機器人能否分羹口罩百億市場?

以機器人為代表的智能制造企業(yè),如何把握機遇?這個課題首先被放在了口罩生產(chǎn)的智能化提升上,盡管目前很多口罩生產(chǎn)廠商正疲于應付突然暴漲的需求,并未沉下心思升級設備,但疫情的“后遺癥”或許會為機器人的進入打開一個缺口。

危與機,常常像硬幣的兩面,相伴相生。

2020年2月23日,在統(tǒng)籌推進新冠肺炎疫情防控和經(jīng)濟社會發(fā)展工作部署會議上。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席會議并發(fā)表重要講話。他強調(diào),疫情對產(chǎn)業(yè)發(fā)展既是挑戰(zhàn)也是機遇。

“一些傳統(tǒng)行業(yè)受沖擊較大,而智能制造、無人配送、在線消費、醫(yī)療健康等新興產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出強大成長潛力。要以此為契機,改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),培育壯大新興產(chǎn)業(yè)。”習主席說。

以機器人為代表的智能制造企業(yè),如何把握機遇?這個課題首先被放在了口罩生產(chǎn)的智能化提升上,盡管目前很多口罩生產(chǎn)廠商正疲于應付突然暴漲的需求,并未沉下心思升級設備,但疫情的“后遺癥”或許會為機器人的進入打開一個缺口。

“口罩生產(chǎn)還是以半自動化為主”

“一罩難求”愈發(fā)嚴峻之后,在政府的主導下,各企業(yè)迅速行動起來:手工縫制口罩、用縫紉機縫制口罩、汽車流水線改造生產(chǎn)口罩等。

有媒體報道,內(nèi)蒙古鄂爾多斯集團,在沒有口罩生產(chǎn)線的情況下,調(diào)用幾十名熟練的機縫工一個個地生產(chǎn),并把生產(chǎn)出來的防護口罩、防護服交給防控指揮部消毒、調(diào)配。

比這種因為“趕鴨子上架”而被迫采用原始生產(chǎn)方式更高級一點的是,擁有口罩生產(chǎn)線的傳統(tǒng)口罩廠商,而口罩生產(chǎn)線又分為半自動化產(chǎn)線和全自動化產(chǎn)線。

有業(yè)內(nèi)人士表示,口罩行業(yè)此前的自動化水平其實不高,不要說全自動化口罩機,其實很多口罩廠之前用的都是半自動化的設備,裁片和焊耳帶都是分開的,基本上靠人工來串聯(lián),即使用自動化口罩機,也是人工在后面收集口罩,然后再進行包裝,有的是用整包機包裝,有的是直接買成品的袋子往里套。

“口罩行業(yè)有完整的自動化解決方案,但我們?yōu)闃I(yè)內(nèi)集成商制定口罩機運控方案的時候發(fā)現(xiàn),他們的生產(chǎn)能力參差不齊,半自動設備的產(chǎn)能也有較大差異。”眾為興市場總監(jiān)王亮說。

一位口罩生產(chǎn)企業(yè)負責人表示,他的工廠是半自動化機器作業(yè),口罩生產(chǎn)線共兩組,每天能生產(chǎn)15萬只口罩。

而全自動生產(chǎn)從無紡布進布口開始,多層疊加、壓實、分揀、口罩上袋、貼標,最后成品輸出,大概是1秒1個口罩,或者2秒3個口罩。

目前最為緊缺的N95口罩,因為其材質(zhì)柔軟,又是半圓形結構,很難實現(xiàn)全自動的上下料搬運。普通醫(yī)用口罩或是防護服,也大量采用各種無紡布材質(zhì),透氣、柔軟的特性,使得自動化分層、搬運成為行業(yè)難點,也制約了生產(chǎn)設備的自動化水平。

