2022年6月,40輛披著紅花的重載卡車從寧波均普智能制造有限公司(以下簡稱“均普智能”)的工廠內駛出,一路北上,目的地是位于遼寧沈陽沈北新區的采埃孚倫福德汽車系統有限公司(以下簡稱“采埃孚”)。
卡車上裝載的是均普智能為采埃孚設計的一條超大規模電驅系統自動裝配線,由80+工作站組成,包含裝配、測試等200多道工序。這是寶馬第五代電驅系統 “Heat”的生產線。
“這套產線生產節拍達49秒/件,在滿產狀態下每年可以為寶馬釋放近40萬臺新能源電驅產能?!本罩悄苌虾?偨浝頊Α渡虡I江湖》如此表示,“業內常規電驅系統產線的節拍在120-180秒不等,而我們此次將節拍提高到49秒/件,相當于將生產效率提高了2-3倍?!?/p>
“Heat”電驅系統是寶馬新能源汽車最重要的零部件之一,兩個月后誕生于這條產線的電驅系統就成了寶馬i3、i4、ix3、ix等車型的“心臟”。
因此如果將采埃孚形容為智能制造工廠的話,那么均普智能就是“制造”智能制造的公司。
這是均普智能在中國區驗收完成的最大單體項目(截至2022年底),前后投入了60名工程師、花費了18個月才完成這條產線的研發搭建、多輪額外的樣件生產和驗證工作。湯瑾俊說,從某種角度看,這個產線是主機廠商(寶馬)、零配件廠商(采埃孚)和制造裝備服務商(均普智能)三方聯合研發的產品,“我從業十幾年也只遇到這一次。”裝載成品產線的物流貨車出發之前,寶馬、采埃孚和均普智能的同事們一起拍了張合影?!叭齻€團隊,30多人,一起合影,那種感覺就像是嫁女兒?!睖≌f。
身處寧波的均普智能為何能得到歐洲廠商寶馬和采埃孚如此的信任?這或許要從均普智能“從歐洲到中國,再從中國到全球”的歷史發展說起。
工業4.0:從德國到中國,再從中國到全世界
2013年,在漢諾威工業博覽會上,德國聯邦教研部和聯邦經濟技術部提出了“工業4.0”的概念,隨后以智能制造為主導的第四次工業革命就席卷全球,為制造業智能化轉型提供了具象的未來。
而很少有人知道,這個概念起源于德國巴伐利亞州東部城市安貝格的西門子工廠。這里是德國政府、企業、大學以及研究機構合力研發全自動、基于互聯網智能工廠的樣板工廠,因此這里也被稱為工業4.0的“誕生地”——而該工廠的產線正是由均普智能的安貝格工廠制造。這家工廠的前身是德國著名的自動化產線供應商IMA Automation。從這次收購開始,此后幾年間,均普智能又相繼收購了包括奧地利M&R、美國Evana在內的多家“行業隱形冠軍”級別的自動化公司,最終成為一個在全球擁有8家工廠、4大技術服務中心、1800多名員工的全球智能制造裝備及工業數字化服務的供應商巨頭。
“我們收購這些企業時,秉持著兩個原則,一是相互之間有可協同性;二是在國內有機會的行業。”均普智能董事長周興宥對《商業江湖》說,作為制造業大國,中國有著豐富的制造產業生態,因此在收購裝備制造企業時,他們希望“收購的范圍稍微廣一點,那么我們工具箱里的工具會多一點,在中國市場應用的機會也會多一些?!?/p>
世界范圍的收購給均普智能帶來先進的自動化技術,同時也拓寬了業務渠道?!拔覀儦W洲公司早在上世紀90年代就和采埃孚合作,幫他們建立了多條產線,所以在中國市場他們會選擇繼續和我們合作。”湯瑾俊說。
在收購了一系列公司后,均普智能就拉開了整合的大幕,希望挖掘這些“行業隱形冠軍”的最大價值,應用于中國蓬勃發展的智能制造行業。
“我們從2017年6月開始對全球公司資源進行整合,到現在我們完成了客服、技術、人才、服務等領域的協同工作,最終完成‘全球協同發展、深耕中國市場’的戰略目標。”周興宥對《商業江湖》說,在制定這個戰略目標的時候,部分海外員工認為這種整合讓均普中國“獲得了技術,并搶占了市場機會”,因此均普智能高層花了許多時間來“安撫”他們。
