□文/張頌明

達意隆：拉近工業(yè)4.0距離

□文/張頌明

達意隆，長期從事整線設備的研制與銷售，主要產(chǎn)品包括全自動旋轉式PET瓶吹瓶機、全自動灌裝生產(chǎn)線、黏流體灌裝機、全自動旋轉式PET瓶吹灌旋一體機、桶裝水吹灌旋一體機及后段包裝設備等，是液態(tài)食品包裝細分行業(yè)唯一的上市公司。

工業(yè)機器人因其高自由度和高柔性化在近年工業(yè)4.0概念的傳播中成為了焦點，并成為替代人工的最佳解決方案。

張頌明 廣州達意隆包裝股份有限公司 董事長

深耕工業(yè)機器人細分領域

食品包裝機械行業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，涌現(xiàn)出一大批食品包裝機械供應商。在這些供應商引進消化吸收和自主創(chuàng)新的推動下，目前國內液態(tài)食品包裝所需要的“專機”設備自動化程度已非常高，如目前代表行業(yè)發(fā)展趨勢的全自動吹灌旋一體機，單機可實現(xiàn)理胚—加熱—吹瓶—灌裝—旋蓋等功能，但在整線的運行中，依然有部分工位需要人工操作，如黏流體灌裝生產(chǎn)線中的理瓶等對于柔性化需要較大的工位目前均無法擺脫人工操作。醫(yī)藥、食品、家電等行業(yè)也同樣存在此類問題。這些工位對于柔性化程度要求很高，已不在行業(yè)本身通用設備可以解決的范疇之內了。

正是基于下游企業(yè)對于自動化柔性生產(chǎn)的需求，達意隆開始涉足于工業(yè)機器人領域。2009年開始研發(fā)“并聯(lián)機器人”，2014年正式成立工業(yè)自動化事業(yè)部，專注于基于機器人的非標柔性化自動化方案的解決。

從應用角度，傳遞給用戶的機器人價值很清晰。第一，標準化產(chǎn)品，這意味著產(chǎn)品的高可靠性和低故障率，很容易集成使用、節(jié)省大量非標結構設計和加工制造的成本和周期。第二，六自由度的柔性，這使得機器人可以完成復雜的多任務作業(yè)，即使生產(chǎn)線改變，機器人也可重復利用其他作業(yè)工藝，譬如原來用作后段包裝搬運的機器人可以轉做機床上下料管理。第三，改善作業(yè)環(huán)境，機器人可以適應各種不適宜人工的惡劣、嚴苛的作業(yè)環(huán)境，譬如高溫高粉塵、無塵潔凈室等。

機器人作為工業(yè)領域綜合技術實力的一個典型代表，也是打造國家工業(yè)競爭力的關鍵點之一。因此近兩年國家出臺了很多政策扶持機器人產(chǎn)業(yè)。在機器人技術強大的日本，軟銀集團負責人孫正義正期望通過更大量的投資機器人來重振日本制造業(yè)的全球競爭力。

此外，機器人系統(tǒng)集成應用的輻射帶動作用極強。通過強大的機器人系統(tǒng)的集成應用，所帶動的上下游產(chǎn)業(yè)鏈遠遠超出機器人所帶動的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。機器人的零部件根據(jù)機型和配置不同數(shù)量非常有限，而一個系統(tǒng)集成所涵蓋的設備、設施、技術則遠遠超出了機器人本身，若將這些系統(tǒng)拆散為部件，更是機器人所無法比擬的。

產(chǎn)業(yè)鏈的“輕”與“重”

目前，國內工業(yè)機器人發(fā)展呈現(xiàn)出一定誤區(qū)，主要表現(xiàn)在“重”核心零部件的研發(fā)，“輕”應用集成。有關數(shù)據(jù)顯示，目前國內從事機器人行業(yè)的企業(yè)近4000家，且眾多國內機器人廠商自創(chuàng)立伊始便推出從大到小全系列的機器人產(chǎn)品，各種型號、各個區(qū)間的載荷、臂展半徑等機器人應有盡有，十分壯觀。但其中存在著一定的過度投資和產(chǎn)能過剩問題。

