當中國家電行業經曆了2014年的企業持續創（chuàng）新、產（chǎn）業結構深（shēn）化調（diào）整及渠道變革之後，2015年又成（chéng）為智能製造的（de）關鍵年，家電集團企業如（rú）海爾（ěr）、美（měi）的（de）、格力（lì）、格蘭仕及其他各細（xì）分領（lǐng）域的家電企業紛紛聚焦工（gōng）業機器人（rén）。究其原因，隨著人力成本（běn）的快速（sù）上升、人口老齡化（huà）及新生代勞動人口對工（gōng）作環境的要求日益（yì）提高，造成家電行業普遍出現用工成本高、招工難（nán）、一線員工流動頻繁等（děng）問（wèn）題，導致產（chǎn）品生產成本大幅攀升，產品品質難以保障。隨著（zhe）家電產品更新換代加快，智能化、小批量、定（dìng）製（zhì）化等行業特色呼之而出，在銷售價格競爭激烈、利潤空間越來越小的當前，改革勢在必行（háng）。  
 

     家電企（qǐ）業提高競爭力一般有兩（liǎng）種方式，一是提高產品研（yán）發設計能力，增強產品附加值；二是提高生（shēng）產效率（lǜ）。近幾年，很多以外資為代表的生產企業將製造基地轉移到東南亞或者其他勞（láo）動力成本更為（wéi）低廉的國家。而（ér）對於我國家電製造企業而（ér）言，使用“機器換（huàn）人”成為（wéi）必然選擇，否則將難保持（chí）競爭優（yōu）勢而（ér）終被淘汰。過往，昂貴的進口機器人和生產線主要在汽車等（děng）少數行業使用，傳統低附加值的家電行業等製造（zào）業領域應（yīng）用比（bǐ）例偏低，很大程度（dù）上製約著國內（nèi）家電業自動化程度（dù）的提高。從2012年起，我國以沈陽新鬆、廣州（zhōu）數控、埃夫特（tè）等為代表的國（guó）產機器人快速發展，將其高性價比的產品和服務快速應用到家電（diàn）、五金衛浴、機械製（zhì）造等行業，已經取得初步成效，能夠為家電（diàn）行業大規模智能製造提供技術保障。因此，如何結合家電行業特點，推動工業機器人產業和家電產業的（de）協同發展，已成為當前家電行業（yè）提升製造水（shuǐ）平的熱點話題。

     一、    家電行業機器（qì）人應用現狀及特點（diǎn）

    家電行業對機器人需求的快速增長，受到全球機器人供應商的高度關注，空調、冰箱、熱水壺、電飯鍋、熱水器、電視機、洗衣機等產（chǎn）品整機及零部件生產（chǎn）均可利用工業機（jī）器人。以海爾、美的、格力等（děng）為代（dài）表的具備戰略眼光的家電企業已經在考慮利用（yòng）工（gōng）業（yè）機器人對生產過程進行智能化再（zài）造以提高生產效率，進而降低生產成本，提高（gāo）競爭力。目前，海爾（ěr）與現代、美的（de）與川崎（qí）、格力與那智不二越都已建立戰略合作（zuò）關係（xì）。隨著（zhe）國產機器人技術與應用日益成熟，國內已有幾家企（qǐ）業也紛紛進入工業機器人領域（yù），如廣州數控自2006年規（guī）劃研製工業（yè）機器人，經過9個年（nián）頭（tóu），借助自身積累的控製器（qì）、伺服驅動、伺服電機產品基礎（chǔ），已完成係列化的（de）全自主開發，產（chǎn）品（pǐn）負載覆蓋了3~200kg，功能包括搬運、衝（chōng）壓上（shàng）下料、焊接、碼（mǎ）垛、塗（tú）膠、打磨拋光（guāng）、切割（gē）、噴塗（tú）、分揀、裝配（pèi）等,其工業機器人產品（pǐn）已進入了海爾（ěr）電器、新寶電器、誌高空調（diào）、格蘭仕（shì）、方太廚具等眾多家電（diàn）企業，形成了很好的應（yīng）用示範效果，具備了為家（jiā）電（diàn）企業進行智能化改造（zào）的技術實力。

     家電行業的生產特點：一是規模化生（shēng）產（chǎn），形成規模經濟，降低生產成本。即便是如今產（chǎn）品追求個性化的時代，家電產品很多零部件也（yě）是可以批量化生產，這非常符合工業機器人應用的基礎；二是生產效率（lǜ）要求非常高，時間節拍比汽車行業更（gèng）快。有專家分析，家電行業與汽車行業（yè）的（de）最大區別是一條汽車生產線每天生產幾百台汽車，節拍以分鍾來計算;一條（tiáo）家（jiā）電生產線每天可生產幾千（qiān）台產品，節拍以秒來計算，標準家電生產線要求（qiú）機器人的節拍是15秒，這對機器（qì）人（rén）來說是（shì）很（hěn）大的挑戰。因此，單從（cóng）節拍考慮，家電行業（yè）比汽車行業要求更高（gāo），在（zài）生產線上使用機器人（rén）也（yě）更難實現（xiàn）；三是製造工藝涉（shè）及麵（miàn）廣、工藝（yì）裝備多、材料的品種和（hé）規格繁多、製造精度要求高等。

