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隨著國內勞動力成本不斷攀升紡織行業等人力相對密集的傳統行業的發展遭遇挑戰亟需找到一條可以持續發展的道路工業機器人的應用無疑為紡織行業降低生產成本提高生產效率和質量由傳統的批量生產向更加能滿足客戶個性化需求的小批量生產和按單生產提供了一種新的可能性

機器換人成大趨勢

工業機器人產業迅速走紅主要是源于傳統制造業勞動強度較大存在招工難用工成本高等問題而新興的信息等產業因為勞動崗位的精細性要求也很難招到人傳統制造業和新興產業由此對工業機器人產生了龐大的市場需求用工業機器人代替人工將是我國制造業發展的大趨勢與此同時以谷歌英特爾微軟等為代表的一批信息技術企業瞄準市場先機悄然布局機器人研發應用領域把機器人產業與大數據物聯網人工智能等眾多先進技術融合發展成為若干智能化服務平臺的一部分

工業機器人是一種集機械電子控制計算機傳感器人工智能等跨學科先進技術于一體的高端制造業重要的智能裝備全球機器人產業研究專家東莞市機器人技術協會副會長羅百輝分析認為大規模應用機器人代替人工的領域分三種情況一是對精準度要求較高的行業用機器人可以大大提高生產效率降低疵品率二是工作環境對工人健康有害及工作環境較差勞動強度較大的行業機器人可以代替人工完成有損人身健康重復及強度較大的工作三是人工成本較高使用機器人可以降低人工成本工業機器人在許多生產領域的使用實踐證明其在提高生產自動化水平提高勞動生產率提高產品質量及經濟效益改善工人勞動條件等方面起著難以替代的作用

過去5年國內機器人銷量增長率達到28%國內機器人應用的快速提高也顯示出我國生產制造系統正在經歷轉型升級的過程由適合于單一品種大批量生產的剛性自動化向多品種小批量的柔性自動化多品種變批量的綜合自動化方向發展

紡織行業具備機器人應用基礎

盡管增長快速但我國工業機器人應用水平仍然較低工業機器人在國內的應用汽車制造業是最先開始嘗試和普及的標準的工業流水線工作環節穩定非常適合機器人自動化操作隨著技術的演進工業機器人的學習能力也在增強對于新的生產模式適應也非常快在一定程度上也能夠節省企業對員工培訓的成本

目前在紡織生產中工業機器人的應用已經具備一定基礎棉紡織生產具有多工序連續化的特點專業化分工和專業協作程度較高多年來棉紡行業在各工序提高機械設備自動化智能化水平實現不同工序間的連續化自動化生產其中自動絡筒系統是棉紡行業應用最多和最有效的技術是人和機器人協調型單元生產式組裝系統的成功應用同時棉紡行業在不同工序自動換卷換筒落紗清潔自調勻整信息監控廢棉處理自動打包空調自動調節控制等方面圍繞提升質量控制成本提高勞動生產率應用自動化智能化技術例如銅陵松寶機械有限公司等企業近年研發的智能落紗機落紗機器人等完全可以取代傳統的人工拔插紗管工作實現了整個落紗過程自動化大大降低了工人的勞動強度提高了工作效率減少了生產成本

在化纖成套生產線已實現數字化自動化的基礎上各生產工序的自動連接以及與智能物流系統的融合正推動化纖生產進一步智能化盛虹科技股份有限公司與北京機械工業自動化研究所合作建設實施了化纖生產智能物流系統系統主要由機器人鏈式輸送機轉臺升降臺等設備組成除了能實現絲餅從落筒輸送儲存檢驗分類包裝到碼垛的全自動化外還能對產品進行智能識別每錠絲卷在檢驗包裝過程中的傳輸全部通過識別三維碼來進行準確且效率高

在針織領域慈星股份公司推出了全球首創的慈星自動對目縫合機該產品不僅大大降低了傳統毛衫縫合用眼強度大用工成本高的問題而且提升了縫合效率解決了困擾針織毛衫企業多年的后道縫合問題

