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雷柏科技:未来的工厂将看不见人

发表于:2019-11-13 15:05 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  智造化方向:引进工业机器人设备,确立元器件和模组的标准,研发智能自动化体系,雷柏完成了从自动化机械设备,到工业机器人生产线的进化。

  智造化效果:机器人取代了75%的员工,产能至少增加了三倍。键盘鼠标产品的毛利率高达30%左右,同类企业毛利率一般只有10%。

  中国猜想:机器人将进入越来越多的中国工厂,它们将通过高效的生产力与工人劳动力直接竞争。一线工人减少,但控制机器人、设计自动化生产线的高级工人需求增加。

  深圳富士康园区往东50公里,是雷柏科技的厂区。这家2002年创办的键盘鼠标生产企业,已经是国内最大的无线外设设备生产商。有意思的是,它从一个深度应用工业机器人的实践企业,转变为了一个机器人智能生产线的输出者。

  僵硬的自动化

  最初,雷柏只是从事代工业务,客户不乏三星、LG等大品牌。2007年后,雷柏则开始在国内销售自有品牌,其国外业务仍以代工为主。2011年时,雷柏开始全面经营自有品牌,与代工业务彻底作别。

  从代工到自有品牌的转变,与雷柏工厂生产线的进化相伴而行。代工业务逐渐做强之后,雷柏的工人数量越来越多,最多时有3200多人。经营自有品牌之后,工人数量越来越少,现在只有800多人,但其产能并没有减少。

  这当然与生产线智能化改造有关,而这场改造似乎又十分厌恶原有的代工模式。

  以前,展示公司的用工规模与产能规模,往往是赢得订单最重要的筹码,工人数量常与公司实力联系在一起。代工业务往往要为多个客户的多种产品服务,工厂需要经常调整生产线,以人工为主的生产线更善于应对这类柔性生产。

  成立之初,雷柏只有20多人,之后几乎每年都以40%以上的速度在扩张产能规模。在2011年,工人数量一度达到3200多人。

  但形势早就在起变化,越来越多的工人带来越来越多的问题。

  劳动力结构在改变,90后人群的就业人口在减少。他们的就业观念更为开放,电子行业员工平均月流失率在16%左右,夜班、站立作业等易疲劳岗位的流失率更高。从2005年开始,雷柏开始遇到大大小小的用工荒问题。稳定的工人越来越少,也越来越贵。制造业的熟练工人工资平均每年都要涨10%~20%,雷柏也一样,利润不断被上涨的人力成本吞噬。

  而且产能在扩张,雷柏的厂房越来越不够用。最初,雷柏厂房只用了800平方米,2010年用了40000平方米。同时,雷柏的创始人曾浩发现,由工人双手组成的生产线,具备应对不同代工客户的灵活性,但产品品质却非常不稳定。

  人力成本上涨的压力以及高离职率带来的品质风险,促使雷柏寻找新的制造出路。

  从2007年开始,雷柏成立了自动化小组,尝试减少对人工的依赖。2008年,雷柏向客户展示了一条尚未落地的自动化生产线,意外取得了一笔大额键盘订单。受到大单逼迫,雷柏加快了自动化生产线的落地。

  这条自动化生产线是在一个隔音厂房内。它运行时虽会产生噪音和粉尘,但能自动完成打螺丝、安键帽等工序。这条生产线花费30万元,解决了键盘生产线上工人一百零几个插键帽的动作,把线上的工人从60人减到了24人。

  但这并不是工业4.0意义上的自动化生产线。它只是一套自动化机械设备,工作机制僵硬,缺乏灵活性,不能很好地应用到多种零部件的生产中,只适合生产大批量的特定零部件。这不只是对人工操作的简单替代,还是一条传统工业思维下的生产线。自动化设备并不是纯粹意义上的工业机器人,后者是一种可编程,可在不同岗位重复使用,有全方位空间动作能力的设备。

  在2009年的一场机器人展览会上,曾浩看到了汽车生产线上的焊接机器人。这些机器人能不能用来生产鼠标和键盘?

