從工信部發(fā)布的數據來(lái)看,截至2024年6月底,我國船舶手持訂單量17155萬(wàn)載重噸,同比增長(cháng)38.6%。僅2024年上半年的手持訂單量,就已超過(guò)2016-2023年任一年度的全年總量。
進(jìn)入“高度景氣區間”的船舶工業(yè)面臨著(zhù)“提速+保質(zhì)”交船的雙重挑戰。
協(xié)作焊接的新“用武之地”
根據高工機器人在調研中獲悉,焊接作為船舶建造工程的關(guān)鍵環(huán)節之一,在一艘船的整體制造成本中占比約為30%,但自動(dòng)化率僅有5%左右。目前,焊縫短、結構形式多樣的分段艙室等中組立,還是采用手工焊的方式進(jìn)行。
在訂單量高速增長(cháng)之下,造船廠(chǎng)的交付壓力隨之加大,船舶焊接亟需可靠且高效的自動(dòng)化焊接方式替代一部分的傳統人工,助力緩解訂單交付的壓力。有需求的同時(shí),船舶行業(yè)對焊接自動(dòng)化設備的價(jià)格接受度較鋼結構行業(yè)的高,更看重解決問(wèn)題的能力。
瞄準船舶焊接這一“風(fēng)口”,不少工業(yè)機器人本體廠(chǎng)商及集成商蜂擁而上,想要分羹些許。但在實(shí)際測試應用中,眾人發(fā)現,傳統工業(yè)機器人的示教型編程耗時(shí)長(cháng),且無(wú)法適應工作空間狹窄,無(wú)法滿(mǎn)足船舶制造對高效、靈活和智能生產(chǎn)的需求。
“免示教”焊接技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)給出的其中一個(gè)主流解決方案,但這項技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段,落地周期長(cháng),實(shí)際完成交付的較少。
正是上述情況,給協(xié)作機器人廠(chǎng)商以躋身船舶焊接開(kāi)了一個(gè)“縫”。
為什么這么說(shuō)?
理論上來(lái)說(shuō),協(xié)作機器人的易用性和靈活性使其天然更加適合船舶焊接。
在靈活性上,協(xié)作機器人設計的初衷就是提高機器人的安全性,如其名,能夠與人協(xié)作,無(wú)需加裝安全圍欄。加之協(xié)作機器人的占地面積較小,自重普遍較輕,也就意味著(zhù),工人可以相對便捷地抱起協(xié)作機器人挪動(dòng)其位置,且對大工件、復雜異形件的適應能力較高。
在極其狹窄的場(chǎng)景中,焊工需要趴著(zhù)或是躺著(zhù)以極不方便的姿勢完成焊接。在此場(chǎng)景中,焊工也可以把協(xié)作機器人當作一個(gè)“工具”。
在易用性上,協(xié)作機器人能夠通過(guò)拖動(dòng)示教路徑點(diǎn)的記錄,并配合相對易用的圖形化編程,降低對操作者的專(zhuān)業(yè)要求,普通一線(xiàn)操作工可在培訓后上手。
據高工機器人的調研了解,與工業(yè)機器人焊接相比,協(xié)作機器人焊接整體成本低了近一半。(價(jià)格的配置采用國產(chǎn)本體)
一時(shí)間,市場(chǎng)對協(xié)作機器人的期待值瞬時(shí)拉滿(mǎn)。協(xié)作機器人企業(yè)緊盯這一“天時(shí)地利的縫”,作為工業(yè)機器人的“補充”也好,“替代”也好,希望在船舶焊接應用中占有一席之地。
反觀(guān)造船廠(chǎng)亦寄希望于協(xié)作機器人,去解決當前工業(yè)機器人尚未解決或是解決得并不好的細分應用。此前業(yè)內曾有傳聞稱(chēng),某造船廠(chǎng)計劃采購約600臺協(xié)作機器人。(但高工機器人在近期調研中獲悉,這一計劃已產(chǎn)生變數)
協(xié)作船舶焊接,究竟能不能成?