環(huán)顧歐美、日本等工業(yè)機器人強國，真正從事機器人產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量非常有限，更多的是各行各業(yè)、大大小小的機器人集成商在推動整個機器人產(chǎn)業(yè)做大做強，深入各個區(qū)域和行業(yè)，從而讓機器人產(chǎn)業(yè)從基礎研發(fā)、核心部件、本體設計制造到應用集成的整個產(chǎn)業(yè)鏈都得以專業(yè)性分工，并健康有序地發(fā)展。

目前在國內工業(yè)機器人紛繁復雜的背景下，機器人的銷售通路成為打通整個機器人產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵問題。更為凸顯的問題是，眾多國內機器人廠商研發(fā)基礎不扎實，產(chǎn)品可靠性差，存在產(chǎn)業(yè)化隱患。

歸根結底，機器人是一個很關鍵也很實用的自動化“工具”，是自動化生產(chǎn)線的一個重要部件，工業(yè)機器人產(chǎn)品無法單獨使用，必須由系統(tǒng)集成企業(yè)結合應用企業(yè)的生產(chǎn)工藝進行開發(fā)后，應用在相應的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上。簡單而言，就是用戶需要的是一套完整的解決方案，而不是一個工具或部件。

由于認識上的誤差，我們忽視了更為重要的現(xiàn)實應用問題：機器人造出來了，賣給誰？如何賣？我們經(jīng)?？吹揭恍┲髽I(yè)導入的機器人自動化系統(tǒng)不能達到實際生產(chǎn)要求而成為“雞肋投資”。這個過程中涉及方案規(guī)劃和系統(tǒng)集成能力，這是目前國內機器人行業(yè)普遍缺乏的。

正是對于國內外工業(yè)機器人現(xiàn)狀的清晰認識，達意隆必須找準自身的優(yōu)勢，遵循達意隆液態(tài)食品包裝整線解決方案的發(fā)展思路，不盲目跟風。在機器人定位上，堅持做系統(tǒng)集成的方案解決商，用成功應用的案例去開拓市場。

目前，達意隆已研發(fā)出1公斤、3公斤、6公斤和10公斤四款不同的并聯(lián)型工業(yè)機器人，最高速度節(jié)拍可達每分鐘180次循環(huán)節(jié)拍。該產(chǎn)品采用國內領先的高精度傳輸帶跟蹤技術、第四軸伺服電機直驅技術和視覺定位系統(tǒng)，擁有全球最完整的并聯(lián)機器人機型系列，可廣泛應用于食品、飲料、醫(yī)藥、日化、電子等生產(chǎn)領域的分揀、裝箱、檢測、裝配等作業(yè)環(huán)節(jié)。產(chǎn)品問世一年來，達意隆已經(jīng)與寶潔、藍月亮、伊利、格力、美泰等企業(yè)展開合作。

傳統(tǒng)行業(yè)借機器人升級

目前，我國工業(yè)機器人主要集中應用于汽車、電子信息等行業(yè)，而在傳統(tǒng)的食品飲料、日化及家電行業(yè)卻應用較少。但隨著競爭的加劇，這些行業(yè)也面臨著制造業(yè)轉型升級的壓力，急需進行智能化改造。

以日化行業(yè)為例，以瓶裝洗發(fā)水、洗手液、洗潔精為主要包裝形式的日化行業(yè)的競爭日趨激烈，企業(yè)必須通過提升生產(chǎn)效率來維持利潤。然而消費者日趨個性化的需求又使生產(chǎn)線必須具備小批量、多品種的柔性生產(chǎn)特點。廠商需要設計出各種不同的瓶型去吸引消費者眼球，于是超市貨架上就出現(xiàn)了圓形、橢圓形、波浪形、弧形等各種個性化瓶型。

日化產(chǎn)品的塑料瓶一般外包生產(chǎn)，然后運送至灌裝生產(chǎn)線由人工把空塑料瓶逐一整齊擺放到輸送線上對接灌裝機。這種人工理瓶的方式，一方面使作業(yè)人員長期從事單調重復的體力勞動，容易引起關節(jié)炎等職業(yè)??；另一方面作業(yè)人員喝水、如廁等生理需求，使生產(chǎn)線產(chǎn)能存在不穩(wěn)定因素；同時隨著瓶型日益多樣化、復雜化，人工作業(yè)可能產(chǎn)生錯誤，增加停產(chǎn)隱患。且隨著灌裝速度的快速提升，生產(chǎn)線需要增加人手，這樣就使得單位時間的停產(chǎn)損失更加巨大。即使采用傳統(tǒng)自動化理瓶機也存在兼容性問題，很難適應越來越頻繁變換的瓶型。在這種背景下，機器人自動理瓶線就成為極具針對性的通用型解決方案。

