基于舊設(shè)備改造升級(jí)助力智能制造業(yè)發(fā)展研究*

熊立貴，涂志剛

（廣東理工職業(yè)學(xué)院，廣東中山 528428）

0 引言

當(dāng)今，隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)全球化，各產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局也正處在大的調(diào)整，許多國(guó)家重塑裝備制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新的優(yōu)勢(shì)，逐步實(shí)施再工業(yè)化的戰(zhàn)略，中國(guó)也制定了第一個(gè)十年《中國(guó)制造2025》綱領(lǐng)，發(fā)展智能設(shè)備是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路。預(yù)測(cè)到2020年，智能制造裝備業(yè)將成為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，建立完善的智能裝備產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)銷售收入將超過(guò)3萬(wàn)億元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)60%，實(shí)現(xiàn)裝備的智能化及制造過(guò)程的自動(dòng)化。2020年中國(guó)智能裝備制造業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到3萬(wàn)億元，振興智能裝備業(yè)、高新技術(shù)改造，并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)換代。

隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，產(chǎn)品新舊更替進(jìn)入快節(jié)奏時(shí)代，投入的生產(chǎn)設(shè)備，僅因產(chǎn)品創(chuàng)新太快，設(shè)備加工的產(chǎn)品就無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)需求，購(gòu)進(jìn)的設(shè)備在很短時(shí)間內(nèi)就不能適應(yīng)發(fā)展需要，這是令每位制造業(yè)從業(yè)者都感到擔(dān)憂的問(wèn)題，導(dǎo)致很多企業(yè)不愿意投入批量生產(chǎn)設(shè)備。技術(shù)進(jìn)步日新月異時(shí)代，從事裝備業(yè)的企業(yè)都希望能夠跟上國(guó)家高速發(fā)展的步伐，渴望自己的企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，淘汰落后的產(chǎn)能，建成適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的智慧工廠，然而很多企業(yè)卻不知如何開(kāi)始，也不愿意放棄經(jīng)營(yíng)多年的現(xiàn)有設(shè)備資產(chǎn)等轉(zhuǎn)而大筆投入建設(shè)新工廠。如何轉(zhuǎn)型升級(jí)現(xiàn)有工廠，首先就是對(duì)目前現(xiàn)有工廠的舊設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)，智能制造的目標(biāo)不僅是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，更是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的智能自動(dòng)化[1-5]。

1 舊機(jī)械設(shè)備目前現(xiàn)狀

造成舊機(jī)械設(shè)備目前現(xiàn)狀的原因有多種：（1）產(chǎn)品更新?lián)Q代，舊產(chǎn)品淘汰不能適應(yīng)生產(chǎn)；（2）磨損嚴(yán)重，加工精度低，影響了加工產(chǎn)品質(zhì)量；（3）工作效率低，多處于半自動(dòng)化狀態(tài)，需要人工作業(yè)量大。由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工程機(jī)械也經(jīng)過(guò)了幾年的飛速發(fā)展期，機(jī)械裝備在生產(chǎn)使用7～8年后，由于運(yùn)行磨損等原因，工廠就會(huì)進(jìn)行調(diào)整，有部分公司就會(huì)根據(jù)發(fā)展需要進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備，將舊設(shè)備淘汰。也有部分公司由資金原因會(huì)保留舊設(shè)備，因此無(wú)論是淘汰的舊機(jī)器進(jìn)入二手市場(chǎng)進(jìn)行交易，還是工廠保留舊設(shè)備，都需要進(jìn)行改造升級(jí)以滿足生產(chǎn)需要。

1.1 舊機(jī)械裝備生產(chǎn)效率低

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備大部分是半自動(dòng)化，它的操作還是以人工為主，送料也是要人工參與操作，連續(xù)生產(chǎn)不僅容易出現(xiàn)偏差，加工的產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保障，這樣的機(jī)電設(shè)備嚴(yán)重影響加工生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)半自動(dòng)化機(jī)械，浪費(fèi)嚴(yán)重，效率低，隨著招工變難，人工成本增高，這樣的矛盾慢慢顯得突出。很多中小企業(yè)還處于半自動(dòng)化生產(chǎn)水平，各生產(chǎn)加工工序的設(shè)備也是相對(duì)獨(dú)立，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工藝繁瑣、生產(chǎn)效率低、安全系數(shù)低、能耗大等問(wèn)題。特別是近幾年來(lái)，人口青黃不接，這樣人工加工生產(chǎn)的成本上升，企業(yè)的利潤(rùn)已降到微薄。全自動(dòng)智能化技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)生產(chǎn)人工操作缺陷，相對(duì)地可以提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行加工效率。