疫情下被放大的人工問題

限制口罩生產(chǎn)產(chǎn)能的因素除了設備之外,還有人工,而人工這一限制因素在疫情的催化下被放大。

事實上,跟3C行業(yè)組裝產(chǎn)線相比較,口罩生產(chǎn)線的人工算是比較少的,如果不是疫情,大家可能不會意識到人工的制約因素如此之大。

據(jù)悉,朝美日化以3倍工資請員工返廠,僅除夕當日休息半天,工人平均的休息時間最多只有4個小時;而在正月初二復工的仙桃漢克防護用品公司以五倍工資勸當?shù)毓と嘶貜S,勸工人上班,還需要解決他們的后顧之憂,對廠區(qū)進行消毒、讓工人穿上防護服。

前段時間,即便是提高工資,還是缺人。“為防控疫情需要隔離,很多回村的工人都出不來,出來的到工廠又進不去,大大影響了產(chǎn)線效率。”有口罩生產(chǎn)廠商吐槽。

此前,36氪發(fā)表了一篇名為《一個口罩廠商的自述:一直在想辦法挺下去》的文章,文章中,中環(huán)力諾創(chuàng)始人龔興錄提到,“我們合作的工廠用的都是次先進的機器,工人需求量很大。一天生產(chǎn)200萬片醫(yī)用平面口罩和6萬個KN95折疊口罩,大概需要500多個工人。”

龔興錄還提到,一次性平面口罩對工人需求不大,只要設好機器,一下子就出來了,直接打包就OK了。KN95是折疊的,要求密合性,鼻梁條和里邊的鼻梁墊都需要人粘上去。

在人員緊缺的情況下,黨員干部、餐飲員工、二胎寶媽、休假白領等都不得不進入了口罩生產(chǎn)車間。

“現(xiàn)在口罩急缺,口罩廠需要包裝工,我們義不容辭頂上!”1月29日,金華市金東區(qū)孝順鎮(zhèn)的金華美鑫防護用品有限公司車間里,45歲的黨員志愿者莊志洪對采訪他的記者說。在他所在的車間,還有10多位志愿者也在爭分奪秒趕工。

業(yè)內(nèi)人士提出,目前口罩產(chǎn)線提高效率的方式,就是增加流水線機器,機器越多,生產(chǎn)越快,一個車間只需要幾個工人就可以看住了。

目前全自動化的口罩產(chǎn)線還是需要部分人工,主要是后段包裝部分,分組進行小包裝,然后多個小包裝入大箱,準備運輸,而這部分人工其實都可以用機器人替代。

機器人在口罩產(chǎn)線中

在這次跨界生產(chǎn)口罩的大軍中,車企反應迅速,在極短的時間內(nèi)搭建起了口罩生產(chǎn)線,除了擁有潔凈要求達標的車間之外,更得益于機器人的應用,因為機器人在柔性生產(chǎn)中具有不可比擬的優(yōu)勢。

有知情人士指出,現(xiàn)在的國內(nèi)車企,已經(jīng)開始使用機器人制造,大量的自動化裝備充斥著整個車間,只要迅速的采購生產(chǎn)口罩的設備,略微更改一下智能程序,批量生產(chǎn)就沒有問題。比如陜西晉城的一家車企只用了48小時就完成了談判、落地、生產(chǎn)兩條醫(yī)用口罩生產(chǎn)線,效率可見一斑。

口罩自動化生產(chǎn)的主要工藝流程分為:耳帶自動入料、超聲波耳帶熔接、無紡布邊帶入料及包邊、超聲波邊帶熔接、邊帶切斷、成品輸出、計數(shù)、堆疊、輸送帶裝置送出。

目前機器人在口罩生產(chǎn)中雖然有應用,但量還比較少。這從另外一個角度也表明,機器人在口罩生產(chǎn)中的應用還是有機會的。

在給口罩生產(chǎn)廠商提供產(chǎn)線自動化完整的運控解決方案的同時,埃斯頓還提供了口罩生產(chǎn)中對口罩的抓取、裝盒裝箱等需求。

其中,口罩的高速抓取,可根據(jù)節(jié)拍選擇六軸迷你機器人、并聯(lián)機器人或者高速運控機構模組,搭配英國TRIO運動控制器和埃斯頓伺服;口罩高速裝盒可將成品口罩進行高速裝盒處理,大量節(jié)省人工在裝盒時間,可根據(jù)節(jié)拍選擇水平關節(jié)四軸機器人或者并聯(lián)機器人;裝箱應用采用埃斯頓六軸迷你機器人,滿足快速裝箱的需求。

