韓寶國

基于對我國制造業(yè)重點城市佛山的調(diào)查，佛山數(shù)字化共享工廠的實踐經(jīng)驗，表明建設(shè)數(shù)字化共享工廠有助于推動工業(yè)機器人在制造業(yè)的應用，并加快我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐。

中國制造面臨轉(zhuǎn)型升級的緊迫任務，需要制造出更多質(zhì)高價優(yōu)的產(chǎn)品，這就要求制造企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式，應用先進技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。應用工業(yè)機器人是中國制造業(yè)企業(yè)提升企業(yè)競爭力的一個選擇。應用工業(yè)機器人能夠減少勞動力投入，節(jié)省廠房空間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善生產(chǎn)環(huán)境，提升產(chǎn)出效率。近幾年，隨著機器人制造成本的不斷下降和性能的提升，全球工業(yè)機器人的應用滲透呈快速增長的趨勢。根據(jù)世界機器人聯(lián)合會（IFR）數(shù)據(jù)，2017年我國工業(yè)機器人的平均密度約為97臺/萬人，略高于世界平均水平85臺/萬人，但遠遠低于韓國710臺/萬人的水平。比較來看，我國工業(yè)機器人應用的空間還很大，工業(yè)機器人推動我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的潛力還遠未釋放出來。

工業(yè)機器人應用受諸多因素影響，增強制造業(yè)企業(yè)對工業(yè)機器人應用價值的認識是重中之重。根據(jù)對佛山機器人應用情況所做的調(diào)查，總結(jié)起來主要有以下幾點：一是企業(yè)管理者對工業(yè)機器人的價值認識不夠;二是機器人應用項目具有一定的風險性;三是機器人應用項目需要圍繞制造業(yè)企業(yè)的工藝步驟進行個性化開發(fā)，技術(shù)復雜，同時前期投入較大;四是工業(yè)機器人應用人才短缺;五是在機器人應用服務廠商與制造業(yè)企業(yè)之間缺乏有效對接的橋梁。

為了解決以上問題，佛山市依靠專業(yè)化的機器人制造工廠與專業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)全面對接，在工業(yè)機器人應用推廣方面取得了顯著進展，傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快。

佛山數(shù)字化共享工廠實踐

佛山機器人應用集成企業(yè)在實踐中摸索出了“數(shù)字化共享機器人工廠”模式。機器人裝備制造業(yè)企業(yè)建設(shè)示范共享機器人工廠，讓機器人應用效益直觀顯現(xiàn)出來。在佛山南海，長期從事焊接機器人制造的泰格威公司，建設(shè)了一條鋁材門窗的工業(yè)機器人數(shù)字化生產(chǎn)線。工業(yè)機器人根據(jù)客戶門窗規(guī)格數(shù)據(jù)設(shè)置工藝參數(shù)，從原材料進入生產(chǎn)線到門窗最終產(chǎn)品實現(xiàn)了全自動化。生產(chǎn)資料計劃系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)無縫對接，可以根據(jù)客戶的要求按需定制。機器人集成系統(tǒng)在上料部分有公司的核心技術(shù)。鋁合金門窗制造銷售企業(yè)，從上游原材料供應商購買鋁材后，不再自己組織生產(chǎn)，轉(zhuǎn)而從共享工廠那里直接得到門窗成品。傳統(tǒng)門窗生產(chǎn)線所需人工多，占地面積大。共享工廠提高了鋁門窗生產(chǎn)的自動化水平，大大減少了人工和用地需求，同時數(shù)字化工廠的實施提高了產(chǎn)品個性化定制的水平，對客戶需求的響應時間明顯加快。門窗生產(chǎn)自動化后，勞動力崗位需求由原來以操作型為主向操控型轉(zhuǎn)變。機器人工廠投入運營后，系統(tǒng)的操作人員和維護人員崗位增加，崗位人員的勞動附加值增加，全員勞動生產(chǎn)率得到大幅提升。共享工廠的建設(shè)投入約600萬元，由上游鋁材原材料廠鳳鋁（獲工信部“中國制造業(yè)單項冠軍企業(yè)”稱號）、下游門窗制造廠商和裝備制造商泰格威公司共同承擔，以按件計價的形式從鋁門窗加工費中逐步提取。按照現(xiàn)在的加工量計算，兩年內(nèi)就能收回建設(shè)成本。示范機器人共享工廠運行一段時間后，將會移到上游鋁合金原材料工廠，原來的諸多中小鋁合金門窗制造企業(yè)將不需要直接制造門窗，更多的精力可以放在營銷和服務上面。上游的鋁合金廠將業(yè)務向下延伸，對于提高自身的競爭力也是大有裨益的。幾方共贏的局面形成后，泰格威公司已有6條數(shù)字化共享工廠生產(chǎn)線被預定。