在印染領域山東康平納集團研發的筒子紗數字化自動染色成套技術與裝備實現了由手工機械化到單臺自動化再到自動化系統的轉變實現了三大系統的創新在減少用工提高產品質量節能減排方面有明顯的作用紹興縣瑞群紡織機械科技有限公司研發的印染機器人一臺就能看管整條生產線不僅能完成10多個工人的活而且干得活質量也有保證傳統印染企業在生產中大多憑借經驗每個流程要加多少原料靠的是感覺因此產品質量難以得到穩定的保證而印染機器人能夠精確控制給料多少不僅提高了精度而且避免了因給料過多導致的印染原料浪費從而在源頭上減少了污染物排放

對于工業機器人未來在紡織行業的應用情況羅百輝認為工業機器人將朝著更小巧更便宜更易于操作的方向發展這也將更加有利于其在紡織行業的應用

廣泛應用尚須跨過幾道檻

工業機器人在國內的應用前景近兩年受到了非常多的關注數據顯示目前國內每1萬名工人擁有約30臺機器人而韓國是437臺美國是152臺全球平均數字為62臺依據規劃到2020年我國的這一數字預計增加到100臺工業機器人應用正快速從汽車工業向其他工業領域延伸而更加專業的工業級機器人由于實用性和需求點非常明確市場前景也更加明朗

目前盡管政府和企業均認為機器換人是未來趨勢但成本高仍是阻礙工業機器人應用的一個關鍵因素據羅百輝介紹從機器人成本分析本體的機械結構占比在30%左右超過50%的部分來自于伺服系統和減速器等關鍵零部件他們決定了產品的性能質量以及價格是機器人產業鏈中的核心環節但目前三大關鍵部件進口比例較高影響了我國機器人的價格競爭力目前世界機器人行業75%的精密減速機被日本企業壟斷交流伺服電機及控制器基本被日本德國美國企業壟斷因此現在國內制造工業機器人成本較高

《智能制造科技發展十二五專項規劃》指出要攻克工業機器人本體電機控制器核心部件實現工業機器人及其核心部件產業化在國家政策的扶持下我國工業機器人核心部件的制造能力有望逐步提高高盛公司表示現階段中國的工業機器人平均只需要1.3年就可以收回投資而在2008年想要收回投資則需要11.8年

工業機器人在紡織生產中的應用也將更為廣泛在紡機設備實現數字化自動化的基礎上各生產工序的自動連接和與智能物流系統信息系統的融合正推動紡織生產進一步智能化以紡紗工藝為例未來可以繼續實現設備的連接以減少人為的干預目前有少數紡紗企業已經實現了清梳聯粗細聯細絡聯通過工藝的聯結大幅減少用工若能在智能化技術方面深入發展未來將有望建成少人甚至無人的棉紡工廠或車間

業內專家表示智能物流系統中涉及的智能測控技術和裝置如機器人自動小車立體倉庫PLC系統車間管理系統MES大型生產物流系統集成等國內都具備了一定的技術基礎裝備準備和工程經驗但可靠性相對偏弱此外國內一些包裝專機與國外產品還有差距需要引進相信通過產學研用結合上下游企業的協同攻關國內企業有能力研制出工程化的實用成套裝備與系統并達到國際先進水平

在數字化網絡化智能化的情況下紡織生產還可以實現從大規模生產方式向沿用規模化生產方式但卻可以生產小批量定制產品的過程邁進

慈星股份公司負責人向記者透露目前慈星公司正在利用互聯網+手段建設針織毛衫快速個性化定制生產平臺項目該平臺可真正實現預想設定即普通人只需拿起手機啟動拍攝功能將自家的照片傳送給遠在互聯網另一端的工廠幾天后就可收到一件量身打造的毛衫

隨著中國紡織裝備的自動化智能化技術向更高水平的發展將有越來越多的工業機器人走進紡織生產車間有效替代越來越緊張的人工從根本上解決日益困擾企業經營者的用工荒