“我直接告訴他們,你們放心好了,中國蛋糕做大了一定會反哺海外公司的發展。中國有市場、有技術,有人才,一定會將這些技術開放給海外公司,以更強大的力量反向輸出。現在這些也都逐步實現了,比如我們國內研發的扁線電機現在已經開始反哺海外公司,增強他們在市場上的競爭力。”
均普智能幫助企業實現制造過程這一核心環節的數字化
周興宥說,當前中國制造業的自動化數字化程度還不高,如果以蒸汽機、電氣、IT、大數據技術分別對應工業1.0-4.0時代,那么當前中國大部分制造企業還處于工業2.0-3.0的混合階段。“均普智能努力的方向就是通過在關鍵硬件、大數據、自動化等技術上的突破,幫助中國制造業盡快的實現工業4.0?!敝芘d宥說。
2022年11月,均普智能總經理解時來帶領公司管理層走訪了歐洲企業,在參觀了西門子安貝格工廠時他驚喜的發現,均普智能的設備正在幫助西門子生產高端控制器?!坝幸馑嫉氖牵覀兊脑O備也用了西門子的控制器,我們用西門子的產品做了一個產線,然后用這個產線來生產西門子的這款產品……這就像是一個良性循環。”解時來說。
如果將這個循環放大,從某種角度看在工業4.0的誕生地——西門子安貝格工廠中,均普智能的“技術反哺全球”正在變成現實。
從實驗室到工廠:賦能新產品新技術快速量產上市
經過幾年的整合,今天的均普智能主要為、醫療、高端消汽車工業、費品、工業機電等行業提供智能制造裝備及工業數字化服務,其中新能源智能汽車業務占比超過六成。
并非所有的行業都適合非標自動化生產,業內認為非標自動化應用最多的行業有汽車、光伏、高端電子消費品、新能源、醫療等。
“我們選擇了幾個未來可能在中國市場快速崛起的行業進行深挖,希望將這些行業做精做透,提高這些行業的自動化程度。”周興宥說。
均普智能博朗電動剃須刀產線
這種“做精做透”的戰略構想在博朗剃須刀的產線上得到充分體現。2020年,均普智能為博朗剃須刀在上海建造了一條全自動產線,涉及50多個精密零部件的生產組裝,實現了4.2秒/件的節拍數據。
搭建完這條產線后,周興宥曾陪同業內專家前去參觀,時任大連理工大學校長的郭東明院士盯著產線上的設備研究半晌,回頭問周興宥“這個裝備是你們自己做的”?得到肯定的回答后,郭東明大為贊嘆,立刻邀請周興宥加入他發起的“全球智能制造聯盟”,郭院士說他本沒想過邀請裝備企業參加該聯盟,但看到這個設備后他改變了想法。
“郭院士觀察的那個設備就是我們研發的一個精巧的‘機構’,這個‘機構’可以在一個非常小的范圍內完成了非常多的動作,剃須刀中有彈簧、刀片細小的零部件,都需要這種精巧的‘機構’來完成生產,均普德國公司就擅長制作這種多種類、多部件的復雜‘機構’。”周興宥說,從某種角度看這種“機構”也是一種“機器人”,是應用范圍狹窄但極為專業的機器人,與通用機器人相比,此類“機構”柔性化程度不夠,但是在特定場景下它的效率遠超通用機器人?!肮菏渴菣C械專業出身,他一看就知道這個‘機構’的價值?!?/p>
卓越的“硬件”設計能力強化了均普智能加工復雜零部件的能力,因此有實力承接更多前沿產品。除了博朗剃須刀這種高端消費品之外,均普智能還在醫療領域收獲更多訂單——他們在歐美市場設計建設了一系列醫療產品的自動化產線,涵蓋抗原試劑、胰島素、皮下避孕針等產品的生產線。
以避孕針為例,這是一種在皮下注射一針就可以實現3年有效避孕的針劑,這種新型避孕技術在國內還未使用,但在歐美市場已經開始量產。均普智能為德國客戶設計了該產品的產線。
新型產品要求均普智能有強大的硬件設計能力,甚至能夠創造出市場上沒有的“機構”裝備,而這些創新的“機構件”最終幫助這些前沿產品走出實驗室,進入量產的廠房。