     較（jiào）之（zhī）通用機械行業，家電製造業有其獨（dú）特的特點，主要有以下幾點：
 

   （1）工藝涉及麵極廣。涵蓋機加工、冷衝（chōng）壓、塑料壓製、絕緣處理、電（diàn）阻焊接、電器元件熱處理、彈簧製造、電鍍等工藝。

   （2）製造（zào）工藝裝（zhuāng）備（bèi）多。包含機（jī）加工裝備，衝壓機床，熱處理設備（bèi）以及相關的工、量、卡具和模具等。電器製造都是大批製造，一般來說，工藝裝備越多，產品質量越穩定而生產效率越（yuè）高。

   （3）材料的（de）品種、規格繁多。在（zài）電器製造中，采用的材料品種（zhǒng）規格可達（dá）數千種，有些材（cái）料不僅要（yào）有良好的機械性能，還需（xū）要有良好的導磁、導電、導熱性能，對另外一些材料又要求有很高的絕緣強度和耐導（dǎo）弧性能，另外還對材（cái）料提出了耐（nài）磨、耐化學、耐腐蝕等苛刻的要求，所有的材料都（dōu）要求有良好的工藝性。

    （4）製造精度高。低（dī）壓電器在工作過（guò）程中（zhōng），不僅有（yǒu）簡單的機械運（yùn）動，同時還有一係列的電、熱、磁能的能量轉換。因此，對於電器（qì）零件（jiàn），不僅要求有尺寸、幾何形狀和位置的精度，還要考慮零件及零件材料的導電、導熱、導（dǎo）磁、滅弧、絕緣等性能對產品特性（xìng）的影響。零部件（jiàn）的精度（dù）等（děng）級必須滿足產品技術（shù）參數的要求。如：觸頭壓力、接觸電阻、動作（zuò）參數、動作時間、溫升等。

      就工藝（yì）適合（hé）性而言，機器人比較適合應用在對（duì）工藝規範性要（yào）求嚴格、簡單重複（fù）性動作的工序崗位;就與機器人配套使用的設備而言，機器人適合用於要求可靠穩定性高（gāo）、瞬停（tíng）故障極低的場合，以確（què）保整體（tǐ）運行效率;就使用空間而言，機器人適合在設備布局寬鬆的（de）空間下使用(常用機器人使用（yòng）時占據的（de）空間較大，而且需要配置（zhì）安（ān）全防（fáng）護欄);就（jiù）加工產品而言，機器人適合用在對產品一致性要求較高（gāo）且配套設備或生產線具備（bèi）工件定位一致的場合（hé）;就運行節拍而言，在較大（dà）負載或所在設備群工序較多的情況下，機器人適合使用在對運行節拍要求（qiú）不高的使用場合。
 
 
     由（yóu）於家電製造的製造技術（shù）及工（gōng）業機器人的上述特點（diǎn），目前，搬運、衝壓、焊接、塗膠、包裝碼垛、裝配等類型機器人仍然是家電行業機器人的主流，其他像焊接、塗裝機器人應用並不多。而且，機器人更多應用（yòng）於家電生產線的前端和末端，在整個生產線上廣泛應用還沒有（yǒu）大規模實現。

     二、    家電企業生產智能化的路徑選擇及典型應用案例

     在互聯網+工業的時代，家電企業首先要做智能（néng）產品，來提高產品附加值和迎合消費需求；然後，家（jiā）電企業實現（xiàn）製（zhì）造過程（chéng）智能化，減少人力（lì）成本，提高作業效率。家電企業進行生產智能化有幾種方式，一是對於有綜合實力（lì）的大（dà）家電企業，自主研發機（jī）器人，並應用在自己的生產線上，比如格力電器，美的和安川合作（zuò）成立機器人公司（sī）；二是（shì）外購工業機器人，公司內部設立自動化部（bù）門，專門研究公司內（nèi）家電生產製作工藝程序，初期以引進外部自動化集成公司進行技術改造，通（tōng）過學習後，自己進行技術改造；三是更（gèng）多的中小企業，選擇直接購買機器人設備（bèi）由集成公司進行技（jì）術改造。
 

