1960年,首个机器人诞生,机器人工业发
引言
年世上有了第一个机器人,其制造商是乔治·戴沃和约瑟夫·恩格伯杰的万能机公司,年第一个使用机器人的是通用汽车公司的新泽西工厂,几年后的年第一批机器人从美国进口到了日本,不过年川崎重工业集团已从万能机公司获得了生产许可证,开始制造并在日本销售Unimate机器人,这便是日本机器人工业的诞生日。
像在美国一样,开始很困难,第一批机器人的性能很不可靠,人们将其称为”昂贵的笨蛋”,扔在了一边。年日产公司安装第一批机器人时,川崎的工程师们几乎每天都守候在日产公司,为机器人更换失灵的电子电路,修理有故障的功能部件等等。然而日本人终于治好了其发展初期的疾病,并通过坚持不解的改进使其得到了完善,很快日本的川崎Unimate机器人的质量便超过了美国的原装机器人。
年日本已经有了一大批机器人生产厂家。其中包括一些日本工业界大名鼎鼎的公司:日立、东芝、神户制钢所以及松下的子公司松下电气,年法努克也参加了进来,年又加上了安川,到80年代中期机器人生产厂商的数目已上升到家——其中家公司仅为自己的需要而生产。这样日本便建立了一个机器人”群体”,一个由相互竞争的公司、配套供应商和工业用户组成的网络,这是迄今为止世界上独一无二的形式。
日本通产省采取了一系列措施来推动机器人工业的快速发展,特别值得一提的是,年成立了日本机器人租赁公司,从而使中小公司机器人的使用普及化。其实通产省的此举几乎毫无必要,即使无人推动,机器人的需求也会迅猛上升。同德国一样,日本工业的快速增长同样导致了劳动力的紧缺。
但日本公司与德国公司在解決这一问题时采用的方法却不尽相同,德国是通过引进外籍工人,日本则是通过起用机器人,于是机器人厂家遇上了理想的需求条件,仅在几年之后机器人工业的生产便直线上升:年日本制造出了个机器人,产值为亿日元。九年后的年已制造出了个机器人,产值超过0亿日元。
日本公众历来很容易为新技术而鼓舞,因而也沉醉在机器的魅力里。汽车工业中机器人的成功和富士山脚下法努克工厂新的世界奇迹给了日本人以信心,相信有了机器人他们手中便有了占领世界工业市场的钥匙。报纸和电视充满了有关机器人的奇闻趣事,机器人卡通和机器人玩具已在儿童心中培育了对21世纪机器人世界的遐想。日本人自称,日本将成为“机器人王国”
他们说得很对,年日本安装的先进机器人约占全世界的70%,差不多是美国的七倍和德国的八倍。在加工工业部门每0名职工中,日本便有25个先进的机器人,德国只有5个,美国则不到3个。快进入90年代时,美国和欧洲谈论得很多的话题是,它们与日本相比在半导体上的空白或是高清晰度电视方面的落后,对机器人的空白似乎还无人意识到。但它却表明,日本已悄悄建成了一套生产设备,其先进性远远超过了美国和欧洲。
年日本在应付日元同美元戏剧性升值近%时的游刃有余;/年的经历,当时日元又一次直线升值把美元比价压到日元,一段时间甚至压到80日元以下,而日本的出口却始终没有下滑,这些多少都让人感到日本生产设备的优势。在日本机器人工业惊人上升的同时,美国的机器人工业却日益滑坡。年成立万能机公司后的头20年中美国机器人生产厂家生产的是轰动效应,而不是利润。
早在年戴沃和恩格伯杰便不得不将万能机公司卖给了威斯丁豪斯公司。然而美国机器人生产厂家对日本厂家的虚弱地位即使在当时的景气时期也已暴露无遗。年美国通用汽车公司未同美国的生产厂家结合,而是同日本法努克公司合资,为的就是能够获得日本先进的技术。
这家对半的合资企业Gmfanuc一机器人公司在密执安州一成立、为美国最大的机器人公司。法努克提供机器人的手臂、驱动机、控制系统,通用汽车公司则提供应用软件和系统的整体集成。80年代下半期,机器人市场繁荣过后,衰退接踵而至。当时许多美国机器生产厂家离开了市场另一部分则把设备卖给了外国公司,这些外国公司一般是将获得的技术和生产转移到海外。
年最后一个大的美国机器人生产厂,著名的机床生产厂Gnimom的机器人生产部门卖给了瑞典-瑞士的ABB康采恩集团,年债台高筑的通用汽车公司也将其在合资机器人公司的股份出售给法努克。