在翼菲自動化自主研發(fā)、設計的口罩智能化包裝系統(tǒng)高效解決方案中,以高速并聯(lián)機器人為核心,結合傳送帶跟蹤技術以及視覺識別技術,單套系統(tǒng)可代替人工4-6人,生產(chǎn)效率提高一倍以上,可24小時不間斷作業(yè),較大程度緩解人工緊缺的問題。

在匯通自動化口罩生產(chǎn)車間,華盛控的并聯(lián)機器人也發(fā)揮了巨大的作用。相關負責人介紹,在抓取過程中,如果是人工操作的話,2個人同時操作,一分鐘也只能抓取產(chǎn)品60片左右,但是通過并聯(lián)機器人,每分鐘可以抓取100片左右,而且全部工序下來可以節(jié)省8-10名勞動力,不僅大大節(jié)約了勞動力,還提高了效率。

除此之外,還有眾為興依托于醫(yī)療行業(yè)所積累的實際項目經(jīng)驗,利用眾為興SCARA機器人,配合眾為興控制器+伺服來完成分揀、碼垛等工藝。

機器人不僅僅可以應用在口罩生產(chǎn)線上,還可以應用在口罩原材料產(chǎn)線中。

湖北仙桃是全國重要的無紡布生產(chǎn)基地。自1月21日起,仙桃恒天嘉華非織造公司就借助發(fā)那科10臺碼垛機器人24小時在口罩生產(chǎn)流水線上的引導、定位、識別和自動化生產(chǎn)線集成應用的性能優(yōu)勢,提高制造速度、加大無紡布產(chǎn)量。

在佛山南海九江口罩無紡布廠,發(fā)那科機器人口罩生產(chǎn)線也全力開工生產(chǎn)。該廠主要生產(chǎn)口罩和防護服原材料等,從1月22日起,10臺上海發(fā)那科碼垛機器人沒有待工過。

機器人生產(chǎn)表現(xiàn)出了非常大的優(yōu)勢,據(jù)悉,40余名工人一天就可生產(chǎn)80噸無紡布,預計可制作40萬件防護服、100萬只普通醫(yī)用外科口罩或30萬至50萬只N95口罩。

“現(xiàn)在我們了解到的機器人在口罩生產(chǎn)中的應用還是在后道包裝環(huán)節(jié),比如從口罩機上下來的口罩放在傳送帶上用并聯(lián)機器人進行抓取,因為現(xiàn)在一拖二的平面口罩機的速度大概是一分鐘100個左右,一包一個包裝的話,只有并聯(lián)機器人的速度能夠滿足產(chǎn)線需求。所以我們推的后道包裝是采用并聯(lián)機器人的方案。”翼菲自動化總經(jīng)理張賽說:“包裝后面還有裝箱和碼垛的環(huán)節(jié),這兩個環(huán)節(jié)既可以用并聯(lián)機器人也可以用串聯(lián)機器人。”

在眾為興的方案中,王亮提到,機器人主要應用于半自動口罩生產(chǎn)線銜接部分,目前該方案已經(jīng)應用到客戶產(chǎn)線中,正在緊急調(diào)試中。

在抓取方案中,用并聯(lián)機器人還是SCARA,主要基于速度的考量。張賽指出,因為SCARA速度比并聯(lián)機器人稍微慢點,所以如果是一拖二的口罩機,一個包裝包一個的話,SCARA就跟不上節(jié)拍,但是SCARA可以應用在一個包裝袋包多個的方案中,比如一個包裝帶包5個或者10個,甚至50個。

從口罩的類型來看,立體口罩和平面口罩因為下料的方式不一樣,在機器人應用的抓取方案中,也有一些區(qū)別:平面口罩是平著下來的,這樣便于機器人抓取,而立體口罩的下料是豎著下來的,還需要配合轉料機構將口罩放平;此外,平面口罩和立體口罩的抓取的方式也不太一樣。