熱潮之下,聲音各異
協(xié)作機器人在船舶焊接中的應用,真的如理論與理想的那般好嗎?
高工機器人在近期的走訪(fǎng)調研中了解到了一線(xiàn)船廠(chǎng)測試應用的實(shí)際效果,也聽(tīng)到了來(lái)自各路廠(chǎng)商的不同聲音,有人看好亦有人不看好。
可以用一句話(huà)來(lái)總結:理想很美好,現實(shí)很骨感,但請不要氣餒。
一家提供協(xié)作機器人應用解決方案的企業(yè)負責人對高工機器人表示:“船廠(chǎng)對協(xié)作機器人的理解就是比較好用的智能焊槍?!?/strong>
但事實(shí)上,某造船廠(chǎng)負責人在接受高工機器人調研時(shí)直言:“最初協(xié)作機器人的賣(mài)點(diǎn)是在分段制作時(shí)使用,但事實(shí)上用起來(lái)還不如焊槍?!?/strong>
他表示,協(xié)作機器人在實(shí)際的船舶焊接應用中存在以下兩個(gè)情況:
1、操作性還是不盡如人意,往往需要太長(cháng)的輔助時(shí)間,而不是立刻進(jìn)入焊接狀態(tài)。
2、人工移動(dòng)看似方便,但仍難免出現磕碰甚至是掉落,問(wèn)題出現后,協(xié)作機器人的精度如何保障?
就效率問(wèn)題來(lái)說(shuō),盡管是拖動(dòng)示教,但是協(xié)作機器人還沒(méi)開(kāi)機就已經(jīng)耗費了很多時(shí)間,效率太低了。大連造船廠(chǎng)工具實(shí)業(yè)公司某技術(shù)負責人向高工機器人解釋道,協(xié)作焊接雖然可以拖動(dòng)示教,但只能定起點(diǎn)和終點(diǎn),只適用于組對精度基本沒(méi)有誤差的,中間焊縫如果有間隙就識別不了,還是要靠線(xiàn)激光相機去示教。再現實(shí)一點(diǎn)來(lái)講,在船廠(chǎng)嘈雜、惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下,工人并不喜歡需要小心翼翼使用的機器。就這個(gè)問(wèn)題而言,一家協(xié)作機器人系統集成商的負責人對高工機器人表示,在部分造船廠(chǎng)中,不僅是生產(chǎn)現場(chǎng)的工人對自動(dòng)化設備有抵觸心理,甚至專(zhuān)門(mén)研究焊接工藝及自動(dòng)化的人也都對機器人等新事物有一些抗拒。某焊接系統集成商企業(yè)負責人對高工機器人表示,在他看來(lái),協(xié)作機器人只是船舶焊接的一個(gè)過(guò)渡性產(chǎn)品,最終還是要回歸使用工業(yè)機器人。高工機器人在調研走訪(fǎng)中聽(tīng)到最多的聲音有兩種,其中一種是:“協(xié)作機器人廠(chǎng)商普遍不懂船舶焊接場(chǎng)景,或者說(shuō)理解得不夠深,因此沒(méi)法配套解決方案工藝?!?/strong>一位造船廠(chǎng)的焊接高級工程師直言:“不光協(xié)作機器人廠(chǎng)商,大部分(自動(dòng)化設備)廠(chǎng)商都在憑想象做產(chǎn)品,把造船想的和工程機械或者鋼結構一樣?!?/strong>多位業(yè)內人士均表示,船舶焊接比鋼結構焊接要更難。船舶焊接主要以中厚板為主,涉及的焊縫結構形式多樣,對應需要的焊接工藝(諸如多層多道焊、激光復合焊等)也更加復雜,且現場(chǎng)工況復雜。多層多道焊、激光電弧復合焊對于協(xié)作機器人而言難度較大,就連工業(yè)機器人能夠做到的厚度以及實(shí)現的效果都十分有限。