  工业机器人的覆盖

  相对汽车产业,电子产品生产线的作业精度要求更高,它们需要操作更为灵巧、传感更为灵敏的机器人。

  2011年,雷柏从ABB购买了一批小型的六轴工业机器人,价格约20万元一台。这种机器人重25千克,在工作台上像是一只猴子在伸臂取物。它号称拥有世界上最快的速度、最高的精度和灵活性。其重复定位精度为0.01mm,工作半径为580mm。在此范围内它可以精准地触及任何位置。

  雷柏前后购买了75台这样的机器人。对于一家中小制造企业来说,人机调试不好,不仅不能提高生产效率,还有着生产线上人机冲突的风险。而且工业机器人的制造商,并没有生产出专门的3C电子机器人。无论是制造商还是工业机器人,之前对键鼠生产线也并不了解,机器人与生产线之间需要一个调试和适应的过程。于是,雷柏自动化小组升级为自动化部,将这些工业机器人进行个性化设计和整套体系的改良,然后围绕工业机器人开发自动化生产线。

  所有人都参与到了智能生产的改良运动中。研发人员设计元件时,要考虑工业机器人的操作性能;自动化人员要开发周边设备,提升机器人的扩展性能,以生产不同的产品;而且供应商也被纳入改良体系中来,相关配件一律要按照雷柏工业机器人的生产标准和排程来配送。

  2011年中,雷柏彻底结束了代工业务,专注于自有品牌产品生产经营。这样,雷柏的生产线便不再受外部订单企业的影响,并自行确立了元器件和模组的标准,自动化体系的研发与改良也有了稳定的平台。

  从引进机器人设备到完成整条生产线的调试,雷柏用了一年半的时间。现在,一条生产线拥有数个工业机器人以及相关设备,可以进行产品开模、注塑、组装等各个生产环节。

  从自动化机械设备到工业机器人生产线,到底有什么改良成果?

  在USB插口生产线上,雷柏机器人的节拍时间仅为3秒,生产效率比人工提高了60%。

  鼠标接收器的装配车间里,机器人可以精准地撕掉芯片上的小标签。这些标签大小约为大拇指指甲的四分之一,人工处理需要灵巧的手指和长时间的视力聚焦。撕下标签后,机器人将小标签展示给监控人员观看,以示任务完成。如果没有撕下标签,它就不会有展示的动作。同样,这些机器人也可以把小标签精确地贴到某个零部件上,其力度与精度也拿捏得恰到好处。

  不只是准确与灵巧,围绕机器人打造的智能生产线生产效率也更高。

  以注塑环节为例,塑胶原料通过管道输送到注塑机,随后通过机械手臂去把注塑完成的产品取出来,并通过流水线直接送到装备线。在整个注塑的生产过程当中,没有人加料、取产品、包装产品、搬运产品,甚至没有人去做出库入库。无人值守的自动化操作,贯穿了雷柏的各个生产环节。

  使用半自动生产线进行生产时,雷柏每天生产4000个键盘需要50名员工。现在每天生产7000个键盘,只需要6~7人搭配工业机器人生产线,而且良品率反而比手工操作模式高两三个百分点。效率提升的同时,产品质量也一并得到提升。

  整个雷柏的内部物流系统完全是自己规划。从整个生产流程来看,原材料从仓库到中央供料的距离不到5米。原料进入中央供料系统后,直接进入注塑车间里,途中不需要任何搬运。雷柏的厂房车间单位面积比旧厂房缩小了一半,物流更紧凑,自动化效率更高。

  但是自动化部门的课题并没有结束,他们还要研究类似提高机械手插嵌电子元件的准确度,或者如何让生产控制更加信息化等问题,还有人与机械的协调问题,机器效率高了,会影响工人的收入;机器效率低了,工人会觉得不如用人手来做。

  倒梯形的人员结构

  一般机器人的寿命为10年。在雷柏,这些机器人使用两年后依然如新,工作人员估计它们的工作寿命可能会超过10年。1000个工人一年的成本保守计算大约是3000万元,而100台小型工业机器人的成本在2000万元左右。如果机器人使用寿命为十年的话,这将是一场十分划算的生产革命。更何况,综合人员流动、培训成本、人员薪酬等因素后,人工成本还在呈现不断上升的趋势。

  在2011年,雷柏的营收有5.6亿元,利润超1亿元。因为工业机器人,雷柏键盘鼠标产品的毛利率最高接近30%,没有引进机器人的国内同类企业,毛利率只有10%。

  经过机器人集成的智能改造后,雷柏工厂现在有800多人,机器人取代了75%的员工,产能至少增加了三倍。雷柏车间变成了机器人和自动化设备的世界,下一步,雷柏人员数量目标则是500~600人。