1.2 舊機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)制造成本高

傳統(tǒng)的加工設(shè)備由于是半自動(dòng)化生產(chǎn)加工，很多產(chǎn)品不能一步成型，需要多次加工或是另外工序的設(shè)備進(jìn)行加工，例如空調(diào)的換熱器的配管加工，現(xiàn)有的加工技術(shù)裝備僅是能脹管，脹管加工后要進(jìn)行周轉(zhuǎn)，另外一個(gè)工序進(jìn)行擴(kuò)口加工，這樣就容易在周轉(zhuǎn)過(guò)程中翅片倒片，直接影響蒸發(fā)器或冷凝器的換熱效果。半自動(dòng)化設(shè)備大部分是機(jī)械設(shè)備在人工操作下進(jìn)行加工循環(huán)，首先是人工放料之后，再按啟動(dòng)鍵，設(shè)備進(jìn)行加工，然后機(jī)構(gòu)返回到起始位置，再由工人卸下加工好的成品（或零件），再次重復(fù)上述的工作循環(huán)，這樣生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，效率明顯下降。

1.3 舊機(jī)械制造中資源和能源消耗大

隨著經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展，機(jī)電設(shè)備加工制造業(yè)水平也在一定程度上得到了飛速發(fā)展和突破。傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備加工制造過(guò)程中相應(yīng)的會(huì)產(chǎn)生許多的廢棄物如廢物、廢氣等，這些廢棄物的產(chǎn)生對(duì)環(huán)境也會(huì)形成嚴(yán)重的污染，對(duì)生態(tài)平衡容易造成破壞，對(duì)大氣污染也特別大。傳統(tǒng)加工機(jī)電設(shè)備磨損大，加工工序冗長(zhǎng)，加工運(yùn)行時(shí)耗電量大。又如空調(diào)器的注氟生產(chǎn)，TCL空調(diào)每臺(tái)外機(jī)注氟（R22冷媒）泄漏一般在5 g左右（含注槍，快速接頭，工藝管泄漏），1天1條生產(chǎn)線的產(chǎn)量是2 000多臺(tái)，這樣1條生產(chǎn)氟泄漏就是10 000 g，TCL空調(diào)公司共有20多條類似加工生產(chǎn)設(shè)備，每天浪費(fèi)200 kg的氟，并且排放在空氣中，這樣不僅浪費(fèi)了資源還嚴(yán)重污染了環(huán)境。

1.4 機(jī)械裝備技能人才緊缺

新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，時(shí)代呼喚制造業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展，而這一切都離不開(kāi)技術(shù)工人運(yùn)用基本工具和工藝的技能和創(chuàng)造能力。需要的不再是簡(jiǎn)單的、密集型的手工操作，更多的是要對(duì)智能加工機(jī)械的操作。

事實(shí)上復(fù)雜機(jī)器操作是當(dāng)代技工的主流，如某公司車間的一系列生產(chǎn)加工設(shè)備，如：全自動(dòng)化生產(chǎn)線ASM全自動(dòng)固晶機(jī)，冷熱沖擊試驗(yàn)機(jī)，自動(dòng)分色分光機(jī)，裸晶測(cè)試系統(tǒng)，ESD測(cè)試機(jī)，LED支架鍍層測(cè)試器，DSC測(cè)試機(jī)，高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)箱，自動(dòng)封膠線，ASM自動(dòng)焊線機(jī)，LED角度與光譜分機(jī)器系統(tǒng)等。這些機(jī)器的調(diào)試與操作、維護(hù)、保養(yǎng)，都需要技工來(lái)完成。

2 舊設(shè)備改造有助于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，舊的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)不能滿足發(fā)展需求。舊的機(jī)械大部分是半自動(dòng)化，以人工操作為主，機(jī)械設(shè)備加工為輔，導(dǎo)致人工加工成本高、生產(chǎn)效率低，同時(shí)加工的產(chǎn)品質(zhì)量誤差也比較大，這種情形下，舊設(shè)備改造升級(jí)勢(shì)在必行。對(duì)比于新設(shè)備市場(chǎng)，舊機(jī)械設(shè)備如果進(jìn)行改造升級(jí)，在性價(jià)比較高，價(jià)格優(yōu)惠的情況下，中小工廠最青睞這類設(shè)備，改造升級(jí)再制造設(shè)備也得到社會(huì)的認(rèn)可。