除了并聯(lián)機器人和SCARA的抓取方案之外,針對N95口罩的柔性抓取搬運,重慶機器人產(chǎn)業(yè)研究院聯(lián)合遨博協(xié)作機器人和生態(tài)合作伙伴柔觸機器人,擁有完整而成熟的應用場景解決方案,可以為此類產(chǎn)品自動化設備的生產(chǎn)企業(yè)提供技術方案。

而在阿童木機器人的抓取方案中,機器人抓取口罩入包裝機,可以靈活設計抓手,可以單抓和多抓,具體選用哪種模式,則根據(jù)包裝機產(chǎn)能及放置要求做選擇,而且末端抓手可以根據(jù)產(chǎn)品靈活調(diào)整,更加柔性化的配合產(chǎn)線。

口罩生產(chǎn)百億市場

分析師認為,“口罩行業(yè)規(guī)模增速提升,醫(yī)用口罩增速高于行業(yè)整體。2019年我國口罩行業(yè)整體產(chǎn)值達到102億元,同比增長12.6%,其中醫(yī)用口罩產(chǎn)值55億元,同比增長15.5%。受新冠肺炎疫情影響,2020年行業(yè)增速有望大幅提升。”

不過不得不面對的一個事實是:口罩行業(yè)長期都是薄利,代工企業(yè)利潤更薄。江蘇省江陰某口罩工廠曾對外表示,工廠一年給日本代工口罩3億只,每只出廠價兩分錢,每只賺不到五厘錢。

也有業(yè)內(nèi)人士提出,N95等高端口罩溢價空間較大,利潤也就比一般的口罩高很多,有些甚至可以達到70%的利潤,而一般口罩利潤也就在30%左右。

而在此之前,KN95等高端口罩市場被3M和霍尼韋爾等海外巨頭占據(jù)。一位長期浸染于自動化行業(yè)的撰稿人認為,口罩產(chǎn)業(yè),中國的優(yōu)勢在低成本和產(chǎn)能,口罩背后是材料的競爭,也是裝備的競爭。

這次疫情對口罩的需求巨大,這給國產(chǎn)口罩行業(yè)帶來了機遇,未來高端口罩國產(chǎn)品牌可能會逐漸崛起。然而國產(chǎn)口罩品牌的崛起勢必要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級,其中,智能裝備會是一個方向。不僅僅是用于口罩生產(chǎn)線,事實上,智能裝備本身也可以成為口罩生產(chǎn)企業(yè)提升競爭力的一個多元化方向。

近期投入口罩自動化產(chǎn)線的河南創(chuàng)景科技有限公司總經(jīng)理董清永在接受高工機器人的采訪時表示,雖然之前沒有用過機器人,但是能省人工的話肯定會考慮投入的,畢竟除了口罩產(chǎn)線之外,他們還涉足各種醫(yī)藥產(chǎn)品,機器人更換夾爪之后還可以應用在其它醫(yī)藥產(chǎn)品的產(chǎn)線中。

有一個細節(jié)需要注意:早在2018年1月,3M公司研磨產(chǎn)品事業(yè)部亞太地區(qū)總監(jiān)Carl Doeksen在參觀了庫柏特機器人高速柔性抓取解決方案CGrasp時就談到了物流分揀機器人的潛在市場。

事實上,3M對機器人的關注遠不止這一點。2016年,3M成立了中國首個專業(yè)的機器人研磨實驗室,去年,3M還在上海成立了機器人研發(fā)中心,致力于幫助機器人打磨行業(yè)中的合作伙伴以及終端客戶實現(xiàn)機器人自動化打磨。

另一家口罩生產(chǎn)巨頭霍尼韋爾與機器人的關系就更無需遑論了,口罩是霍尼韋爾工業(yè)自動化領域的一款“副產(chǎn)品”。去年10月,霍尼韋爾宣布成立了霍尼韋爾機器人技術有限公司。

機器人能否短期內(nèi)在口罩生產(chǎn)中大量普及目前還不可預見,畢竟疫情過去后,回歸到正常軌道的口罩生產(chǎn)商們能有多大的欲望變革還不得而知,但可以預見的是,這次疫情過后,機器人企業(yè)要敲開口罩廠商的大門,會比之前容易很多。

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