化程度还不高,如果以蒸汽机、电气、IT、大数据技术分别对应工业1.0-4.0时代,

  周兴宥说。2022年11月,均普智能总经理解时来带领公司管理层走访了欧洲企业,在参观了西门子安贝格工厂时他惊喜的发现,均普智能的设备正在帮助西门子生产高端。“有意思的是,我们的设备也用了西门子的,我们用西门子的产品做了一个产线,然后用这个产线来生产西门子的这款产品……这就像是一个良性循环。”解时来说。

  如果将这个循环放大,从某种角度看在工业4.0的诞生地——西门子安贝格工厂中,均普智能的“技术反哺全球”正在变成现实。

  经过几年的整合,今天的均普智能主要为、医疗、高端消汽车工业、费品、工业机电等行业提供智能制造装备及工业数字化服务,其中新能源智能汽车业务占比超过六成。

  并非所有的行业都适合非标自动化生产,业内认为非标自动化应用最多的行业有汽车、光伏、高端电子消费品、新能源、医疗等。

  “我们选择了几个未来可能在中国市场快速崛起的行业进行深挖,希望将这些行业做精做透,提高这些行业的自动化程度。”周兴宥说。

  这种“做精做透”的战略构想在博朗剃须刀的产线年,均普智能为博朗剃须刀在上海建造了一条全自动产线多个精密零部件的生产组装,实现了4.2秒/件的节拍数据。

  搭建完这条产线后,周兴宥曾陪同业内专家前去参观,时任大连理工大学校长的郭东明院士盯着产线上的设备研究半晌,回头问周兴宥“这个装备是你们自己做的”?得到肯定的回答后,郭东明大为赞叹,立刻邀请周兴宥加入他发起的“全球智能制造联盟”,郭院士说他本没想过邀请装备企业参加该联盟,但看到这个设备后他改变了想法。

  从某种角度看这种“机构”也是一种“机器人”,是应用范围狭窄但极为专业的机器人,与通用机器人相比,此类“机构”柔性化程度不够,但是在特定场景下它的效率远超通用机器人。

  卓越的“硬件”设计能力强化了均普智能加工复杂零部件的能力,因此有实力承接更多前沿产品。除了博朗剃须刀这种高端消费品之外,均普智能还在医疗领域收获更多订单——他们在欧美市场设计建设了一系列医疗产品的自动化产线,涵盖抗原试剂、胰岛素、皮下避孕针等产品的生产线。

  非标自动化的工作可以简单地理解成将实验室研发产品的流程搬到车间内,将实验室那种手工、不稳定的、低效率的产品研发变成一个自动化的、稳定的、高效率的量产产线。

  这个过程既复杂又琐碎,从复杂角度看,这些产线需要将研发人员工在实验室打磨数日的精密零件以几秒钟的时间用机械加工完成;从琐碎角度看,为了拧紧一颗颗螺丝,他们需要设计专门的“拧紧工位”来满足生产需求。

  均普德国已经和西门子合作数十年,但这条成都产线反而超越了他们早前的合作水准。除了西门子之外,均普中国和济南费斯托的合作也有着类似的过程。2021年7月,全球知名的自动化技术供应商费斯托和均普智能签订了一条价值数千万、用以生产VUVG阀(气缸上的控制阀)的订单。8个月后均普智能出色的完成了这个订单,并实现了10秒/件的节拍。这个数字超过了此前费斯托和德国均普合作的节拍数据,德国那条产线秒/件。

  这些“青出于蓝而胜于蓝”的案例证明了均普智能正在用“中国成本,中国速度”来升级“从实验室到工厂”业务流程,并实现从中国到全世界的反哺战略。

  怎样将智能制造装备协同运转起来并顺利生产制造出合格的产品?这就是工业软件在生产中的“大脑”作用。

  生产管理软件主要用以满足管理者了解产线全貌的需求,“管理者无论在全球任何地方,都可以随时查看产线的生产状况。”

  宝马“Heat”生产线就采用了此类软件,该产线配备了均普智能的“工业4.0套装软件”, 包含综合效率追踪模块(OEE模块),瓶颈工位追踪模块(BN模块),产线节拍优化模块(OP模块),质量分析模块(AN模块)等不同的软件系统。其中综合效率追踪模块(OEE模块)就起到了监督生产管理和工厂定制化现实应用的作用,该模块可以追踪产线的设备综合效率,以方便厂方精准判断当前的生产状况是否符合预期。

