30年前的4月9日，世界上第一個(gè)無人工廠在日本誕生，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步以及人力成本的提升，無人工廠在世界范圍內(nèi)逐漸普及。越來越多的人工智能被應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域，成為現(xiàn)代制造業(yè)的新生力量。

追根溯源

第一座“無人工廠”在日本建成

“無人工廠就是全部生產(chǎn)活動由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，生產(chǎn)第一線配有機(jī)器人而無需配備工人的工廠。”東北大學(xué)人工智能與機(jī)器人研究所所長趙殊穎介紹說，1984年4月9日，世界上第一座實(shí)驗(yàn)用的無人工廠在日本筑波科學(xué)城建成，并開始進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所研究員吳新宇告訴科技日報(bào)記者：“因?yàn)槿毡颈容^缺少人力，因而很早開始重視機(jī)器，率先建造了可以提高生產(chǎn)效率的無人工廠。這也是為什么世界上第一個(gè)無人工廠在這里誕生。”

按照日本產(chǎn)業(yè)機(jī)器人工業(yè)會常務(wù)理事米本完二的說法，正是從這一時(shí)期開始，機(jī)器人受到企業(yè)主的歡迎，經(jīng)過短短的十幾年，日本一躍成為機(jī)器人王國，機(jī)器人的產(chǎn)量和實(shí)際安裝臺數(shù)在國際上躍居首位。

效率有多高

從百人到四人，從兩周到一天

“在運(yùn)用了人工智能的無人工廠中，所有工作都由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、無人運(yùn)輸小車和自動化倉庫來實(shí)現(xiàn)，人不直接參加工作。工人成為了‘指揮員’和‘醫(yī)生’，白天，工廠內(nèi)只有少數(shù)工作人員做一些核查，修改一些指令;夜里，只留兩三名監(jiān)視員。” 趙殊穎說。

以往需要用近百名熟練工人和電子計(jì)算機(jī)控制的最新機(jī)械，花兩周時(shí)間制造出來的小型齒轉(zhuǎn)機(jī)、柴油機(jī)等，有了無人工廠只需要用4名工人花一天時(shí)間就可制造出來。

通常情況下，無人工廠只是某一企業(yè)的“無人生產(chǎn)車間”，是企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，據(jù)趙殊穎介紹，除了在直接生產(chǎn)過程中的操作者、管理者外，在生產(chǎn)過程背后還是龐大的科研和管理隊(duì)伍。

趙殊穎表示，人工智能的工業(yè)應(yīng)用是一個(gè)繁雜的系統(tǒng)工程，而無人工廠的關(guān)鍵性技術(shù)則包括柔性化的生產(chǎn)技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人的控制技術(shù)，整體安全和監(jiān)控的技術(shù)，所有機(jī)器的系統(tǒng)安全的監(jiān)控等。“每個(gè)機(jī)器人的狀態(tài)、每個(gè)儀器的狀態(tài)，有什么問題都要提前預(yù)警。在現(xiàn)階段的生產(chǎn)線上一定程度上實(shí)現(xiàn)了非常高的自動化，各部分機(jī)器人協(xié)同來完成裝載、移動、加工、裝箱等各種操作。”

覆蓋有多廣

全球工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量已超百萬臺

“如今在汽車及飛機(jī)制造等領(lǐng)域無人工廠已相當(dāng)普及。這些生產(chǎn)線幾乎都是機(jī)器人在操作，人在旁邊起輔助作用，比如在一些塑料配件生產(chǎn)的工廠，都可以實(shí)現(xiàn)無人生產(chǎn)。”吳新宇告訴科技日報(bào)記者。

在無人工廠中工業(yè)機(jī)器人是核心裝備，汽車制造、機(jī)械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)都涉及工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，工業(yè)機(jī)器人經(jīng)歷近半個(gè)世紀(jì)的迅速發(fā)展，其技術(shù)日趨成熟，已在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

“工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。”趙殊穎說，“尤其是在一些特殊作業(yè)的環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人更是替代人力的不二首先。”

據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會和國際機(jī)器人聯(lián)合會的統(tǒng)計(jì)，從20世紀(jì)下半葉開始，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭，世界工業(yè)機(jī)器人市場前景很好：1960年—2006年底，全球已累計(jì)安裝工業(yè)機(jī)器人175萬余臺;2005年以來，全球每年新安裝工業(yè)機(jī)器人達(dá)10萬套以上;2008年以后，全球工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)量已超過百萬臺，約為103.57萬臺且這一數(shù)據(jù)還在增長。

