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走进FANUC,领略自动化巨头的魅力_0

未知 2019-06-17 14:08

  “仙客来游云外巅,神龙栖老洞中渊。雪如纨素烟如柄,白扇倒悬东海天。”这是日本江户时代汉诗诗人石川丈三所描写的富士山。在这座美如仙境的山下,绿树林荫的环抱中,坐落着一组明黄色的建筑群,这就是第二届日本智能工厂考察团的到访的第四站——世界驰名的FANUC总部。

  走进FANUC,领略自动化巨头的魅力

  图1e-works第二届日本智能工厂考察团走进FANUC

  FANUC成立于1972年,原先是富士通的一个部门,FANUC的第一个字母“F”就是来自于富士通(Fujitsu)。FANUC自1956年成功开发出日本民间第一台数控系统和伺服装置以来,一直不懈地追求工厂自动化的发展,形成了三个主要的事业部:以FANUC的基础技术--数控和伺服技术为基础发展的FA事业部、应用了基础技术的机器人事业部和智能机械事业部,这三个事业部是FANUC的三大支柱。

  FANUC是工业机器人领域四大巨头之一(FANUC、库卡、安川电机、ABB),已累计销售数控系统370万台,伺服电机1700万台,机器人48万台。2016年FANUC的净现金流量6866亿日元,位居日本2016年企业富豪榜首位。苹果、特斯拉、通用、空客、华为、海尔、联想、可口可乐……大量的工业巨头都是FANUC的客户。甚至有人说过,如果少了FANUC,全球将会有一半的工厂不能够运作。

  是什么支撑FANUC从最初走到如今行业泰斗的位置?带着这样的疑问,2017年12月12日上午,第二届日本智能工厂考察团走进了FANUC总部,这也是e-works考察团第二次走进FANUC(首次FANUC考察:走进FANUC:全球智能制造装备领域的黄色巨人)。

  走进FANUC,领略自动化巨头的魅力

  图2FANUC会长稻叶善治与e-works考察团合影

  FANUC对此次考察活动高度重视,稻叶善治会长亲自接待考察团,热性地欢迎了考察团一行。

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  图3e-worksCEO黄培博士跟FANUC稻叶善治会长交换礼物

  稻叶善治会长为我们介绍了FANUC的发展情况。目前,发那科依然坚持所有产品都在日本国内生产,在日本国内一共有四个生产基地,共有39个工厂分布其中。稻叶善治会长告诉我们,FANUC发展至今,一直有两个基础的,也是最重要的方针。一是对产品可靠性的重视,FANUC的产品全部用于工业生产,因此保证产品的正常运转是非常重要的,FANUC从产品研发开始就非常重视产品的可靠性,还建成了专业的产品可靠性实验室用于综合的产品可靠性评价。除了产品可靠性之外,FANUC的另外一个重要的方针是服务第一的理念。FANUC为客户承诺终身的维修服务,目前在FANUC的客户中,有的还在使用30多年前的FANUC产品,这些产品FANUC依然还在提供维修服务。

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  图4FANUC稻叶善治会长为考察团介绍FANUC的发展情况

  在观看了一段FANUC公司的介绍视频后,FANUC的工作人员带领考察团一行参观了FANUC的可靠性评价大楼、中央展览中心、机器人组装工厂、机加工工厂以及修理工厂,让考察团大开眼界。

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  图5考察团一行参观FANUC

  可靠性评价大楼——践行彻底可靠性检测的态度

  可靠性评价大楼是FANUC诸多的研究楼中最大的一栋,面积达2万平方米,造价60亿日元。发那科的产品研发一直以“高可靠性、故障预警、快速修复”为宗旨。在这幢大楼内,为实现可靠性的进一步提升,配备了诸多大型设备,可进行特殊的、在恶劣条件下、长时间、同时多样的评价试验。

