玻璃制造業(yè)的智能制造

 

福耀玻璃工業(yè)集團(tuán)是中國最大、全球排名第二的汽車玻璃生產(chǎn)制造商，2017年凈利潤達(dá)31.48億元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國每三輛車當(dāng)中就有兩輛車的車玻璃是由福耀玻璃生產(chǎn)的。長期以來，福耀不斷拓展“一片玻璃”的邊界，由“產(chǎn)品供應(yīng)商”向“為客戶提供汽車玻璃解決方案”轉(zhuǎn)型。

 

近幾年，福耀集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新成果倍出，市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，其中福耀鍍膜前擋玻璃，此技術(shù)打破了國際巨頭的壟斷。機(jī)械加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)生產(chǎn)，且基本達(dá)到國際先進(jìn)裝備水平。這些設(shè)備填補(bǔ)了一系列國內(nèi)空白，解決了批量、成本、光學(xué)等矛盾，實(shí)現(xiàn)汽車玻璃規(guī)模化生產(chǎn)及出口業(yè)務(wù)的快速增長成為福特、通用、克萊斯勒、卡特彼勒等美國品牌的全球優(yōu)秀供應(yīng)商。

 

早在2015年福耀玻璃董事長曹德旺先生就提出要把工業(yè)4.0落戶在福耀，隨后福耀成為中國智造的第一批示范企業(yè)。如今，福耀集團(tuán)結(jié)合信息技術(shù)和自動化的生產(chǎn)工廠，已經(jīng)走在全球同行業(yè)前列。“多品種、小批量”的柔性生產(chǎn)方式，不僅有效保證了品質(zhì)和效率，而且降低了生產(chǎn)成本。以一個年產(chǎn)數(shù)百萬套汽車玻璃車間為例，高度柔性的生產(chǎn)方式可以在同一條產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)數(shù)十種不同汽車玻璃的生產(chǎn)，普通復(fù)雜度的玻璃品類切換通常只需1小時，一個車間一年可以生產(chǎn)上萬種不同的汽車玻璃；從下訂單開始，客戶定購2000片汽車玻璃最快僅需1天時間即可完成。不僅如此，生產(chǎn)線上的每一件產(chǎn)品的每一道加工工序都被電腦記錄信息，在生產(chǎn)流程中形成了完整的可追溯體系。在提升制造柔性化、智能化和高效率的同時，福耀還在試圖讓自己遍布全球各地的工廠更加緊密地聯(lián)網(wǎng)，與客戶和供應(yīng)商更加無縫的信息化對接也在積極推進(jìn)。

 

根據(jù)福耀內(nèi)部數(shù)據(jù)顯示，其兩萬名職工共擁有500多臺機(jī)器人，其中進(jìn)口機(jī)器人占400來臺，自制機(jī)器人100來臺。這一比例已遠(yuǎn)超美國，接近日本水平。

 

除此之外，與國外相比福耀智能工廠建設(shè)方案還有諸多優(yōu)勢，其中50%以上的安全可控設(shè)備形成自制能力，生產(chǎn)模式自動化水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平；復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下自制設(shè)備、國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備穩(wěn)定、安全、可靠互聯(lián)互通，產(chǎn)品制造過程關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)采集率100%；國際領(lǐng)先高附件值產(chǎn)品從個性化需求設(shè)計(jì)、模擬仿真到高品質(zhì)生產(chǎn)保障的一體化解決方案。

 

面對全行業(yè)過剩和經(jīng)濟(jì)低迷的局面，凱盛集團(tuán)主動適應(yīng)市場，積極謀求轉(zhuǎn)型，從傳統(tǒng)的玻璃行業(yè)裝備制造轉(zhuǎn)向發(fā)展智能裝備（機(jī)器人）、光電裝備、節(jié)能環(huán)保裝備，開辟玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域和新境界。在中國建材集團(tuán)旗下凱盛科技持續(xù)創(chuàng)新和推動下，全球單體規(guī)模最大的太陽能光伏玻璃生產(chǎn)線、國內(nèi)第一條量產(chǎn)4.5代TFT-LCD超薄玻璃基板生產(chǎn)線、首條國產(chǎn)化薄膜太陽能電池用TCO玻璃生產(chǎn)線、國內(nèi)首條0.2mm電子信息顯示玻璃基板生產(chǎn)線一一投產(chǎn)，打破了國外的壟斷。2016年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，科技成果“超薄信息顯示玻璃工業(yè)化制備關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備開發(fā)”被授予國家科技進(jìn)步二等獎。事實(shí)上，這是繼2011年超白光伏玻璃、2013年浮法玻璃微缺陷控制與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)之后，凱盛集團(tuán)獲得的第三個國家科技進(jìn)步二等獎。

