□文/張頌明

達(dá)意隆：拉近工業(yè)4.0距離

□文/張頌明

達(dá)意隆，長期從事整線設(shè)備的研制與銷售，主要產(chǎn)品包括全自動旋轉(zhuǎn)式PET瓶吹瓶機(jī)、全自動灌裝生產(chǎn)線、黏流體灌裝機(jī)、全自動旋轉(zhuǎn)式PET瓶吹灌旋一體機(jī)、桶裝水吹灌旋一體機(jī)及后段包裝設(shè)備等，是液態(tài)食品包裝細(xì)分行業(yè)唯一的上市公司。

工業(yè)機(jī)器人因其高自由度和高柔性化在近年工業(yè)4.0概念的傳播中成為了焦點(diǎn)，并成為替代人工的最佳解決方案。

張頌明 廣州達(dá)意隆包裝股份有限公司 董事長

深耕工業(yè)機(jī)器人細(xì)分領(lǐng)域

食品包裝機(jī)械行業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，涌現(xiàn)出一大批食品包裝機(jī)械供應(yīng)商。在這些供應(yīng)商引進(jìn)消化吸收和自主創(chuàng)新的推動下，目前國內(nèi)液態(tài)食品包裝所需要的“專機(jī)”設(shè)備自動化程度已非常高，如目前代表行業(yè)發(fā)展趨勢的全自動吹灌旋一體機(jī)，單機(jī)可實(shí)現(xiàn)理胚—加熱—吹瓶—灌裝—旋蓋等功能，但在整線的運(yùn)行中，依然有部分工位需要人工操作，如黏流體灌裝生產(chǎn)線中的理瓶等對于柔性化需要較大的工位目前均無法擺脫人工操作。醫(yī)藥、食品、家電等行業(yè)也同樣存在此類問題。這些工位對于柔性化程度要求很高，已不在行業(yè)本身通用設(shè)備可以解決的范疇之內(nèi)了。

正是基于下游企業(yè)對于自動化柔性生產(chǎn)的需求，達(dá)意隆開始涉足于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。2009年開始研發(fā)“并聯(lián)機(jī)器人”，2014年正式成立工業(yè)自動化事業(yè)部，專注于基于機(jī)器人的非標(biāo)柔性化自動化方案的解決。

從應(yīng)用角度，傳遞給用戶的機(jī)器人價值很清晰。第一，標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，這意味著產(chǎn)品的高可靠性和低故障率，很容易集成使用、節(jié)省大量非標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工制造的成本和周期。第二，六自由度的柔性，這使得機(jī)器人可以完成復(fù)雜的多任務(wù)作業(yè)，即使生產(chǎn)線改變，機(jī)器人也可重復(fù)利用其他作業(yè)工藝，譬如原來用作后段包裝搬運(yùn)的機(jī)器人可以轉(zhuǎn)做機(jī)床上下料管理。第三，改善作業(yè)環(huán)境，機(jī)器人可以適應(yīng)各種不適宜人工的惡劣、嚴(yán)苛的作業(yè)環(huán)境，譬如高溫高粉塵、無塵潔凈室等。

機(jī)器人作為工業(yè)領(lǐng)域綜合技術(shù)實(shí)力的一個典型代表，也是打造國家工業(yè)競爭力的關(guān)鍵點(diǎn)之一。因此近兩年國家出臺了很多政策扶持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。在機(jī)器人技術(shù)強(qiáng)大的日本，軟銀集團(tuán)負(fù)責(zé)人孫正義正期望通過更大量的投資機(jī)器人來重振日本制造業(yè)的全球競爭力。

此外，機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用的輻射帶動作用極強(qiáng)。通過強(qiáng)大的機(jī)器人系統(tǒng)的集成應(yīng)用，所帶動的上下游產(chǎn)業(yè)鏈遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)器人所帶動的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。機(jī)器人的零部件根據(jù)機(jī)型和配置不同數(shù)量非常有限，而一個系統(tǒng)集成所涵蓋的設(shè)備、設(shè)施、技術(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了機(jī)器人本身，若將這些系統(tǒng)拆散為部件，更是機(jī)器人所無法比擬的。

產(chǎn)業(yè)鏈的“輕”與“重”

目前，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展呈現(xiàn)出一定誤區(qū)，主要表現(xiàn)在“重”核心零部件的研發(fā)，“輕”應(yīng)用集成。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)從事機(jī)器人行業(yè)的企業(yè)近4000家，且眾多國內(nèi)機(jī)器人廠商自創(chuàng)立伊始便推出從大到小全系列的機(jī)器人產(chǎn)品，各種型號、各個區(qū)間的載荷、臂展半徑等機(jī)器人應(yīng)有盡有，十分壯觀。但其中存在著一定的過度投資和產(chǎn)能過剩問題。