  试验区占据了可靠性评价楼绝大部分的面积,在这里,为了对产品可靠性进行彻底验证,利用加速寿命试验来确认产品的长期可靠性,同时增加试验的数量,在多种条件下考虑到个体差异进行试验。此外,还设置了许多的专用实验室,如电波暗室、电磁耐受性实验室、加振室、油雾实验室、温度可变室、湿度可变室、极限实验室、噪音实验室、浸水实验室、无尘室、精密测量室等。

  在这里,我们看到一台机器人正在反复弯折电缆,进行电缆的可靠性测试。发那科的工作人员告诉我们,电缆是机器人最易故障的零件之一,虽然供应商已经对电缆做过测试,但发那科还要自己模拟机器人的动作对电缆再次测试。通过加速24倍,模拟电缆在机器人上三年的使用时间,做彻底的可靠度检测,这就是发那科对品质的态度。在主轴马达的检测区,我们看到1分钟7万转的高转速马达被放置在地下2米左右的区域,这是为了安全性考虑,如果马达在检测过程中出现意外甚至爆炸,其影响范围也能有效控制。为了保证产品在电磁环境中正常运行并不对周围其他设备产生电磁干扰,发那科投资7亿日元,建立了电波暗室,未来,发那科还希望该实验室能够成为EMC的认证机构。可靠性评价大楼的专业全面让考察团成员深感叹服,发那科对品质的追求给考察团留下了深刻的印象。

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  图6发那科的电波暗室(图片来源:发那科企业简介彩页)

  中央展览中心——一场产品视觉的盛宴

  一踏入中央展览中心,琳琅满目的产品就吸引了考察团成员的视线。发那科为提升产品性能,应用了各类技术。图7是发那科展示的智能机械控制技术,图中两台设备在同时运行(左右平行移动),左边一台的程序指令重叠有效,右边一台的程序指令重叠无效,在重叠有效的情况下,设备的运行效率能够提升3.9%。图8是智能机床控制技术,通过短时间提高主轴电机功率,提高短时间内的重切削能力,缩短加减速时间达25%。此外还有智能反向间隙补偿技术可对机床滚珠丝杠的变形做恰当的补偿、高速型号的DiS电机等的展示。

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  图7智能机械控制

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  图8智能机床控制

  在机器人的展区,发那科唯一的一款绿色机器人--协同机器人受到了大家的关注,与人发生碰触时,机器人会安全停止,因此无需安全栅栏,通过手持引导可以直接操作机器人手臂进行作业,也可以进行示教,人与机器人协同作业。考察团成员们还饶有兴致地体验了一把与机器人的互动。

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  图9考察团成员体验协同机器人

  此外,我们还看到大型搬运机器人可以轻松举起一辆汽车;学习型机器人通过抑制震动的学习控制技术,实现平稳高速的动作,提高每台机器人的生产能力和效率;内置了视觉追踪功能的机器人,使用视觉传感器能够检测出传送带上的工件位置,并追随工件的移动进行准确抓取;散堆拾取机器人能够检测出散乱堆放的工件位置,挑选出抓取对象后灵活地取出;加载了力学传感器的机器人,通过力觉控制,实现了在工具移动的同时保持指定压力的动作,可以用于铸件的去毛刺作业和各种工件的表面研磨作业。FANUC加工中心的性能也十分抢眼,大进给量,快速切除余量,可以实现高速、高精密加工。展示中心还展示了FANUC的数控系统。丰富多样的故障针对功能能够在异常出现的早期发出通知,可以在故障发生之前进行预防、维修。通过在服务器上集中管理机器人的信息,可以通过移动终端见识机构部、进程、系统的状态,并可以确认维修时期以实现零宕机。

  机器人组装工厂——用机器人组装机器人

  机器人组装工厂目前具有每月生产6000台机器人的生产能力,在这个工厂内,采用了多台发那科的智能机器人组成的自动组装系统,实现了用机器人来组装机器人(图10),只有线缆和斜齿轮还需要人工装配,其他零部件实现全自动化装配。考察团参观了R-2000i机器人的自动组装线,在组装线旁,采用了自动化立体仓库实现物料的自动输送。

