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抢滩智能制造,半导体工业物流精髓案例解析

摘要: 智能制造大趋势下,单一的机器人在工厂中的作用不再那么突出,软硬件结合的系统性解决方案,成为越来越多新建工厂的选择。机器人企业需要面向更为广泛的行业领域,更多需求愈发多元化、精细化的企业客户,这些对于机 ...
        智能制造大趋势下,单一的机器人在工厂中的作用不再那么突出,软硬件结合的系统性解决方案,成为越来越多新建工厂的选择。机器人企业需要面向更为广泛的行业领域,更多需求愈发多元化、精细化的企业客户,这些对于机器人企业的专业程度要求不断提升。

        作为一家以工业移动机器人为基础的一体化智慧工业物流解决方案提供商,当前,优艾智合正在实践智能制造的道路上不断前行并成绩斐然,他们是怎么做到的?机器人大讲堂记者在第七届中国机器人峰会上采访了优艾智合工业物流产品总监许瑨先生,以优艾智合在半导体这个快速膨胀行业的智能物流创新为例,许瑨先生与记者谈到了优艾智合对于智能制造的理解以及实践。在笔者看来,优艾智合踩准了智能制造的趋势,在软硬件技术和部署细节上实现了领先,而这些优势伴随着优艾智合的成长积累出更宽的护城河。《机器人工作站三维仿真设计》正式出版发售,欢迎订购!
 
        踩准痛点,专业铸就优势

        智能制造作为国家十四五的重点范畴,对于工厂智能化的要求非常明显,半导体行业位于3C电子产业链上游,一直是非常高端的制造行业,随着近段时间各行业对于半导体的需求出现爆发式增长,半导体企业产能急需提升,新建工厂以提高产能需求愈发迫切,在开始筹建新厂的过程中,大多企业就对于智能制造提出了需求。

        许瑨认为,企业的智能制造升级是一种基于市场需求和企业经营的双重考量。在半导体国产率空前提升的背后,制造厂商普遍面临稳节拍、去库存、增柔性、保质量的挑战,而在企业规模扩张的同时,通过基础自动化加上智能化的方法能够保证产品良率,自动化工厂就意味着更高的产能可复制性。

        在这种客观需求下,优艾智合却没有盲目下手,许瑨对记者提到,想要进入行业,必然需要对于行业痛点和需求有更深刻的了解。优艾智合往往在进入一个行业前,会通过大量专家团队调研分析发现问题,才在实际应用中找到了解决办法。专业一直是优艾智合快速敲开半导体这扇门,获取客户信任的钥匙。

        那么半导体行业的痛点到底在哪?切入智能制造的契机又在什么地方?优艾智合专家团队在研究并切入半导体行业时发现,半导体和许多精密电子制造行业的难点非常类似。


        首先,在智能制造规划中,厂房空间利用率是这些企业考虑较多的问题之一。由于半导体生产中,物料和产品价格都较为昂贵,因此对生产环境更有着非常严苛的要求,对洁净度要求很高,例如一般半导体行业的转场车间微颗粒需要达到class100,这也导致了车间整体造价高,从而车间的每平方米单位成本较高,企业往往会尽量压榨空间利用率,提高平效比。

        其次,良品率是此类企业关注的重心。整个半导体的生产过程,硅晶体等产品对于震动都非常敏感,半导体芯片在生产过程中的流转,为了确保不出现破损或者损坏,往往需要控制过程中的振动,减少综合问题率。《机器人工作站三维仿真设计》正式出版发售,欢迎订购!

        最后,人的问题更是不可忽视。在所有的洁净车间,人体不经意间产生的静电或者毛屑都可能导致环境污染,对价格高昂的设备和产品造成损坏。同时,人很难全副武装在活动空间小且压抑的环境下长时间工作,效率和状态滑坡以及不稳定不连续的工作时间,让许多半导体企业都认识到了自动化的巨大价值,招工难、岗位不稳定等因素都已经成为摆在半导体产业面前不可避免的难题。


        这些挑战无一不在证明,生产方式和生产流程改进升级的迫切性,越高端的制造业,对于制造的精密性、稳定性要求愈发明显。优艾智合意识到,在智能制造这个大方向下,作为一家以工业移动机器人为基础的一体化智慧工业物流解决方案提供商,落地智能物流体系,是目前优艾智合能与半导体等精密电子制造领域客户联系最为密切的项目,也是优艾智合的核心价值所在。