某協(xié)作機器人本體廠(chǎng)商坦言,這對大家(協(xié)作機器人廠(chǎng)商)來(lái)說(shuō)仍是入門(mén)的階段。加上船廠(chǎng)裝配精度并不算高,盡管是相同結構的工件也存在一定的偏差,焊縫精度偏差較大,協(xié)作機器人面對新的工件就需要重新拖動(dòng)示教,操作工作量巨大,效率難提升。有意思的是,造船廠(chǎng)對自動(dòng)化設備廠(chǎng)商有“怨言”,自動(dòng)化設備廠(chǎng)商同樣也對造船廠(chǎng)有“不滿(mǎn)”。高工機器人在調研走訪(fǎng)中聽(tīng)到最多的聲音有兩種,其中一種是:“協(xié)作機器人廠(chǎng)商普遍不懂船舶焊接場(chǎng)景,或者說(shuō)理解得不夠深,因此沒(méi)法配套解決方案工藝?!?/span>而高工機器人聽(tīng)到最多的另一種聲音則是:“造船廠(chǎng)等終端用戶(hù)對機器人、機器視覺(jué)等自動(dòng)化設備有著(zhù)不切實(shí)際的幻想和期待,但事實(shí)上機器人能夠解決的應用本來(lái)就是有限的?!?/strong>一家企業(yè)在接受高工機器人的調研時(shí)直言,客戶(hù)愿意出的錢(qián)并不多,但卻期望擁有“具身智能焊接人”,能夠直接替代焊工。這對于提供設備的廠(chǎng)商而言,根本無(wú)法在成本和功能、性能上找到結合點(diǎn)。“終端客戶(hù)對機器人和機器視覺(jué)的理解過(guò)于粗暴了,覺(jué)得機器人(無(wú)論協(xié)作或工業(yè))就像人一樣,加上機器視覺(jué)的機器人就更加無(wú)所不能了。”一家焊接系統集成商企業(yè)負責人對高工機器人表示。那么,協(xié)作機器人的船舶焊接路究竟還能走下去嗎?一家造船廠(chǎng)的技術(shù)負責人表示,更看好“協(xié)作機器人+AGV+機器視覺(jué)”的融合應用,認為更符合船廠(chǎng)的實(shí)際情況。但也有協(xié)作機器人本體廠(chǎng)商表示,更看好移動(dòng)式的小推車(chē)工作站,即協(xié)作機器人+小推車(chē)。他認為,加上AGV/AMR的造價(jià)太高,船舶場(chǎng)景也跑不了移動(dòng)底盤(pán),價(jià)值不大。跡象表示,市場(chǎng)正在構想是否可以用:①“協(xié)作機器人+免示教+移動(dòng)”方案、②磁吸底座方案,去解決當下船舶焊接中的部分問(wèn)題。已有幾家協(xié)作機器人本體廠(chǎng)商與3D結構光、線(xiàn)激光相機企業(yè)接觸,合作開(kāi)拓協(xié)作機器人的免示教解決方案。一家協(xié)作機器人本體廠(chǎng)商在接受高工機器人的調研時(shí)表示,方案目前看來(lái)是可以用的,但還需要去現場(chǎng)實(shí)測,以及調研客戶(hù)對免示教方案的價(jià)格接受度、落地的難易程度等,后期維護也可以預見(jiàn)存在挑戰。不過(guò)這樣下來(lái),成本必然增加。某大型造船廠(chǎng)的焊接負責人表示:“相信廠(chǎng)商會(huì )把這個(gè)價(jià)格打下去的?!?/strong>面對一個(gè)新場(chǎng)景、新應用,市場(chǎng)中有截然不同的看法十分正常。有人看好,有人不看好,這都不是最重要的,最重要的是設備廠(chǎng)商是否有“啃”下這塊硬骨頭的決心與行動(dòng),以及終端用戶(hù)是否真的給足了配合與耐心。再次回到前面對此次調研總結的那句話(huà):理想很美好,現實(shí)很骨感,但請不要氣餒。協(xié)作船舶焊接究竟是否能成,就交給時(shí)間去回答吧。