機器人或將分羹口罩百億市場

服務機器人
高工機器人
廖文清
2020-03-03 · 11:33
[ 老虎机网上游戏导读 ] 危與機,常常像硬幣的兩面,相伴相生。
口罩生产,口罩,疫情,機器人,N95,防護服,自動化 圖片來自“特定授權”

2020年2月23日,在統籌推進新冠肺炎疫情防控和经济社会发展工作部署會議上。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席會議并发表重要讲话。

他強調,疫情對産業發展既是挑戰也是機遇。 “一些傳統行業受沖擊較大,而智能制造、無人配送、在線消費、醫療健康等新興産業展現出強大成長潛力。要以此爲契機,改造提升傳統産業,培育壯大新興産業。”習主席說。 

機器人爲代表的智能制造企業,如何把握機遇?這個課題首先被放在了口罩生产的智能化提升上,尽管目前很多口罩生产厂商正疲于应付突然暴涨的需求,并未沉下心思升级设备,但疫情的“后遗症”或许会为機器人的进入打开一个缺口。 

“口罩生産還是以半自動化爲主”

“一罩難求”愈發嚴峻之後,在政府的主導下,各企業迅速行動起來:手工縫制口罩、用縫紉機縫制口罩、汽車流水線改造生産口罩等。

 有媒體報道,內蒙古鄂爾多斯集團,在沒有口罩生産線的情況下,調用幾十名熟練的機縫工一個個地生産,並把生産出來的防護口罩、防護服交給防控指揮部消毒、調配。 

比这种因为“赶鸭子上架”而被迫采用原始生产方式更高级一点的是,拥有口罩生产线的传统口罩厂商,而口罩生产线又分为半自動化产线和全自動化产线。

 有业内人士表示,口罩行业此前的自動化水平其实不高,不要说全自動化口罩机,其实很多口罩厂之前用的都是半自動化的设备,裁片和焊耳带都是分开的,基本上靠人工来串联,即使用自動化口罩机,也是人工在后面收集口罩,然后再进行包装,有的是用整包机包装,有的是直接买成品的袋子往里套。

“口罩行业有完整的自動化解决方案,但我们为业内集成商制定口罩机运控方案的时候发现,他们的生产能力参差不齐,半自动设备的产能也有较大差异。”众为兴市场总监王亮说。 

一位口罩生产企业负责人表示,他的工厂是半自動化机器作业,口罩生产线共两组,每天能生产15万只口罩。 而全自动生产从无纺布进布口开始,多层叠加、压实、分拣、口罩上袋、贴标,最后成品输出,大概是1秒1个口罩,或者2秒3个口罩。

目前最爲緊缺的N95口罩,因为其材质柔软,又是半圆形结构,很难实现全自动的上下料搬运。普通医用口罩或是防護服,也大量采用各种无纺布材质,透气、柔软的特性,使得自動化分层、搬运成为行业难点,也制约了生产设备的自動化水平。 

疫情下被放大的人工問題

限制口罩生産産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行業組裝産線相比較,口罩生産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。 

据悉,朝美日化以3倍工资请员工返厂,仅除夕当日休息半天,工人平均的休息时间最多只有4个小时;而在正月初二复工的仙桃汉克防护用品公司以五倍工资劝当地工人回厂,劝工人上班,还需要解决他们的后顾之忧,对厂区进行消毒、让工人穿上防護服。 

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

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

龚兴录还提到,一次性平面口罩对工人需求不大,只要设好机器,一下子就出来了,直接打包就OK了。KN95是折叠的,要求密合性,鼻梁条和里边的鼻梁垫都需要人粘上去。 在人员紧缺的情况下,党员干部、餐飲员工、二胎宝妈、休假白领等都不得不进入了口罩生产车间。 