        软硬件共建,布局工业物流

        为什么会选择工业物流的解决方案?许瑨提到,在优艾智合看来,整个制造升级过程中,企业往往会从三个不同层面,以不同方式参与到客户工厂的实际设计和建设。目前优艾智合重点选择的是用软硬件结合的整体智能物流解决方案切入,能帮助企业更好应对产能爬坡。

        在智能化升级的过程中,为了让储存整体能够智能化,首先需要设备智能化,设备智能化可以更好、更稳定实现整个物料在生产中的各个生产设备之间流转。其次,则是连接自动化,即各个智能化设备能够连接,包括物料的物理连接、信息的连接等,实现物料可控。最后,是信息化,即系统性整合连接各离散终端机台或者零散的子系统,让独立的单元之间实现内部智能化、自动化、信息化的打通。实现物理和信息的连接后,再通过人工智能等一些相关的手段,能去对智能排产等工序实现智能决策,从而才能构建成为一个整体化的智能工厂。


        因此,在这种理念下,优艾智合的做法是,结合自身硬件优势,首先通过移动机器人能把物料的流转、物料的缓存等离散的生产单元有效物理连接起来,与此同时,实现数据化。数据化意味着除了设备的物理连接层面,还侧重于信息的连接。优艾智合构建了一套生产车间里的智慧物流大脑,连接多元设备,统一异构信息,最终打通这些离散的信息孤岛,实现统一的中央物流数据管理和调配。《机器人工作站三维仿真设计》正式出版发售,欢迎订购!

        简单来说,优艾智合以智慧工业物流作为切入点,将移动机器人作为一个物理连接设备,为其加上智慧物流系统成为一个基础设施,进一步帮助实现工厂内信息的打通。这种软硬件结合的方法,能够帮助企业打通场内物质流与数据流,覆盖产品从材料库到产线再到成品仓的全周期数据闭环,集中去为智能制造提供价值。

         当前,凭借这套智慧物流的解决方案,优艾智合半导体、面板、锂电、3C等行业已经与大量国内外领军企业达成合作,并不断在精密电子制造行业拿下更大量订单。优艾智合的新规划工厂在布局和规划上,通过大量仿真模拟,直接将人的因素降到了最低,例如设备布局,生产节拍,物料流转、基础设施等都直接匹配自动化流程,确保所有布局各方面规划均为合理,同时效率更高。优艾智合用复合机器人直接完成搬运等生产工艺,减少了振动带来的产品不确定性,帮助企业在硬件规划上实现了智能制造设备的前期准备。

         许瑨表示,在实际已经应用优艾智合整套智慧物流体系的半导体工厂中,许多企业都发现,智能化系统确实能解决很大部分传统产线下人容易出错的问题,同时直接解决了搬运和上料等流通过程信息化的问题,在统一的交互调度系统下,产线效率集中且直观,能够帮助企业提升整体工作的独创性,并实现包括生产良率等在内的多项指标提升。这种稳定良率和产能对企业经营带来的优势无疑巨大。

        构建标准化配置

        优艾智合智能制造的体系,具备非常强的行业可复制性。笔者认为,这与优艾智合软硬件结合的发展模式有关。

         在硬件上,基于自身移动机器人本体,优艾智合通过产业链合作具备了非常完善的各类机器人硬件产品。如机器人上的摄像头、电池、电机、轮子、传感器和结构件,以及一些比较普通的零部件,优艾智合都能实现外采,并基本选用了成熟供应商比较稳定的方案。而在包括导航控制、调度管理等在内的所有软件系统,优艾智合却实现了自研,例如在复合机器人成机、结构件与关键部件的设计上,都有自己的团队,能够完成自己设计、组装、生产、质检,确保这一流程中硬件的合格以及软件的适配。

        同时,优艾智合还有很多行业专家团队,优艾智合能基于产线整体情况和客户工艺过程给厂家提供各类解决方案,让其能针对生产工艺实现场景的最优贴合性。优艾智合软硬件的物流规划以及整个生产线智能制造解决方案,非常容易复制到精密加工、精密组装等产线形式上,也能在锂电、3C、面板等相关的行业提供专业服务。