產(chǎn)線上的解決方案

一般來講，人工理瓶作業(yè)的動作分解為：批量瓶坯輸入→人工撿取→人工把瓶子豎立定位于輸送線上。人工可以有效應對多種瓶型的關鍵是人眼的識別和定位功能、人手臂的搬運動作執(zhí)行功能和人手指對各種瓶型抓取的適應功能。而機器人理瓶線正是基于同樣的原理設計：散亂的瓶坯批量倒在料倉內，經(jīng)傳輸帶提升后向灌裝機傳輸，在傳輸過程中，視覺系統(tǒng)替代人眼對瓶坯進行識別與定位，然后機器人完成人手的搬運動作執(zhí)行功能，機器人定制設計的夾具替代人手指完成對瓶子的抓取。一旦瓶型變換，整個系統(tǒng)只用更換夾具以及調整部分程序來實現(xiàn)，而每套夾具可兼容抓取多種瓶型。其他視覺系統(tǒng)、輸送線和機器人等硬件一般無需任何調整。

目前國內寶潔和藍月亮等一線品牌已經(jīng)采用并推廣這種由達意隆提供的新型自動化化解決方案，以應對未來快速變化和日趨激烈的市場競爭。

機器人插手鹵豆腐塊

即便在極為傳統(tǒng)的鹵豆腐塊行業(yè)，也面臨著同樣的機器人自動化改造的需求。國內某知名鹵豆腐塊廠商近期也在業(yè)內首次引入了達意隆機器人解決方案。

按照傳統(tǒng)作業(yè)模式，鹵豆腐塊成品由人工把產(chǎn)品逐一放入塑料托盤格內，然后對接包裝機。鹵豆腐塊的產(chǎn)線速度要求約每分鐘140塊，每班需要2-3人，每天2班需要4-6人。人工作業(yè)一方面需戴手套、口罩等防護產(chǎn)生成本，即便如此，仍存在安全衛(wèi)生隱患。另一方面長期接觸鹵料中的鹽分會腐蝕人手，造成職業(yè)病。人工喂料也同樣存在產(chǎn)能不穩(wěn)定的差能損失。

在導入機器人自動分揀系統(tǒng)后，通過視覺系統(tǒng)識別和傳輸帶跟蹤抓取技術，機器人可以穩(wěn)定地實現(xiàn)每分鐘約144塊鹵豆腐的高速包裝要求，節(jié)省約6名作業(yè)員工，同時消除了安全、衛(wèi)生隱患，增強了公司的品牌形象和消費者的信心。該項技術也將被客戶大量推廣。

包裝行業(yè)需求多

食品行業(yè)的快速發(fā)展離不開包裝機械行業(yè)的助力。食品安全問題頻發(fā)，消費者對食品包裝提出了更高要求。而機器人在食品包裝中的應用，避免了食品的二次污染，在提升生產(chǎn)效率的同時降低了企業(yè)成本，符合包裝行業(yè)自動化趨勢的需求，同時也推動了包裝行業(yè)自動化水平的進一步提高。

機器人技術在包裝行業(yè)中的應用飛速發(fā)展，在過去的5年中從9.5%增加到17.4%。機器人幾乎出現(xiàn)在所有包裝功能領域，尤其在搬運、碼垛、裝箱領域的應用最為普遍，但在柔性化程度較高的工位上機器人的使用率仍較低。

另外，食品產(chǎn)品已趨向于精致化和多元化發(fā)展，單品種大批量的產(chǎn)品越來越少，而多品種小批量的產(chǎn)品日益成為主流。在大環(huán)境的變化趨勢下，多元化、具有多種切換功能、可適應多種包材和模具更換的機器人能夠適應市場需求。除傳統(tǒng)意義的食品醫(yī)藥產(chǎn)品外，包裝在家電行業(yè)、家具、玩具等行業(yè)也有廣泛應用，但自動化程度普遍較低。雖然包裝市場廣闊，但能夠提供自動化解決方案的企業(yè)卻寥寥無幾。

雖然，包裝行業(yè)對于機器人的需求在不斷上升，但行業(yè)缺乏技術全面、實踐經(jīng)驗豐富的系統(tǒng)集成人才和企業(yè)，這需引起足夠重視。