“實驗室里一般都是手動生產或者半自動化生產,他們不在乎效率,可能幾個小時甚至幾天做一件產品,而我們會幫他們做出規?;?、標準化的量產全自動生產線,這個避孕針產線我們最終實現了30秒/件的節拍。這就讓新產品實現了從實驗室到工廠量產。”解時來對《商業江湖》解釋說,非標自動化的工作可以簡單地理解成將實驗室研發產品的流程搬到車間內,將實驗室那種手工、不穩定的、低效率的產品研發變成一個自動化的、穩定的、高效率的量產產線。
這個過程既復雜又瑣碎,從復雜角度看,這些產線需要將研發人員工在實驗室打磨數日的精密零件以幾秒鐘的時間用機械加工完成;從瑣碎角度看,為了擰緊一顆顆螺絲,他們需要設計專門的“擰緊工位”來滿足生產需求。
但正是這種精密“機構”件的創新,讓均普智能有了超前的技術儲備?!霸跉W美市場搭建醫療產線的過程讓我們掌握了大量的技術,等到這些產品在中國市場量產時,我們就可以快速地實現本地化產線的建設,更快的拿到新訂單?!苯鈺r來說。
事實上,對于均普智能而言,中外市場是兩個彼此互補、互相促進的市場,他們既從海外學習新的技術,同時也在國內將這些技術進行創新升級,最終再反哺海外。
“我們均普蘇州工廠正在幫西門子成都搭建一條生產S-1200(PLC控制器)的CPU的生產線,這條產線只有在中國市場實現了全自動化,部分裝備甚至是中國市場原創,因此產線搭建完成后海外均普甚至向蘇州均普了解相關材料和技術?!苯鈺r來說,均普德國已經和西門子合作數十年,但這條成都產線反而超越了他們早前的合作水準。除了西門子之外,均普中國和濟南費斯托的合作也有著類似的過程。2021年7月,全球知名的自動化技術供應商費斯托和均普智能簽訂了一條價值數千萬、用以生產VUVG閥(氣缸上的控制閥)的訂單。8個月后均普智能出色的完成了這個訂單,并實現了10秒/件的節拍。這個數字超過了此前費斯托和德國均普合作的節拍數據,德國那條產線的節拍數為30秒/件?!暗聡€是半自動化產線,而我們在中國市場設計的是全自動化產線?!苯鈺r來說,這也是濟南費斯托工廠中自動化程度最高的一個項目。
這些“青出于藍而勝于藍”的案例證明了均普智能正在用“中國成本,中國速度”來升級“從實驗室到工廠”業務流程,并實現從中國到全世界的反哺戰略。
工業軟件:數字化生產的“大腦”
怎樣將智能制造裝備協同運轉起來并順利生產制造出合格的產品?這就是工業軟件在生產中的“大腦”作用。
軟件一直是均普智能引以為傲的技術優勢,甚至在工業4.0的發源地——西門子安貝格工廠內也有均普智能的軟件系統。
“西門子在工業軟件方面有著很強的實力,一般不需要用其他公司的軟件來管理產線,但他們安貝格工廠內的一部分軟件還是靠我們歐洲公司支持,所以我們很自豪地說,我們也是德國工業4.0的先驅?!敝芘d宥說。
目前均普智能擁有八類軟件,面向自動化生產中的不同業務場景和需求,周興宥將其分為三大類,生產管理軟件、產線優化軟件和物料優化軟件。
生產管理軟件主要用以滿足管理者了解產線全貌的需求,“管理者無論在全球任何地方,都可以隨時查看產線的生產狀況?!?/p>
寶馬“Heat”生產線就采用了此類軟件,該產線配備了均普智能的“工業4.0套裝軟件”, 包含綜合效率追蹤模塊(OEE模塊),瓶頸工位追蹤模塊(BN模塊),產線節拍優化模塊(OP模塊),質量分析模塊(AN模塊)等不同的軟件系統。其中綜合效率追蹤模塊(OEE模塊)就起到了監督生產管理和工廠定制化現實應用的作用,該模塊可以追蹤產線的設備綜合效率,以方便廠方精準判斷當前的生產狀況是否符合預期。
“早前廠方一般用人工記錄數據,如單日生產量、良品率等數據都需要人工計算,效率很低,而有了該軟件之后就可以直觀的看到相關數據?!睖〗忉屨f,這是一種可以查看產線全貌的軟件,會讓生產者直觀查看產線的關鍵數據。而瓶頸工位追蹤模塊就是一種產線優化軟件,針對產線上的缺陷或者問題提出警示,讓生產者快速的知道產線上哪個位置出現問題,是一種可以為產線進行效率診斷的軟件。