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

業內人士提出,目前口罩産線提高效率的方式,就是增加流水線機器,機器越多,生産越快,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产线还是需要部分人工,主要是后段包装部分,分组进行小包装,然后多个小包装入大箱,准备运输,而这部分人工其实都可以用機器人替代。 

機器人在口罩产线中

在这次跨界生产口罩的大军中,车企反应迅速,在极短的时间内搭建起了口罩生产线,除了拥有洁净要求达标的车间之外,更得益于機器人的应用,因为機器人在柔性生产中具有不可比拟的优势。 

有知情人士指出,现在的国内车企,已经开始使用機器人制造,大量的自動化装备充斥着整个车间,只要迅速的采购生产口罩的设备,略微更改一下智能程序,批量生产就没有问题。比如陕西晋城的一家车企只用了48小时就完成了谈判、落地、生产两条医用口罩生产线,效率可见一斑。

口罩自動化生产的主要工艺流程分为: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、堆疊、輸送帶裝置送出。

目前機器人在口罩生产中虽然有应用,但量还比较少。这从另外一个角度也表明,機器人在口罩生产中的应用还是有机会的

 在给口罩生产厂商提供产线自動化完整的运控解决方案的同时,埃斯顿还提供了口罩生产中对口罩的抓取、装盒装箱等需求。

 其中,口罩的高速抓取,可根据节拍选择六轴迷你機器人、并联機器人或者高速运控机构模组,搭配英国TRIO运动控制器和埃斯顿伺服;口罩高速装盒可将成品口罩进行高速装盒处理,大量节省人工在装盒时间,可根据节拍选择水平关节四轴機器人或者并联機器人;装箱应用采用埃斯顿六轴迷你機器人,满足快速装箱的需求。

 在翼菲自動化自主研发、设计的口罩智能化包装系统高效解决方案中,以高速并联機器人为核心,结合传送带跟踪技术以及视觉识别技术,单套系统可代替人工4-6人,生产效率提高一倍以上,可24小时不间断作业,较大程度缓解人工紧缺的问题。

在汇通自動化口罩生产车间,华盛控的并联機器人也发挥了巨大的作用。相关负责人介绍,在抓取过程中,如果是人工操作的话,2个人同时操作,一分钟也只能抓取产品60片左右,但是通过并联機器人,每分钟可以抓取100片左右,而且全部工序下来可以节省8-10名劳动力,不仅大大节约了劳动力,还提高了效率。 

除此之外,还有众为兴依托于医疗行业所积累的实际项目经验,利用众为兴SCARA機器人,配合众为兴控制器+伺服来完成分拣、码垛等工艺。 

機器人不仅仅可以应用在口罩生产线上,还可以应用在口罩原材料产线中。 

湖北仙桃是全国重要的无纺布生产基地。自1月21日起,仙桃恒天嘉华非织造公司就借助发那科10台码垛機器人24小时在口罩生产流水线上的引导、定位、识别和自動化生产线集成应用的性能优势,提高制造速度、加大无纺布产量。

在佛山南海九江口罩无纺布厂,发那科機器人口罩生产线也全力开工生产。该厂主要生产口罩和防護服原材料等,从1月22日起,10台上海发那科码垛機器人没有待工过。 

機器人生产表现出了非常大的优势,据悉,40余名工人一天就可生产80吨无纺布,预计可制作40万件防護服、100万只普通医用外科口罩或30万至50万只N95口罩。 

“现在我们了解到的機器人在口罩生产中的应用还是在后道包装环节,比如从口罩机上下来的口罩放在传送带上用并联機器人进行抓取,因为现在一拖二的平面口罩机的速度大概是一分钟100个左右,一包一个包装的话,只有并联機器人的速度能够满足产线需求。所以我们推的后道包装是采用并联機器人的方案。”翼菲自動化总经理张赛说:“包装后面还有装箱和码垛的环节,这两个环节既可以用并联機器人也可以用串联機器人。” 