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  图10发那科机器人组装工厂(图片来源:发那科企业简介彩页)

  机加工工厂——长达720hr的无人运转工厂

  机加工工厂加工机器人、ROBOSHOT、ROBOCUT以及激光发生器的零部件。发那科的工作人员告诉我们,1980年,发那科开始在机加工工厂实施自动化,当时仅可以实现24小时的无人运转。1990年,通过引入立体托盘仓库,无人运转时间延长到了72小时。2000年后,机器人单元投入使用,使无人运转时间大大延长,目前该工厂可以实现720小时的无人运转。

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  图11发那科机加工工厂(图片来源:发那科企业简介彩页)

  修理工厂——支撑发那科终身维修承诺的后盾

  终身维修服务,这是发那科给客户的承诺,支撑这一终身维修服务的就是修理工厂,甚至30年前的旧机种也能在这里维修。

  发那科的维修服务是为了让因机床的故障而造成的停产时间最大限度地缩减,因此在现场不进行故障单元的维修,而是采取更换整个单元的方式。更换下来的单元在修理工厂维修后被作为维修备品使用。

  修理工厂内有超过460台修理用测试设备,可对13000余种部件进行维修。修理使用的电子元器件库存量大概17000种,超过200万件。发那科会统筹购买制造商已停产的备件已备未来的修理维修,这些备件约占备件库存总数的20%。对于特别难以购买到的备件,则选用可兼容的新型号备件维修。同时发那科会根据监测产品的使用数据来预测维修需求,并进行维修部件的库存管理。

  收获与思考:感受FANUC的态度与精神

  虽然参观行程只有半天,但每一站都有精彩的看点。考察团一行不仅看到了发那科先进的技术和产品,也感受到了发那科企业运营的理念与文化,引发了团员们的思考。

  发那科的三大产业--数控系统及伺服电机、机器人、智能机械,这三者之间在技术上其实是相互关联的。运动控制技术可以用于机器人上,机床中会使用自己的数控系统等等,这三个产业相互协同发展,这种发展策略是中国企业可以学习的。

  在自动化方面,发那科也让我们看到了可借鉴之处。目前,国内很多企业一方面想要实现自动化,实现黑灯工厂,另一方面又追求个性化定制,这是不容易实现的。对此,发那科并没有盲目地追求个性化定制,它通过产品的系列化、模块化来保证高度的自动化。发那科在国内有很多的集成商,许多前端的抓具、视觉系统等等都是由合作伙伴生产的,发那科只生产标准化的部分。对于我国的制造业来说,个性化定制也需要以标准化、系列化、模块化为基础,而且要尽可能地大批量定制,才是可行之道。此外,中国企业也应该学习发那科重视合作伙伴和联盟的作用,在自己擅长的领域发展,形成一个产业的生态系统。

  另一个值得借鉴的是发那科利用基于物联网的技术对所有的机器人进行远程监控,通过收集和分析机器人运转数据,实现预测性的维修维护,这也是发那科能够提供零宕机服务的保障。类似的应用在我国的企业也可以看见,如三一重工的挖掘机指数。

  发那科对产品品质、产品可靠性的执着,以及它的零宕机服务、终身维修服务等等,也让考察团成员无比感概。既能将产品做到最好,又能持续创新,同时将服务做到彻底,随着研发的不断投入,加上大量地积累客户经验,发那科未来的发展与其所能爆发出的力量是巨大的。有人说“发那科成功的秘诀无他,只是专心地堆起竞争门槛,一直堆,一直堆……。把一件事,磨到很亮,道理很简单。它就是像日本传统职人般,全心琢磨如何精进技术,自然就能做出取舍与创新。”

  考察行程结束后,团员们带着满满的收获与感概乘坐大巴离开发那科时,还看到发那科的员工在车外挥手致意为我们送行。也让我们再次感受到了他们认真的态度。此次发那科之行为考察团成员带来了一次智能制造和企业文化的思想盛宴。

  走进FANUC,领略自动化巨头的魅力

  图12发那科员工为考察团送行


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