     由於（yú）家電製造的規模化和（hé）生產節拍要（yào）求（qiú）的特點，工業機器人在家（jiā）電（diàn）製造的（de）應用主要從能規模替代人工的工序崗位開（kāi）始，比（bǐ）如衝壓、搬運（yùn）、包裝碼垛等工序崗位，這些（xiē）崗位的替代具有比（bǐ）較（jiào）明顯的（de）減（jiǎn）少人工的應（yīng）用效果。而實現生產智能化一般又可以分為工作單元（yuán）、工作島、柔性自動（dòng）化生產線、無人車間（jiān）、智慧工廠（chǎng）等幾個階（jiē）段。(1)工作島主要是指單對單聯動機（jī）加、單對多（duō）聯機加工；(2)柔性製（zhì）造係統（FMS）主要指基於網絡控製的（de）柔性機加線，應用PLC控（kòng）製（zhì）平台，通（tōng）過工業以態網總線方式，將多台機器人、多台數控（kòng）機床及其輔助設備聯網組線（xiàn），按（àn）節拍有序自動生產；根據生產工序要求規劃，將多個柔性自動（dòng）化生產線通過總控製調度平台、AGV小車等銜（xián）接起（qǐ）來（lái），形成整（zhěng）個車（chē）間的智能化生產，實現（xiàn）無人車間；(3)而智慧工廠是在無人車間的（de）基礎上，整合銷售、生產、采購、物流等係統，根據客戶需要（yào）進行定製化生產，實現智慧生產模（mó）式。目前，我國的家（jiā）電製造（zào）智能化改造主（zhǔ）要在於工作單元、工作島或者柔（róu）性（xìng）生產線階段，逐（zhú）步過度到無人車間（jiān）。
 

     例如，廣州數控與新寶集（jí）團、海爾冰櫃、誌（zhì）高空調等家電企業形成戰略合作，共同研究（jiū）機（jī）器人應用集成技術，促進雙方互相融入各自產業應用。以下介紹工業機器人在衝（chōng）壓、包裝碼（mǎ）垛等常用工序上的應用。
 

    1、工業機器人在家電鈑（bǎn）金衝壓工序上的應用
 

    家電製造中有大量的（de）衝壓需求，比如電熱水（shuǐ）壺的殼體、電（diàn）飯鍋的內膽等等，這些崗位工藝節拍要求很高，一般在10s左右，而（ér）且用工需求非常大，工人的工作強度非常高，利用工業機器人進行衝壓的上下（xià）料成為很好的選（xuǎn）擇方式。需要指出的（de）是，單個機器人相比單個人工，在速度上並不占優勢。但是當由若幹個機器人與相應設備組成整個生產線的時候，工業（yè）機器人的節拍優勢就發揮出來了（le），而且生產線不用停工，24小時生產。

     如下圖所示，該應用方案為廣（guǎng）州數控為順德一（yī）家世界知名小家店企業設計實施的電熱水壺殼體精衝生產線。該生產（chǎn）線由一台GPC總控製平台調度11台工業機器人（rén）配合10台衝床進行衝壓上下料，保證（zhèng）整條生產線各設備有序配合，每日工作10小時可達（dá）到產能4000個，比（bǐ）人工產能提高60%。
   

   
     2、機器人在（zài）包（bāo）裝碼垛線上應用
 

     產品打包後（hòu）進行碼垛也是家電企業的（de）重要應用，對（duì）於大型家（jiā）電，比如空調、冰箱、電視機等（děng），由於其重量大，裝箱依（yī）靠（kào）人工（gōng）搬運，勞動強度太大，因此，利用碼垛機器人進行搬運裝箱是很（hěn）好的應用。如下圖是廣州（zhōu）數控為廣東誌高空調的空調裝箱設（shè）計的自動化線，該生產線由一台（tái）120kg碼垛機器人，將流水線上的空調搬運到裝箱底座上，然後（hòu）進行包裝，節省了勞動工人（rén），降低了工作強度，生產節拍完全達到（dào）用戶要求。

      三、小結
 

     作為新興產業的工業機（jī）器人（rén），起步晚於家電產業（yè），無論製造工藝水平、控製係統，還（hái）是（shì）集成應用經（jīng）驗；無論技（jì）術標準成熟度，還是專（zhuān）業人才（cái）的缺少，都製（zhì）約當前的發展速度，尚需在摸索中尋求進步。但我們相（xiàng）信，工業機器人將推動家電產業走向自動化、無人化、更高附加值、更（gèng）具創新的製造業（yè）。我們也相信，家電行業將加速工（gōng）業機器人國（guó）產化、規模化應用的進程，兩者的深度融合，對於（yú）提高中（zhōng）國家電製造（zào）業的綜合競爭力，普（pǔ）及推廣應用工業（yè）機器人都具有重大意義。