 

中建材已經(jīng)達(dá)到了玻璃生產(chǎn)線智能制造、黑燈工廠，高端玻璃行業(yè)制造水平在全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窍冗M(jìn)的。以中建材凱盛集團(tuán)玻璃智能工廠為例，以前400人的生產(chǎn)線現(xiàn)在控制在200人以內(nèi)，目標(biāo)是100人以內(nèi)，這樣人工成本就不重要了。

 

在南玻集團(tuán)綠色能源產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，浮法玻璃、工程玻璃、光伏3大業(yè)務(wù)板塊正開足馬力生產(chǎn)。

 

公司推動‘機(jī)器換人’的步子很快，工程玻璃板塊全部40余條生產(chǎn)線僅去年就有17條配備了自動化翻轉(zhuǎn)臺，實(shí)現(xiàn)了自動化升級。自動化明顯有助于車間生產(chǎn)增效。過去人工搬運(yùn)玻璃上下片臺，每條線需要配備5名至6名工人，實(shí)現(xiàn)自動化后，人數(shù)減少到3名。

 

在工序更為復(fù)雜精細(xì)的光伏板塊，自動化設(shè)備投放收效更加明顯。僅僅是電池線的6道工序，就集中投放了上下料機(jī)、插片機(jī)、選色機(jī)、漿料機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)等自動化設(shè)備。

 

除了自動化推廣及操作水平提升，工藝技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)也讓南玻集團(tuán)的質(zhì)量型發(fā)展之路走得更加堅(jiān)實(shí)。東莞基地浮法玻璃主要產(chǎn)品定位高端超薄，半數(shù)以上產(chǎn)品出口。據(jù)了解，該基地超薄浮法玻璃去年成品率達(dá)到88%，今年一季度已經(jīng)超過90%，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

 

 

瑞必達(dá)成立于2011年，是一家集手機(jī)及筆記本電腦觸摸屏蓋板玻璃研發(fā)與生產(chǎn)的高技術(shù)企業(yè)，也是該市場份額三強(qiáng)品牌之一。2016年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單，瑞必達(dá)成功入選。

 

一塊兩三毫米厚、一巴掌大的透明玻璃，伴隨著流水被鉆頭切削掉棱角；一支機(jī)械手伸出夾子，穩(wěn)穩(wěn)夾住小玻璃片，平移二三十厘米，放到一旁的料架上……在松山湖手機(jī)顯示屏生產(chǎn)企業(yè)瑞必達(dá)的廠房里，一部華為手機(jī)觸控屏就這樣完成了“出生”的第一步。

 

在實(shí)施自動化改造后，這道工序一個人就能同時看管20臺機(jī)器。這也是瑞必達(dá)實(shí)現(xiàn)智能工廠的第一步。這家曾首創(chuàng)用“機(jī)器人”在新三板敲鐘的企業(yè)，已在行業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)精雕、絲印等多個環(huán)節(jié)的“無人操作”，如今，它正在往整個廠區(qū)實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的道路上邁進(jìn)。

 

改造后的效果非常明顯。首先是人減少了，車間里“人煙稀疏”，不必?fù)?dān)心旺季難招人，產(chǎn)品優(yōu)良率也提高了8%。此外，以往人工操作非常容易把玻璃劃傷，得對玻璃進(jìn)行研磨去掉劃痕。不過，現(xiàn)在換了機(jī)械手，研磨程序基本取消。而產(chǎn)能上，原先每人每天能生產(chǎn)650片，現(xiàn)在每人可以生產(chǎn)1.5萬片，生產(chǎn)率一舉提升了22倍。單片產(chǎn)品的加工成本，也由原來的3.21元，降到1.91元。具有類似效果的自動化改造，在其他絲印、清洗、烘烤等環(huán)節(jié)同樣突出。

 

雖然瑞必達(dá)也用上了ERP系統(tǒng)等軟件，但企業(yè)只能追蹤到項(xiàng)目完沒完成，進(jìn)度、采購、工藝調(diào)整、加工過程、發(fā)貨等情況，其實(shí)還不能精確掌握。瑞必達(dá)正在借助建設(shè)國家智能示范項(xiàng)目契機(jī)，上馬更先進(jìn)的MES（制造管理）、PLA（產(chǎn)品周期）等系統(tǒng)。到時候，工人只需同時手持平板、手機(jī)，就可以實(shí)時查看數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線，自動接收各種提醒信息，整個車間運(yùn)行、調(diào)度真正“一手掌握”。