在众为兴的方案中,王亮提到,機器人主要应用于半自动口罩生产线衔接部分,目前该方案已经应用到客户产线中,正在紧急调试中。在抓取方案中,用并联機器人还是SCARA,主要基于速度的考量。

张赛指出,因为SCARA速度比并联機器人稍微慢点,所以如果是一拖二的口罩机,一个包装包一个的话,SCARA就跟不上节拍,但是SCARA可以应用在一个包装袋包多个的方案中,比如一个包装带包5个或者10个,甚至50个。 

从口罩的类型来看,立体口罩和平面口罩因为下料的方式不一样,在機器人应用的抓取方案中,也有一些区别:平面口罩是平着下来的,这样便于機器人抓取,而立体口罩的下料是竖着下来的,还需要配合转料机构将口罩放平;此外,平面口罩和立体口罩的抓取的方式也不太一样。

除了并联機器人和SCARA的抓取方案之外,针对N95口罩的柔性抓取搬运,重庆機器人产业研究院联合遨博协作機器人和生态合作伙伴柔触機器人,拥有完整而成熟的应用场景解决方案,可以为此类产品自動化设备的生产企业提供技术方案。 

而在阿童木機器人的抓取方案中,機器人抓取口罩入包装机,可以灵活设计抓手,可以单抓和多抓,具体选用哪种模式,则根据包装机产能及放置要求做选择,而且末端抓手可以根据产品灵活调整,更加柔性化的配合产线。 

口罩生産百億市場

分析師認爲,“口罩行業規模增速提升,醫用口罩增速高于行業整體。2019年我國口罩行業整體産值達到102億元,同比增長12.6%,其中醫用口罩産值55億元,同比增長15.5%。受新冠肺炎疫情影響,2020年行業增速有望大幅提升。” 

不過不得不面對的一個事實是:口罩行業長期都是薄利,代工企業利潤更薄。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。 

也有業內人士提出,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等高端口罩市场被3M和霍尼韦尔等海外巨头占据。一位长期浸染于自動化行业的撰稿人认为,口罩产业,中国的优势在低成本和产能,口罩背后是材料的竞争,也是装备的竞争。 

這次疫情對口罩的需求巨大,這給國産口罩行業帶來了機遇,未來高端口罩國産品牌可能會逐漸崛起。然而國産口罩品牌的崛起勢必要實現産業升級,其中,智能裝備會是一個方向。不僅僅是用于口罩生産線,事實上,智能裝備本身也可以成爲口罩生産企業提升競爭力的一個多元化方向。 

近期投入口罩自動化产线的河南创景科技有限公司总经理董清永在接受高工機器人的采访时表示,虽然之前没有用过機器人,但是能省人工的话肯定会考虑投入的,毕竟除了口罩产线之外,他们还涉足各种医药产品,機器人更换夹爪之后还可以应用在其它医药产品的产线中。 

有一个细节需要注意:早在2018年1月,3M公司研磨产品事业部亚太地区总监Carl Doeksen在参观了库柏特機器人高速柔性抓取解决方案CGrasp时就谈到了物流分拣機器人的潜在市场。 

事实上,3M对機器人的关注远不止这一点。2016年,3M成立了中国首个专业的機器人研磨实验室,去年,3M还在上海成立了機器人研发中心,致力于帮助機器人打磨行业中的合作伙伴以及终端客户实现機器人自動化打磨。 

另一家口罩生产巨头霍尼韦尔与機器人的关系就更无需遑论了,口罩是霍尼韦尔工业自動化领域的一款“副产品”。去年10月,霍尼韦尔宣布成立了霍尼韦尔機器人技术有限公司。 

機器人能否短期内在口罩生产中大量普及目前还不可预见,毕竟疫情过去后,回归到正常轨道的口罩生产商们能有多大的欲望变革还不得而知,但可以预见的是,这次疫情过后,機器人企业要敲开口罩厂商的大门,会比之前容易很多。

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