環(huán)顧歐美、日本等工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國，真正從事機(jī)器人產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量非常有限，更多的是各行各業(yè)、大大小小的機(jī)器人集成商在推動整個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，深入各個區(qū)域和行業(yè)，從而讓機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從基礎(chǔ)研發(fā)、核心部件、本體設(shè)計制造到應(yīng)用集成的整個產(chǎn)業(yè)鏈都得以專業(yè)性分工，并健康有序地發(fā)展。

目前在國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人紛繁復(fù)雜的背景下，機(jī)器人的銷售通路成為打通整個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵問題。更為凸顯的問題是，眾多國內(nèi)機(jī)器人廠商研發(fā)基礎(chǔ)不扎實(shí)，產(chǎn)品可靠性差，存在產(chǎn)業(yè)化隱患。

歸根結(jié)底，機(jī)器人是一個很關(guān)鍵也很實(shí)用的自動化“工具”，是自動化生產(chǎn)線的一個重要部件，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品無法單獨(dú)使用，必須由系統(tǒng)集成企業(yè)結(jié)合應(yīng)用企業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行開發(fā)后，應(yīng)用在相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上。簡單而言，就是用戶需要的是一套完整的解決方案，而不是一個工具或部件。

由于認(rèn)識上的誤差，我們忽視了更為重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問題：機(jī)器人造出來了，賣給誰？如何賣？我們經(jīng)常看到一些知名企業(yè)導(dǎo)入的機(jī)器人自動化系統(tǒng)不能達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)要求而成為“雞肋投資”。這個過程中涉及方案規(guī)劃和系統(tǒng)集成能力，這是目前國內(nèi)機(jī)器人行業(yè)普遍缺乏的。

正是對于國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀的清晰認(rèn)識，達(dá)意隆必須找準(zhǔn)自身的優(yōu)勢，遵循達(dá)意隆液態(tài)食品包裝整線解決方案的發(fā)展思路，不盲目跟風(fēng)。在機(jī)器人定位上，堅(jiān)持做系統(tǒng)集成的方案解決商，用成功應(yīng)用的案例去開拓市場。

目前，達(dá)意隆已研發(fā)出1公斤、3公斤、6公斤和10公斤四款不同的并聯(lián)型工業(yè)機(jī)器人，最高速度節(jié)拍可達(dá)每分鐘180次循環(huán)節(jié)拍。該產(chǎn)品采用國內(nèi)領(lǐng)先的高精度傳輸帶跟蹤技術(shù)、第四軸伺服電機(jī)直驅(qū)技術(shù)和視覺定位系統(tǒng)，擁有全球最完整的并聯(lián)機(jī)器人機(jī)型系列，可廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、日化、電子等生產(chǎn)領(lǐng)域的分揀、裝箱、檢測、裝配等作業(yè)環(huán)節(jié)。產(chǎn)品問世一年來，達(dá)意隆已經(jīng)與寶潔、藍(lán)月亮、伊利、格力、美泰等企業(yè)展開合作。

傳統(tǒng)行業(yè)借機(jī)器人升級

目前，我國工業(yè)機(jī)器人主要集中應(yīng)用于汽車、電子信息等行業(yè)，而在傳統(tǒng)的食品飲料、日化及家電行業(yè)卻應(yīng)用較少。但隨著競爭的加劇，這些行業(yè)也面臨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的壓力，急需進(jìn)行智能化改造。

以日化行業(yè)為例，以瓶裝洗發(fā)水、洗手液、洗潔精為主要包裝形式的日化行業(yè)的競爭日趨激烈，企業(yè)必須通過提升生產(chǎn)效率來維持利潤。然而消費(fèi)者日趨個性化的需求又使生產(chǎn)線必須具備小批量、多品種的柔性生產(chǎn)特點(diǎn)。廠商需要設(shè)計出各種不同的瓶型去吸引消費(fèi)者眼球，于是超市貨架上就出現(xiàn)了圓形、橢圓形、波浪形、弧形等各種個性化瓶型。

日化產(chǎn)品的塑料瓶一般外包生產(chǎn)，然后運(yùn)送至灌裝生產(chǎn)線由人工把空塑料瓶逐一整齊擺放到輸送線上對接灌裝機(jī)。這種人工理瓶的方式，一方面使作業(yè)人員長期從事單調(diào)重復(fù)的體力勞動，容易引起關(guān)節(jié)炎等職業(yè)??；另一方面作業(yè)人員喝水、如廁等生理需求，使生產(chǎn)線產(chǎn)能存在不穩(wěn)定因素；同時隨著瓶型日益多樣化、復(fù)雜化，人工作業(yè)可能產(chǎn)生錯誤，增加停產(chǎn)隱患。且隨著灌裝速度的快速提升，生產(chǎn)線需要增加人手，這樣就使得單位時間的停產(chǎn)損失更加巨大。即使采用傳統(tǒng)自動化理瓶機(jī)也存在兼容性問題，很難適應(yīng)越來越頻繁變換的瓶型。在這種背景下，機(jī)器人自動理瓶線就成為極具針對性的通用型解決方案。