目前在美国有一批实力强劲的公司在生产诸如视党系统的器人配件,或承接系统的整体集成工作,美国人也领导着服务器人技术的新潮流,然而纯机器人生产厂家几乎已经丧失殆尽,这就是悲剧之所在。因为90年代的今天,美国机器人市场开始持续增长,并迅速达到了可以支撑其国内工业的比例,然而为时已晚,正如美国贸易部在其年工业展望中所写的:”几乎不会再有能够复苏的美国工业了”。
FMS一柔性加工系统
从数控机床和机器人可以进一步走到将两者结合在一起的整体系统,即由计算机中心控制的柔性加工系统。该领域也不可能例外,同样是日本领先。90年代初,在约家“真正的”柔性加工系统工厂中,一半以上是在日本。
我们已从日本法努克机械工厂的范例中了解了这个最早和最著名的工厂。另一个21世纪未来型工厂的范例则是松下公司的子公司松下自行车工业公司中的”个性化”自行车生产。用户可以在当地的商行订购他们所想要的自行车、赛车和山地车,然后该系统便从个设计方案中生产出完全符合用户所需规格的自行车。
柔性加工系统的劳动生产率不仅高于传统工厂,而且由于它是柔性的,因而其资本生产率也高于传统工厂。一条流水线既可制造出一种款式的多种产品,也可制造出一种产品的多种教式。日产公司在九州的新厂可以在一条生产线上生产出四种不同的轿车车型,每种车型又有八种不同的款式。这就是说,一条柔性加工系统生产线可以代替多条常规的生产线。
此外柔性加工系统的工厂还可对需求的变化迅速作出反应,工厂的设备利用率也可因此而得到提高,同时损益平衡点下降。所谓损益平衡点是指工厂运营时能保住成本的设备最低利用率。总之,柔性加工系统的工厂意味着巨大的进步,不过它对管理和工人提出的要求也远远高出传统系统。这一点我们在下文中还将涉及。
新的目标:计算机综合制造工厂
柔性加工系统的工厂也只是个中间站,从这里可以继续走向未来的全自动化工厂:所谓CIM工厂,即计算机综合制造工厂。在此类工厂里不仅形成了单个部件工段的自动化一一如材料流程、部件加工和组装的自动化,而是从接受订单到交货的整个生产过程都全部自动化了。计算机在公司的销售部门承接订单,再将其交给设计部门。
只要不是系列产品,工程师便可在这里借助计算机的CAD程序研制出设计图,设计数据输入加工计算机并转变成机床用的控制程序,同时也计划好每个加工步骤和材料流程。专家系统在制作过程和最终验收时始终对质量实行监控。最后是成品交货,并从这里发运。当今的公司,各种不同的计算机系统,如设计数据库、加工数据库、采购数据库、仓库管理数据库、销售数据库和发库等都是相互分离的。
在未来的工厂中这些电脑单机和机均应联成一个巨大的整体网络,此种一体化并不限于各办公室和工厂范围的联网,而应同世界各地的公司基地实现联网括配套供应厂家和用户。在一个大公司中这可能意味着世成干上万个当地的计算机系统的联网。
目前似乎仍有人在怀疑”计算机综合制造工厂”能否完全实现,但这一发展方向却丝毫不用怀疑:商品生产工业以及部分服务性行业需要的人数会越来越少,工厂和办公室会来年到年间,农业劳动者的比例在发达国家中缩减到3%~5%,60年代以来类似过程也蔓延到工业,并将在今后15年内把绝大多数”工业”国中工业领域就业者的比例从30%压到10%,甚至更少。这个新的过程往往被错误地地理解为”非工业化”,其实这里降低的并不是工业生产,而是生产所必要的人数。
计算机综合制造把工业自动化的重点转移到计算机家,转移到使机床和机器人制造厂沦为配套供应厂,由于软件在工业自动化进程中具有超乎寻常的意义,美国人制造技术中获得了新机遇,软件和联网均是他们的强项,为美国这个开放的社会像磁铁一样吸引着来自全世界的、来自像印度和中国等国家的天才软件工程师。
结语
然而日本人却试图在计算机综合制造方面夺取主动。日本通产省于年邀请美国和欧洲的工业界参加一个企业集团研究未来”智能型制造系统”的统一标准。美洲人对该建议至今十分踌躇:吸引着他们的是意识到可以从日本人那里学到许多东西,阻碍着他们的则是担心日本人会获得美国或欧洲哪怕是最后一点领先的工艺技术。
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