“產線優化軟件是按照短板理論設定,這些系統找到整個產線上的短板,然后用算法去優化短板以提高生產效率。”周興宥解釋說,這種軟件都建立在大數據基礎上——他們通過分析海量生產數據,從而給出優化產線節拍和產品質量的決策。
周興宥以焊接舉例,在生產過程中焊接效率和溫度、距離、速度等變量相關,溫度高距離近則焊接速度快;但也有可能因此而燒壞內部的元器件或者增加焊接面的凝固時間,反而降低良品率或降低生產效率。
產線優化軟件要做的就是在學習了大量數據后找到最合理的配比——以適合的溫度、距離進行焊接,既保證成品率,又提高生產效率。
“系統在學習了大量的生產數據后變成一個擁有豐富生產經驗的‘老師傅’。”周興宥解釋說,博朗剃須刀產線在交付時節拍數據為4.2秒/件,而經過優化軟件升級后,現在該產線的數據已經提升到3.9秒/件,并且還在持續優化中。
生產管理軟件和產線優化軟件幫助均普智能在產線搭建中建立了寬闊的護城河,但讓他們名揚業界的還是“物料優化軟件”。
“物料優化軟件”并不是特定名詞,業內對此類軟件并沒有一個標準的稱謂。這指的是通過計算來提升一些關鍵物料、配件的組裝效率的軟件。
這種軟件在汽車變速箱、減速齒輪箱上的組裝中起到非常重要的作用。無論是傳統燃油汽車中的變速箱,還是新能源汽車中的減速箱,這些零件的組裝一直都是一個難題。箱體內有大量齒輪,大部分企業在組裝完后都需要經歷‘磨合期’的測試才能找到最佳的運行狀態,而如果能將這些齒輪精準裝配,一次性找到最佳運行狀態,那就可以節約磨合時間提高裝配效率。均普智能的“物料優化軟件”就是一種可以精準裝配變速箱的優化程序?!?span style="box-sizing: border-box; font-weight: bolder;">我們在齒輪的安裝過程中用軟件進行‘動態測量’,讓齒輪一邊安裝一邊運轉,在運轉的過程中去計算測量他們的最佳狀態,隨后按照軟件計算出的最優結果來調整安裝,最終實現安裝和測試協同進行,節約大量的磨合時間。”周興宥說,均普智能奧地利公司早在30年前就從事相關齒輪裝配的工作,他們的裝配技術不斷迭代,最終研發出了這套“物料優化軟件”,這項技術在全球都絕對領先?!霸缜白詣踊潭葲]有這么高,大部分企業都是將齒輪裝配完畢后再進行檢測,這兩個流程分開操作,這樣不僅耽誤時間,同時還很容易導致良品率下降。而我們的優勢在于不但將裝配和測試協同進行,同時還保持了極高的良品率?!睖≌f,從生產效率看,在“物料優化軟件”的協助下,變速箱、減速箱的生產效率可以提升30%,同時良品率也提升5%-10%。正是這一軟件優勢,讓均普智能在歐洲市場成為制造業的寵兒:市場有40%的差速器產品由均普智能設計的產線制造生產。現在這種優勢正逐步的延展到新能源領域——均普智能在電機減速器上的裝配上也有著其他同行沒有的卓越效率,而這也是他們接獲大量新能源電驅訂單的一個主要原因。2018年至今,均普智能在全球范圍交付了近30條電驅相關的智能化產線,服務于雷諾、菲亞特、捷豹、奔馳、寶馬以及國內造車新勢力等品牌。均普智能發布的2022年半年報指出,公司新能源智能汽車業務新接訂單9.1億,同比增長63%。顯然,工業軟件已經成為均普智能攻城拔寨的利器之一?!拔覀儾皇琴u軟件,而是售賣以軟件帶動的自動化升級改造服務?!敝芘d宥說,進行簡單的二次開發后,這些軟件可以應用在多種制造業場景中,最終幫助中國制造業更快速的進入工業4.0時代。實際上,工業軟件不僅是部分制造企業亟需的軟件系統,甚至是整個中國制造業都需要“補齊的短板”。宏觀數據能更直觀的看到這個缺口,當今中國制造業增加值占到了全球份額的28%以上,但根據智研咨詢數據和世界銀行數據,中國2020年工業軟件市場規模為286億美元,僅占全球規模的6%,遠低于中國2020年制造業增加值占全球比重28%。