“這些工業(yè)機(jī)器人在各個(gè)無人工廠中‘上崗就業(yè)’成為無人工廠的主力軍。”趙殊穎說。

無人工廠在中國

我國工業(yè)機(jī)器人比例約為千分之三

中國已成為工業(yè)機(jī)器人增長最快的國家之一，“現(xiàn)在很多大公司都有引進(jìn)機(jī)器人這個(gè)計(jì)劃，包括富士康、創(chuàng)維等，而且很多公司都在投資研發(fā)生產(chǎn)線，來頂替工人。”

“一方面中國的需要比較多，隨著中國人力成本的增長，越來越多的工業(yè)機(jī)器人被投入使用。另一方面，國外發(fā)達(dá)國家也已經(jīng)大面積使用工業(yè)機(jī)器人，中國還是有很大差距，比如國外一百個(gè)工人里面，可能有三臺機(jī)器人，但我們國家可能一千個(gè)人里面只有三臺機(jī)器人。”吳新宇說。

能否大規(guī)模發(fā)展，與人力成本有關(guān)

英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志稱，“第三次工業(yè)革命”正在進(jìn)行中，那就是制造業(yè)的數(shù)字革命。這里的“第三次”簡單地說，是指工廠的“無人化”與“批量定制。

“我國推廣無人工廠也是一個(gè)逐步地過程。”吳新宇認(rèn)為，中國的人力成本和國外比上漲了很多，未來我們的無人工廠需求很大，但是和國外還是有一定差距。

他認(rèn)為，工業(yè)機(jī)器人會大量進(jìn)入一些工廠里面，會取代百分之二三十的工人，會解放大量的勞動力，進(jìn)入服務(wù)行業(yè)等其他行業(yè)，這是我國近幾年來的目標(biāo)。

但是未來能否大面積使用無人工廠，這與人力成本有關(guān)。“如果工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格能頂替一個(gè)工人一年半的工資，可能很多工廠就會買，如果人力成本還是要上漲，有這個(gè)趨勢的話，我想，未來采用工業(yè)機(jī)器人的工廠還是比較多的。如果人力成本到了日本、歐洲那種狀態(tài)，估計(jì)我們所暢想的無人工廠也會越來越多。”吳新宇說。

廣東省自動化學(xué)會理事長劉奕華分析指出，“無人工廠”使用機(jī)器人生產(chǎn)，雖然先期投入資金很大，但長期效益比人工劃算;而且產(chǎn)品質(zhì)量更有保障，可減少人為質(zhì)量問題。“不過，現(xiàn)在的機(jī)器人技術(shù)在精細(xì)加工環(huán)節(jié)，以及機(jī)器與機(jī)器之間的過渡中間環(huán)節(jié)，技術(shù)實(shí)施有所欠缺，這都是未來努力的方向。”劉奕華說。

企業(yè)家說

把單調(diào)重復(fù)的工作交給機(jī)器人

2011年，富士康掌門人郭臺銘公開表示，富士康將以日產(chǎn)千臺的速度制造30萬臺機(jī)器人，用于單調(diào)、危險(xiǎn)性強(qiáng)的工作，提高公司的自動化水平和生產(chǎn)效率。在設(shè)立基地進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)機(jī)器人的同時(shí)，希望到2014年裝配100萬臺機(jī)械臂，在5到10年內(nèi)看到首批完全自動化的工廠。

近兩年，在不同的場合，郭臺銘都在強(qiáng)調(diào)自動化的重要性，用他的話來說，把單調(diào)重復(fù)的工作交給機(jī)器人，這是中國制造業(yè)向世界發(fā)出的一個(gè)信號，中國要成為“制造業(yè)王國”，成敗之舉在于把“人口紅利”變?yōu)椤邦^腦紅利”。

但是， 有業(yè)內(nèi)人士分析，盡管郭臺銘期待未來以自動化應(yīng)對不斷上漲的薪酬標(biāo)準(zhǔn)帶來的成本壓力和日益激烈的產(chǎn)品競爭，但在短期業(yè)績下滑的年景下，研制和應(yīng)用機(jī)器人的成本約束、工序需求和經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，成為三年“百萬機(jī)器人”計(jì)劃的牽絆。
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