除了專攻焊接工業(yè)機器人的泰格威公司，佛山還有高立威、新鵬等機器人公司在快速發(fā)展壯大。佛山高立威公司是一家扎根玻璃深加工領(lǐng)域18年的裝備制造業(yè)企業(yè)，能夠提供玻璃深加工智慧工廠方案，其研發(fā)的數(shù)字孿生平臺可以仿真虛擬運行數(shù)字化玻璃深加工機器人工廠。在數(shù)百米的生產(chǎn)線上，玻璃的搬運、磨邊、切割和中控，都實現(xiàn)了自動化。如果以傳統(tǒng)生產(chǎn)線需要300人來測算，高立威公司的機器人全自動化生產(chǎn)線只要70人，兩年就可以收回前期投入。佛山新鵬機器人和佛山東鵬陶瓷正在做整個工廠的智能化改造，新鵬機器人研發(fā)了全面的信息化管控軟件系統(tǒng)，通過分置全廠的1萬～2萬個傳感器實時傳送數(shù)據(jù)，可以把生產(chǎn)線的運作情況實時管控起來，提升工廠生產(chǎn)、能耗、安全、維修等多方面的管理水平。

總結(jié)佛山數(shù)字化共享工廠初見成效的原因，我們可以發(fā)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈互利共贏是關(guān)鍵。上游廠商推動機器人應用，下游廠商順應變化，專注于自己的營銷服務網(wǎng)絡(luò)。參與共享工廠建設(shè)的廠商共同商議確定資本投入、風險利益分攤機制，共享技術(shù)進步帶來的收益，形成多方共贏的利益共同體。鋁合金門窗制造業(yè)在佛山是優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)銷量大，這為共享工廠達到規(guī)模經(jīng)濟水平提供了基礎(chǔ)條件。泰格威作為多年深耕焊接機器人的系統(tǒng)集成廠商，技術(shù)實力強，對鋁門窗生產(chǎn)工藝熟悉，成功地實現(xiàn)制造流程數(shù)字化、自動化。共享工廠的計價形式是自然透明的，按件收費。共享工廠以上游原料廠商的客戶群為主，節(jié)約了搜尋成本，供需信息不對稱的問題得到了較好解決。機器人集成商專注于共享工廠核心技術(shù)，上游廠商專注于原材料生產(chǎn)，而下游廠商專注于銷售網(wǎng)絡(luò)和售后服務，產(chǎn)業(yè)鏈得到垂直整合。上下游廠商間的交易成本大大降低，專業(yè)深化帶來的經(jīng)濟效益凸顯，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展活力顯著增強。

推廣數(shù)字化共享工廠的建議舉措

實施數(shù)字化共享工廠，裝備制造企業(yè)、制造業(yè)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、研發(fā)機構(gòu)和政府要多方聯(lián)動。數(shù)字化共享機器人工廠的實施要考慮幾個關(guān)鍵要素：一是要服務地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè); 二是制造環(huán)節(jié)要適合工業(yè)機器人的應用，目前工業(yè)機器人能夠上場的工藝環(huán)節(jié)還主要是搬垛、切割、焊接、噴涂等，佛山主要應用于門窗制造、陶瓷潔具等行業(yè);三是工業(yè)機器人集成廠商要有實力;四是政府產(chǎn)業(yè)政策的支持要有針對性;五是資本市場與裝備制造企業(yè)有效對接;六是共性技術(shù)開發(fā)要多方參與;七是人才隊伍建設(shè)要跟得上。

機器人企業(yè)要主動服務區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈集聚的行業(yè)。共享工廠需要達到規(guī)模經(jīng)濟，才能出效益，這需要充足的訂單。原料供應商、制造廠商在區(qū)域內(nèi)的集聚是必要條件。裝備制造業(yè)企業(yè)，行業(yè)協(xié)會，研發(fā)機構(gòu)和政府要多方聯(lián)動，把某一個制造業(yè)行業(yè)的共性生產(chǎn)提煉成一個數(shù)字化工廠。如前所述的佛山泰格威公司的鋁門窗共享工廠，服務的就是佛山鋁型材制造和再加工行業(yè)，這個行業(yè)佛山在全國具有領(lǐng)先地位。專注于噴涂工藝的新鵬機器人為行業(yè)提供“交鑰匙”工業(yè)機器人應用解決方案，其服務的陶瓷行業(yè)也是佛山的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

政府積極推動工業(yè)機器人應用及智能化工廠建設(shè)。政府的政策支持一般包括補貼制造業(yè)企業(yè)應用工業(yè)機器人，對應用本地生產(chǎn)的機器人給予更高的補貼額度;政府牽頭建設(shè)機器人創(chuàng)新基地，對機器人企業(yè)提供場地租賃優(yōu)惠及稅收扶持等;根據(jù)機器人企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品的銷售情況，對機器人企業(yè)的有效研發(fā)予以補貼;支持企業(yè)進行技術(shù)改造。如 《佛山市工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造三年行動計劃（2018-2020年）》提出，“以提高裝備智能化率、成果轉(zhuǎn)化率、勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品優(yōu)等率等為主攻方向，開展智能工廠培育試點，推廣重點行業(yè)智能化車間，加快舊生產(chǎn)設(shè)備計量技術(shù)改造，建設(shè)智能工廠。推動工業(yè)機器人在汽車制造、陶瓷建材、家用電器、電子信息、機械裝備以及民爆等行業(yè)領(lǐng)域廣泛應用”。