2.1 技術(shù)改造創(chuàng)新轉(zhuǎn)型

機(jī)械裝備要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，不僅要對(duì)加工的產(chǎn)品熟悉，更要有機(jī)電方面的技能，對(duì)改造升級(jí)才可以制定一套完整解決方案。在制定總體方案時(shí)，對(duì)需要更新的結(jié)構(gòu)、模具等工藝要徹底熟悉，并且知道現(xiàn)有的舊設(shè)備在全自動(dòng)化方面有哪些缺陷，要根據(jù)實(shí)際加工的產(chǎn)品情況，以提高效率和產(chǎn)品質(zhì)量為依據(jù)才能制定出改造升級(jí)方案，根據(jù)加工的方案及軟件升級(jí)制定計(jì)劃書(shū)。在改造升級(jí)過(guò)程中會(huì)存在思路制定不周全，項(xiàng)目組要進(jìn)行討論研究，并在安裝調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行升級(jí)換代。改造升級(jí)的方案、加工、組裝、調(diào)試完成后，要有專門(mén)的品質(zhì)管理部門(mén)進(jìn)行嚴(yán)格抽檢并對(duì)加工后的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)定。

技術(shù)改造無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)方面、電氣控制方面、工藝流程方面等都需要更新?lián)Q代，引入互聯(lián)網(wǎng)+智能制造、高檔裝備的云技術(shù)，與現(xiàn)實(shí)接軌，讓智能制造資源及高檔裝備加工能力服務(wù)化，并實(shí)現(xiàn)資源共享，讓智能裝備走向智慧服務(wù)。

2.2 節(jié)能減耗綠色轉(zhuǎn)型

近幾年來(lái)，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，同時(shí)國(guó)家大力支持再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，公司、工廠也在政府的政策號(hào)召下，節(jié)約資源及加工制造成本，大力提升加工制造有效資源重復(fù)回收循環(huán)利用的利用率，減少機(jī)電設(shè)備在制造生產(chǎn)過(guò)程中的資源浪費(fèi)，降低能源污染對(duì)人們生存的環(huán)境影響，發(fā)展綠色制造產(chǎn)業(yè)也得到了社會(huì)廣泛的關(guān)注，機(jī)電設(shè)備智能制造工廠綠色環(huán)保指標(biāo)如表1所示。“三低”即低污染、低能耗、低排放，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的第一選擇[5-6]。

2.3 培養(yǎng)高級(jí)機(jī)電技能人才

高職院校是培養(yǎng)高技能人才的主要基地，但是由于學(xué)校實(shí)踐條件及環(huán)境限制，制約了實(shí)戰(zhàn)性技術(shù)人才的培養(yǎng)?，F(xiàn)在國(guó)家出臺(tái)了很多技能型人才培養(yǎng)形式政策，如學(xué)徒制班、3+2培養(yǎng)班、3+證書(shū)班、企業(yè)訂單班、學(xué)考班、中德雙元制模式合作培養(yǎng)班等，廣東省范圍內(nèi)高職院校約90所、中職有800多所學(xué)校。很多高校重視師資隊(duì)伍建設(shè)，相應(yīng)出臺(tái)了很多高層次人才引進(jìn)辦法，師資力量是人才培養(yǎng)的保障。產(chǎn)教融合，校企實(shí)行“雙元制”育人、多元化辦法模式，堅(jiān)持工學(xué)結(jié)合，推動(dòng)企校更深度的合作，為培養(yǎng)高層次人才打造一批高效、高水平的培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)基地。高技能人才是智能裝備行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的堅(jiān)實(shí)后盾。在中高職院校專業(yè)的建設(shè)上，堅(jiān)持中高職院校與行業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)共同建立人才培養(yǎng)規(guī)格和目標(biāo)，通過(guò)相互對(duì)接、整合資源、協(xié)同聯(lián)動(dòng)，把“職業(yè)教育創(chuàng)新”落實(shí)好，才能為裝備制造發(fā)展提供更多、更實(shí)用的工匠型技能人才。

表1 機(jī)電設(shè)備智能制造工廠綠色環(huán)保指標(biāo)

機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備改造升級(jí)需要技術(shù)人員的長(zhǎng)期努力研究，提高自身的技術(shù)水平。很多企業(yè)的員工缺乏機(jī)電專業(yè)方面的技能，使得機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備改造升級(jí)水平較低。企業(yè)工廠領(lǐng)導(dǎo)重視，加大力度對(duì)員工技能方面培訓(xùn)，不僅可以提高員工的機(jī)械自動(dòng)化專業(yè)水平，還可以提高員工的管理意識(shí)及責(zé)任意識(shí)[7-9]。

3 結(jié)束語(yǔ)

新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，時(shí)代呼喚制造業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展，智能化裝備技術(shù)是加快推進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效途徑。無(wú)論是企業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)而淘汰的舊機(jī)械設(shè)備，還是中小企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的二手舊設(shè)備，如果不能很好地進(jìn)行回收、改造、維修，都會(huì)對(duì)大自然環(huán)境造成破壞，造成資源的浪費(fèi)，只有更好地利用舊的機(jī)電設(shè)備，采用創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)，才能助力智能制造業(yè)發(fā)展。