產(chǎn)線上的解決方案

一般來講，人工理瓶作業(yè)的動作分解為：批量瓶坯輸入→人工撿取→人工把瓶子豎立定位于輸送線上。人工可以有效應(yīng)對多種瓶型的關(guān)鍵是人眼的識別和定位功能、人手臂的搬運(yùn)動作執(zhí)行功能和人手指對各種瓶型抓取的適應(yīng)功能。而機(jī)器人理瓶線正是基于同樣的原理設(shè)計：散亂的瓶坯批量倒在料倉內(nèi)，經(jīng)傳輸帶提升后向灌裝機(jī)傳輸，在傳輸過程中，視覺系統(tǒng)替代人眼對瓶坯進(jìn)行識別與定位，然后機(jī)器人完成人手的搬運(yùn)動作執(zhí)行功能，機(jī)器人定制設(shè)計的夾具替代人手指完成對瓶子的抓取。一旦瓶型變換，整個系統(tǒng)只用更換夾具以及調(diào)整部分程序來實(shí)現(xiàn)，而每套夾具可兼容抓取多種瓶型。其他視覺系統(tǒng)、輸送線和機(jī)器人等硬件一般無需任何調(diào)整。

目前國內(nèi)寶潔和藍(lán)月亮等一線品牌已經(jīng)采用并推廣這種由達(dá)意隆提供的新型自動化化解決方案，以應(yīng)對未來快速變化和日趨激烈的市場競爭。

機(jī)器人插手鹵豆腐塊

即便在極為傳統(tǒng)的鹵豆腐塊行業(yè)，也面臨著同樣的機(jī)器人自動化改造的需求。國內(nèi)某知名鹵豆腐塊廠商近期也在業(yè)內(nèi)首次引入了達(dá)意隆機(jī)器人解決方案。

按照傳統(tǒng)作業(yè)模式，鹵豆腐塊成品由人工把產(chǎn)品逐一放入塑料托盤格內(nèi)，然后對接包裝機(jī)。鹵豆腐塊的產(chǎn)線速度要求約每分鐘140塊，每班需要2-3人，每天2班需要4-6人。人工作業(yè)一方面需戴手套、口罩等防護(hù)產(chǎn)生成本，即便如此，仍存在安全衛(wèi)生隱患。另一方面長期接觸鹵料中的鹽分會腐蝕人手，造成職業(yè)病。人工喂料也同樣存在產(chǎn)能不穩(wěn)定的差能損失。

在導(dǎo)入機(jī)器人自動分揀系統(tǒng)后，通過視覺系統(tǒng)識別和傳輸帶跟蹤抓取技術(shù)，機(jī)器人可以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)每分鐘約144塊鹵豆腐的高速包裝要求，節(jié)省約6名作業(yè)員工，同時消除了安全、衛(wèi)生隱患，增強(qiáng)了公司的品牌形象和消費(fèi)者的信心。該項(xiàng)技術(shù)也將被客戶大量推廣。

包裝行業(yè)需求多

食品行業(yè)的快速發(fā)展離不開包裝機(jī)械行業(yè)的助力。食品安全問題頻發(fā)，消費(fèi)者對食品包裝提出了更高要求。而機(jī)器人在食品包裝中的應(yīng)用，避免了食品的二次污染，在提升生產(chǎn)效率的同時降低了企業(yè)成本，符合包裝行業(yè)自動化趨勢的需求，同時也推動了包裝行業(yè)自動化水平的進(jìn)一步提高。

機(jī)器人技術(shù)在包裝行業(yè)中的應(yīng)用飛速發(fā)展，在過去的5年中從9.5%增加到17.4%。機(jī)器人幾乎出現(xiàn)在所有包裝功能領(lǐng)域，尤其在搬運(yùn)、碼垛、裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用最為普遍，但在柔性化程度較高的工位上機(jī)器人的使用率仍較低。

另外，食品產(chǎn)品已趨向于精致化和多元化發(fā)展，單品種大批量的產(chǎn)品越來越少，而多品種小批量的產(chǎn)品日益成為主流。在大環(huán)境的變化趨勢下，多元化、具有多種切換功能、可適應(yīng)多種包材和模具更換的機(jī)器人能夠適應(yīng)市場需求。除傳統(tǒng)意義的食品醫(yī)藥產(chǎn)品外，包裝在家電行業(yè)、家具、玩具等行業(yè)也有廣泛應(yīng)用，但自動化程度普遍較低。雖然包裝市場廣闊，但能夠提供自動化解決方案的企業(yè)卻寥寥無幾。

雖然，包裝行業(yè)對于機(jī)器人的需求在不斷上升，但行業(yè)缺乏技術(shù)全面、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的系統(tǒng)集成人才和企業(yè)，這需引起足夠重視。