政府搭建融資平臺解決共享工廠資金投入問題。共享工廠投資大、風險高，單靠企業(yè)自身籌措資金，存在融資慢、融資難的問題。政府搭建一個裝備制造業(yè)企業(yè)和投資機構(gòu)、金融機構(gòu)對接平臺，讓資本市場助推企業(yè)技術(shù)革新，讓企業(yè)的項目在資本市場的考驗下優(yōu)勝劣汰。以佛山市為例，截至2018年11月，全市共有上市公司58家，新三板掛牌企業(yè)93家，其中有26家裝備制造業(yè)上市公司和42家裝備制造業(yè)新三板掛牌企業(yè)。佛山市2018年新增裝備制造業(yè)上市企業(yè)在資本市場成功融資7.89億元，資本市場資源配置的基礎(chǔ)性作用逐步發(fā)揮出來。

政府支持大學、科研院所建設(shè)共性技術(shù)開發(fā)平臺。共享工廠的工藝過程與行業(yè)屬性緊密相連，如玻璃深加工行業(yè)就與鋁合門窗加工行業(yè)不同。針對行業(yè)開發(fā)數(shù)字化共享工廠，需要裝備制造企業(yè)對行業(yè)制造全生產(chǎn)線熟悉，同時又要解決關(guān)鍵環(huán)節(jié)的機器人應用問題，如在鋁門窗生產(chǎn)過程中，焊接和上下料環(huán)節(jié)就需要企業(yè)有核心技術(shù)，這個核心技術(shù)能夠通用于行業(yè)內(nèi)大部分的制造企業(yè)。共性技術(shù)的開發(fā)，需要研究機構(gòu)、裝備制造企業(yè)和共享工廠的使用方——下游制造企業(yè)共同來參與。廣東省科技廳、佛山市、南海區(qū)和廣州工業(yè)大學共同成立了“佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院”，建設(shè)了機器人應用共性技術(shù)研發(fā)平臺，為機器人應用企業(yè)提供了強大的技術(shù)支持。

合作企業(yè)通過協(xié)商建立起多方共贏的資金投入和利潤分享機制。制造業(yè)企業(yè)面臨競爭，唯一的出路是降成本、提高生產(chǎn)效率。裝備制造商前期投入建設(shè)示范共享工廠，通過實際運行來證明以工業(yè)機器人為主要組成部分的數(shù)字化共享工廠可以大大提高生產(chǎn)效率，同時通過幾方商議的計價形式來支付共享工廠的資本投入費用和使用費用。使用廠家不用前期就投入大量資金來購買設(shè)備，而是采用從生產(chǎn)加工費用中逐步扣除資本投入的方式。當產(chǎn)量較大時，裝備制造廠商可以很快收回投入成本及應得利潤，同時下游勞動密集型制造企業(yè)切實體會到制造成本降低的好處。參與方共贏的局面形成后，共享工廠模式就能得到健康發(fā)展。

裝備制造業(yè)企業(yè)通過數(shù)字化改造提升共享工廠效益。推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)和必要條件。數(shù)字化和自動化是企業(yè)實現(xiàn)智能制造的兩大支柱，自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)柔性，必須依賴數(shù)字化系統(tǒng)的支撐。共享工廠面對用戶多，對制造產(chǎn)品的個性化需求也多，同時對交貨時間、產(chǎn)品質(zhì)量也有諸多要求，這需要共享工廠能夠把生產(chǎn)計劃系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)整合成一個有機的整體，這需要切實提高生產(chǎn)制造過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化。數(shù)字化改造的落腳點首先是提高共享工廠數(shù)字化研發(fā)工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能級。

學校企業(yè)合作培養(yǎng)數(shù)字化共享工廠高技能技術(shù)人才。數(shù)字化共享工廠的建設(shè)和運營需要多方面的人才，技術(shù)人員需要掌握生產(chǎn)線工藝、工業(yè)機器人等制造單元的維護及生產(chǎn)制造系統(tǒng)的運行和維護等。人才短缺往往成為企業(yè)智能化升級改造的瓶頸，企業(yè)要積極主動尋求與學校的合作，提早布局，共同培養(yǎng)高技能技術(shù)人才。佛山泰格威公司的做法是與高職院校成立學徒制班，學生的培養(yǎng)計劃由學校和企業(yè)共同制定，學生實習培訓的崗位就是正在運行的共享工廠的崗位，學生畢業(yè)即就業(yè)，這種做法值得借鑒。