  产线优化软件要做的就是在学习了大量数据后找到最合理的配比——以适合的温度、距离进行焊接,既保证成品率,又提高生产效率。

  “物料优化软件”并不是特定名词,业内对此类软件并没有一个标准的称谓。这指的是通过计算来提升一些关键物料、配件的组装效率的软件。

  无论是传统燃油汽车中的变速箱,还是新能源汽车中的减速箱,这些零件的组装一直都是一个难题。箱体内有大量齿轮,大部分企业在组装完后都需要经历‘磨合期’的测试才能找到最佳的运行状态,而如果能将这些齿轮精准装配,一次性找到最佳运行状态,那就可以节约磨合时间提高装配效率。均普智能的“物料优化软件”就是一种可以精准装配变速箱的优化程序。

  我们在齿轮的安装过程中用软件进行‘动态测量’,让齿轮一边安装一边运转,在运转的过程中去计算测量他们的最佳状态,随后按照软件计算出的最优结果来调整安装,最终实现安装和测试协同进行,节约大量的磨合时间。

  “早前自动化程度没有这么高,大部分企业都是将齿轮装配完毕后再进行检测,这两个流程分开操作,这样不仅耽误时间,同时还很容易导致良品率下降。而我们的优势在于不但将装配和测试协同进行,同时还保持了极高的良品率。”汤瑾俊说,从生产效率看,在“物料优化软件”的协助下,变速箱、减速箱的生产效率可以提升30%,同时良品率也提升5%-10%。

  正是这一软件优势,让均普智能在欧洲市场成为制造业的宠儿:市场有40%的差速器产品由均普智能设计的产线制造生产。

  2018年至今,均普智能在全球范围交付了近30条电驱相关的智能化产线,服务于雷诺、菲亚特、捷豹、奔驰、宝马以及国内造车新势力等品牌。均普智能发布的2022年半年报指出,公司新能源智能汽车业务新接订单9.1亿,同比增长63%。

  显然,工业软件已经成为均普智能攻城拔寨的利器之一。“我们不是卖软件,而是售卖以软件带动的自动化升级改造服务。”周兴宥说,进行简单的二次开发后,这些软件可以应用在多种制造业场景中,最终帮助中国制造业更快速的进入工业4.0时代。

  目前,我国汽车、船舶、飞机、工程机械等重点制造行业使用的工业软件大多来自Ansys、西门子、达索、PTC、Autodesk等国外知名企业,CAD、CAE、CAM等核心工业软件国内企业市场占有率极低,关键领域和环节技术产品严重受制于人。造成这种差距的原因,一方面是由于技术门槛:工业软件是一门交叉学科,涉及数学、力学、电学、化学、机械、物理等学科,因此对设计人员提出了极高的知识要求。

  工业软件是工业化过程中长期积累的工业知识的结晶,是伴随工业化发展应运而生的软件系统,它的发展需要和工业实践紧密结合,如上述均普智能的各种“智能模块、软件系统”都是经过长期工业实践总结归纳而成的软件系统。

  集合了“硬软件”两种核心技术后,均普智能也在调整自己的定位,他们希望在中国制造崛起的过程中扮演更加重要的角色——他们以 “二级工业母机”来定位自己在制造业的地位。

  “德国的工业技术为什么全球领先,一个重要原因是他们机床技术比较好,高端机床生产出来的零部件精度很高,因此像在差速器、减速机等精密配件的装备中就更加的精准高效。”周兴宥说,近几年日本机床的制造精度也逐步提升,而在这方面我们和国际的差距还比较大。

  “我们通过设备来控制产线的生产质量,让产线不仅实现人工替代,同时也让产品始终保值着稳定、可控、较高的工艺水准,并且可以通过软件系统持续提升这种生产能力,而这也是提升中国制造能力,拉近技术差距的解决方法。

  简单的说,均普智能希望通过自己的努力,让我国在“一级母机”方面落下的身位,在“二级母机”领域追回来。

  现在,均普智能的这些愿望正一步步的转换成现实数据,目前均普智能工业数字化应用软件已成熟应用于公司70%以上的智能制造装备中,赋能SHW(施宏威公司)数字化工厂减少产线%;协助Danfoss(丹佛斯)阀体产线%;同样的,在上述采埃孚产线上,均普智能的工业软件提高了采埃孚动力总成工厂产线%……

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