  在生产线的变化当中,机器与人工的搭配机制在逐渐调整改变。雷柏调整了人与机器的搭配机制,在车间内创造了一人屋台式制造单元。在几平方米的空间里,两台机器人和两个工人各自做着不同的生产动作,然后在上下游互相交接。

  而在另外一个接收器组装的工作单元里,一名雷柏的技术人员需要照看五六台机器人的工作。在以前,每一台机器则需要五六名工人参与流水线作业。

  工人的减少也改变了雷柏的管理架构。雷柏尝试着调整工人们的绩效计算方式,鼓励工人和机器人合作,提供比以往更高的生产效率。

  另外,穿蓝色工服的新工人角色也出现了他们类似于过去人工生产线上的线长或组长,但又要掌握维护、操控机器人和自动化设备的技能,并能应付生产线上的简单故障。每条生产线上只有寥寥几个工人,或站立,或端坐,他们似乎变成了制造业的旁观者。留下来的工人,收入变得更为丰厚。三年来,工人们已经获得了4次涨薪,每次幅度都超过10%,目前平均单个人工成本每个月要五六千元。

  员工结构将不再是金字塔形,而是正在向倒梯形转变。基层的产业工人会减少,中间的技术工人将越来越多。早在2012年,雷柏的管理架构也经历了一次精简,从五层减到三层。

  输出机器人生产线

  塑料进去,键盘出来。以前需要转换四五道工序,要100多人才能做出来的东西,现在就是几个机械手,再加几个注塑机就完成了。这是现在所有中国制造业的企业想要得到的东西。曾浩这样说,他计划中的雷柏可以输出这种东西。

  对于机器人的应用,雷柏已经掌握了一整套的机器人生产线系统技术。实际上,雷柏买进的机器人都只是个壳子而已,雷柏把相关的应用和系统装入其中,并配上相关的周边设备,轻量级机器人的智能生产线是雷柏自动化部门提供的产品。

  现在,雷柏开始向一些制造类企业提供相关的机器人生产线方案。原本生产键盘鼠标的雷柏又多了一项新业务:轻量级机器人生产线解决方案,为制造业的生产线做机器人集成规划咨询,提供机器人系统集成服务协议并参与实施。系统集成应用的机器人硬件,仍然是来自于传统的工业机器人制造企业ABB和发那科。

  与ABB、发那科等工业机器人生产商不同,雷柏像是一个自动化生产集成商,提供的不是机器人产品,而是以机器人为核心的自动化体系和解决方案。雷柏50多个人的自动化团队承担着商用机器人生产线的业务,他们专门负责开发符合生产需要的机器人应用,将其整合到有着不同工作需求的生产线上。

  目前,雷柏已经在开发机器人集成应用系统服务,当前已经有订单在做。主要是为轻量级机器人集成提供解决方案。当前国内机器人主要应用于钢铁、汽车两个行业,基本上都是重型机器人,而在众多的一般制造企业里,轻量级机器人有很大的发展空间。

  拥有了应用积累和系统集成应用的经验,雷柏已做了十多个行业的客户,有手机、GPS导航、电源、遥控器等产业的企业,都是将轻量级机器人应用在装配领域,主要在深圳、珠海、河源、东莞等地。

  但是未来两三年内,机器人的市场可能并不会太乐观。许多制造企业仍然将机器人应用看作只是取代人工,并未意识到整套生产体系自动化改良的重要性。同时,一些行业的人工成本也还没高到必须要用机器人取代的地步。

  雷柏也刺激了机器人生产商,他们已经针对电子企业开发了机器人3C产品装配的示范生产线。针对不同产业,工业机器人已经有了不同深度的渗透服务。

  在2012年搬入新工厂之前,雷柏就将工厂的宿舍设计为不到1000人的规模,办公室也只有200多个工位。在一定程度上倒逼了工厂的自动化和减员的进度。雷柏的目标很彻底:让工厂变成一个看不见几个工人的地方,就像德国汽车装配车间那样。

  其实,所有的制造业都恨不得用更少的人,甚至建造一个无人工厂,不需看管、无需照明、24小时昼夜不歇地运转。这一切只取决于两个要素:人力成本不断上扬、机器人价格不断下降,这两个趋势的平衡点一旦到来,中国智造便有了跨越的底气。

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