目前,我國汽車、船舶、飛機、工程機械等重點制造行業使用的工業軟件大多來自Ansys、西門子、達索、PTC、Autodesk等國外知名企業,CAD、CAE、CAM等核心工業軟件國內企業市場占有率極低,關鍵領域和環節技術產品嚴重受制于人。造成這種差距的原因,一方面是由于技術門檻:工業軟件是一門交叉學科,涉及數學、力學、電學、化學、機械、物理等學科,因此對設計人員提出了極高的知識要求。而另一個更為重要的原因是——工業軟件是工業化過程中長期積累的工業知識的結晶,是伴隨工業化發展應運而生的軟件系統,它的發展需要和工業實踐緊密結合,如上述均普智能的各種“智能模塊、軟件系統”都是經過長期工業實踐總結歸納而成的軟件系統。而早期國內對工業軟件的認知不足,這造成了工業軟件投資不足、人才稀缺等等問題。
因此在工業軟件領域幾乎每一個細分行業都需要國產化快速跟上來。東吳證券發布的數據顯示,預計未來3-5年,國產生產執行類工業軟件公司相關業務營收年復合增速有望保持在40%以上?!斑@也是我們的機會?!敝芘d宥如是表示。
做好制造業的二級工業“母機”
集合了“硬軟件”兩種核心技術后,均普智能也在調整自己的定位,他們希望在中國制造崛起的過程中扮演更加重要的角色——他們以 “二級工業母機”來定位自己在制造業的地位。
“如果將機床視為工業‘一級母機’的話,我認為均普智能這樣的裝備公司就是‘二級母機’?!敝芘d宥解釋說,機床在制造業中有著舉足輕重的作用,從某種角度看,機床水平決定了整體國家制造業的水平。
“德國的工業技術為什么全球領先,一個重要原因是他們機床技術比較好,高端機床生產出來的零部件精度很高,因此像在差速器、減速機等精密配件的裝備中就更加的精準高效。”周興宥說,近幾年日本機床的制造精度也逐步提升,而在這方面我們和國際的差距還比較大。
不過,在周興宥看來,這些差距可以通過提升裝備制造的水平來拉近。“我們通過設備來控制產線的生產質量,讓產線不僅實現人工替代,同時也讓產品始終保值著穩定、可控、較高的工藝水準,并且可以通過軟件系統持續提升這種生產能力,而這也是提升中國制造能力,拉近技術差距的解決方法?!?/p>
簡單的說,均普智能希望通過自己的努力,讓我國在“一級母機”方面落下的身位,在“二級母機”領域追回來。
均普智能數字化軟件提高采埃孚動力總成工廠產線生產效率14%
現在,均普智能的這些愿望正一步步的轉換成現實數據,目前均普智能工業數字化應用軟件已成熟應用于公司70%以上的智能制造裝備中,賦能SHW(施宏威公司)數字化工廠減少產線停機時間30%,降低質量成本10%-20%;協助Danfoss(丹佛斯)閥體產線減少停機時間12%;同樣的,在上述采埃孚產線上,均普智能的工業軟件提高了采埃孚動力總成工廠產線生產效率14%……
此外,均普智能的工業軟件在改造既有產線上也有著不俗的表現,均普智能一條2020年交付的應用于奔馳EQC車型電驅產線,在2022年重新升級改造安裝均普智能piaOEETracker(生產效率監測系統)軟件后,設備綜合效率提升了17%。
而將“二級工業母機”概念落地最為典型的案例是為均勝普瑞搭建的“未來工廠”,全自動化、智能化、數字化產線由均普智能打造完成,工廠生產裝備全流程自動化率達90%以上,其中包含了注塑、噴漆、貼片、裝配各項工藝及自動終檢。最終該“未來工廠”可通過數字軟件的科學應用實現新產品研發周期比同業水平快35%。工廠還搭建元組件標準庫,涉及近20種不同類型結構件、標準件超2000個,超過40種類型電子元器件上萬件。
“運用我們的技術將產線組裝到最優化的狀態,發揮裝備最大的生產效率,讓中國制造提高質量和成品率,這是我們這一代制造人的使命?!敝芘d宥說。(CIS)
(審核編輯: 智匯聞)
分享