        在这种非标准化解决方案下,是各种标准化模块在进行支撑。

        相对于许多只做移动机器人的企业,优艾智合的智能物流解决方案通用性更强。因为从软件层面来讲,优艾智合的硬件有一套车间物流管理系统作为支撑,这套系统是优艾智合从大量的项目中总结而来,涵盖了所有机器人在车间里作业运转模式、机器人和人交互模式,以及生产工艺模式,这也使得这套软件产品具有非常强的部署可复制性,能让优艾智合的专家团队在各种场景下组合硬件,完成智能物流的整体部署和实施。

        维护简单、模块化、通用化必然是任何机械品发展的趋势。除了软件的算法,在硬件上,强大的研发团队和行业专家团队支撑着优艾智合打磨软硬件组合,各类基础模块构成了优艾智合强大的硬件库,大量可配置化的硬件和强兼容性的软件,使得优艾智合具备多种不同产品模块组合。在不同行业里,优艾智合能根据项目快速匹配和适应各类应用场景形成智能升级的解决方案。这种硬件模块组件化得以让优艾智合针对不同的行业群体和需求进行配置的调整。

        优艾智合也有自己的硬件核心,其复合机器人底盘采取自研自产,而上面的机械臂则能和目前主流的所有协作型机器人和四大家族的工业机械臂实现系统兼容,例如国内的遨博节卡艾利特,海外品牌例如达明、UR等10余家左右都能完成覆盖。

         “在工业物流领域,很多行业对于智能制造建设的硬件软件需求都相通。在同一个平台采用不同的配置,分为不同的产品等级,可以实现比较灵活的配置。例如半导体行业要求非常高,客户需要综合稳定性和效率,对寿命、性能等各方面要求高,在产品配置参数上必然都会选择最优。而在3C、机加、重工等一般制造业,则需要综合评估性价比,减少配置。”许瑨说道。“6个系列大概有将近20款不同的功能,足够满足大部分场景需求,目前最顶配、最具代表性的产品还是半导体工业物流智能制造。软硬件的组合,最终会总体服务智慧物流的体系。”

        数据+智慧大脑

        在优艾智合的软硬件体系下,最为核心的则是系统。

        庞大的数据支撑下,优艾智合的智能物流调度系统,很多时候还充当了企业中台,用于采集、整合工厂中各类设备非常多元化的异构数据,清洗并同质化数据,通过智能化算法进行生产调度优化和决策,去做决策不断优化工厂整体流通,打通各物流环节,保证智能制造的顺利实施。

        由于优艾智合智慧物流系统架构的最底层是其自研的机器人本体,其上能加入用于机器人导航、控制、视觉、力传感等各种模块,再往上则是调度和控制系统,用于多机的统一调度、路径规划、动作执行,也可以完成跨环境以及车间其他固定化自动化设备交互等设备级的调度,最顶层则是对车间物料进行物流管理的智慧大脑,用于能保证各环节的匹配。

        但数据的隐私问题颇为麻烦,许瑨对记者提到,客户对于生产数据非常敏感,在大量的行业和客户现场,例如在苹果的供应体系以及在特斯拉的供应体系,车间保密要求会非常高,大量的客户要求数据本地化。为此,优艾智合的数据也大都会保存在客户自己的机房里面。在数据私密性无法达成一致的条件下,优艾智合的机器人在智能物流体系下,有时候也只可以单独执行和数据采集载体,形成物流机器人子系统执行和数据的闭环,一步步通过已有生产物流数据信息,为整个工厂车间的智能化的决策提供数据支撑。

        关于未来

        “机器人是一个软硬件非常综合的东西,纯硬件就只有执行和实践功能,包括一些数据采集,做这块的厂家比较多,纯硬件会慢慢趋同。软件的能力因此相对更重要,其中数据和管理调度、机器人本身的软件跟算法系统作用会更为凸显。”

        “基于智能物流,优艾智合在机器人硬件算法和参数会坚持做好两个点,一个是速度,体现效率,另外则是精确性和稳定性。未来优艾智合会专注于两个点,一个是产品的研发,另外则是行业解决方案。完善行业解决方案后,我们会共享给合作伙伴实施推广,形成一个良性的产业闭环。”许瑨说。“整个工业制造规模不会像股市出现太强周期性,产能需求和门槛导致行业很长一段时间都必然保持高增长,众多的合作伙伴才能一起做这个大市场,才能看到更长远的未来。”(来源:机器人大讲堂)

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2021-7-28 14:33
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