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巨能机器人:装备延伸的全生命周期服务

时间:2019-07-31

工业机器人是指在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复性作业的多关节或多自由度机械手。近年来,全球机器人产业在基础技术、市场规模以及企业智能化、服务化转型方面持续提升。根据《中国机器人产业发展报告(2018)》统计显示,2018年全球机器人市场规模达298.2亿美元,2013-2018年平均增长率为15%,其中工业机器人168.2亿美元,占机器人整体市场份额的56%。

日、美、欧等国的工业机器人发展历程表明,工业机器人产业的蓬勃发展离不开两个关键要素:其一,发展强劲的下游应用;其二,政府政策的引导与支持。当前,我国机器人产业发展总体向好,在多元应用场景下催生了一部分细分市场的“小巨人”企业。

宁夏巨能机器人股份有限公司(简称“巨能机器人”)深耕于工业零部件加工自动化领域,除了研发、生产和销售以实现智能工厂为目标的各类自动化生产线和智能工厂管理软件,还为客户提供透平机械系统的专业化解决方案与系统服务。通过交钥匙工程,为客户提供从生产线的加工,机床的改进,工装夹具改善,刀具优化,在线测量数据监控,物流传送系统到AGV和立体仓库的对接等一系列一揽子解决方案,解决整个自动化生产线、数字化车间系统乃至流程的协同问题,最大限度地满足客户的需求。巨能机器人公司基于机器人本体的产品全生命周期管理可为大型装备企业开展装备智能化延伸的增值服务提供经验与借鉴。

一、发展背景

巨能机器人是国内在零部件加工自动化领域中起步早,技术专业程度高的领军式企业,是拥有自主知识产权和核心技术的高新技术企业。巨能机器人成立于2008年6月,2010年从精密加工企业转型开始建设发展机器人相关业务。2016年6月,实施股份制改制,公司挂牌新三板。

巨能机器人主要业务为研发、生产和销售以实现智能工厂为目标的各类自动化生产线和智能工厂管理软件。主导产品为应用于数控机床自动化的门式工业机器人和关节式工业机器人;融合工业机器人的自动化生产线,基于物联网的智慧工厂管理系统,组建数字化工厂。产品系列包括GS系列轻型系列门式机器人、GS系列中型系列门式机器人、GS系列重型系列门式机器人、R系列关节机器人等,由桁架机器人组成的生产线,关节机器人集成的生产线,用于自动线集成的各类辅助设备,以及为自动化生产线、智能工厂管理而开发的各类软件。

巨能机器人是西北第一家独立研究开发和制造智能机器人的专业公司,公司在国内金属加工机器人领域市场占有率排名第一,拥有近800条自动化生产线、制造单元、智能工厂的成功制造经验。公司客户涉及机床、汽车、摩托车、齿轮、电子、电器等多个行业,包括小巨人机床、MAZAK机床、DMGMORI机床、日本大隈机床、美国哈挺、韩国斗山、现代威压、台湾友嘉、沈阳机床、大连机床、重庆机床、无锡机床、东风日产、东风本田、长城汽车、中国重汽、天津一汽、陕西法士特、三一重工、日立电梯等国内外知名厂商。

巨能机器人公司的主要产品为数控机床相关的自动化制造单元,主要目标是以数控机床的加工和使用为对象,展开自动化上下料,机床加工在线检测,在线补偿,实现长时间的无人化自动加工工厂,并以产品的智能化,网络化的先天条件,组建数字化的制造工厂。

巨能机器人研制的工业自控机器人,是典型的机器人技术与数控机床行业的融合和应用,对巨能机器人公司而言,以客户加工零部件产品为对象,开展自动化生产线定制化生产和服务顺理成章。通过实施全生命周期管理,巨能机器人已发展成为工业自动化领域具有核心技术,生产和研发一体化,单元产品和成套装备一体化的大型成套智能装备应用服务提供商。

二、主要做法

从全球制造业发展趋势看,越来越多的制造企业不再仅仅关注产品的生产,而是基于客户需求,将行为触角延伸至产品的整个生命周期,包括产品开发或改进、生产制造、销售、售后服务、产品再制造等环节,为客户提供产品、服务、支持、自我服务和知识的"集合体"。互联网、云计算、大数据等新一代信息技术的发展,拉近了产品的最终客户与生产企业的距离,工业化和信息化的深度融合,也为构建服务型制造企业创造了条件。巨能机器人基于自建的“Robot Care”信息运营平台开展产品全生命周期管理,有力地促进了公司的四个转变:营销理念从以产品销售为中心向围绕产品提供服务为主的转变;组织结构上向以客户服务为主的组织架构转变;产品盈利从单独的销售产品向售前设计服务、售后运维服务、生产线再改造服务的转变;从较低的产品利润率向具有较高利润水平的转变。

巨能机器人公司面向机器人和数控机床的产品全生命周期管理和服务转型升级是一个体系工程,涉及经营战略的调整,新商业模式和运营机制的探索,信息运营平台构建,内部资源配置与人员培养诸多方面。

(一)制订服务型制造发展战略

开展服务型制造转型之前,巨能机器人公司基本客户单一,以纯粹的产品销售为主,单独产品利润和价值不高。随着市场竞争日趋激烈,进入了产品利润不高,客户服务不及时,服务利润只是产品销售副产品的负向循环。

制订服务型制造经营战略后,巨能机器人尝试沿着制造价值链向两端延展,主动探索客户潜在需求,为客户提供更多的增值服务,提升客户的产品满意度,服务部分在产品价值构成比重逐步上升,客户生产线的设计方案以及客户生产线交付后的培训运维逐步成为企业重要的利润来源。通过深挖客户的潜在需求,产品运维服务与客户形成紧密关系,促进了双赢的局面。

巨能机器人建立服务型制造发展战略,目标是希望实现企业经营模式的根本转变,即以制造企业成熟的企业运营管理经验为核心,以众多自动化生产线设计以及多项核心技术为依托,向客户提供更多的专业化服务,真正做到制造与服务的融合,成为一家在数控机床自动化领域内技术较为专业的系统方案解决商、一家自动化生产线和数字化工厂的运维服务商。为此,巨能机器人规划按以下一些步骤开展全生命周期管理:

首先,建立“Robot care”运行服务平台,开展远程在线监测/诊断、设备运行状况分析、远程维护、故障处理等质保服务。

其次,夯实从研发、生产到销售、维护的产品全过程管理信息技术基础。通过集成ERP(企业资源规划)系统、PDM(产品数据管理)系统、CRM(客户关系管理)系统、SCM(供应链管理)系统等,具备运行在线服务中心等服务体系,能够通过“Robot care”网络服务平台进行远程监测、获取产品生产和使用全过程的数据信息。能够开展故障诊断、远程维修、趋势预测等在线支持服务。

第三,开展定制化的即需即供新经营模式探索。通过搭建“Robot care”运行服务平台,在客户享受到在线服务的优势后,逐步引导客户建立按年计费的创新服务模式,解决客户在自动化生产线维护方面人员不足的问题。

第四,通过专业化系统服务为客户提供增值或差异化服务。建立稳定的客户服务体系,建立稳定的产品服务点,为客户自动化生产线提供长期稳定、高效协同的全生命周期管理服务,力争实现企业综合服务收入占比40%以上。

(二)聚焦新商业模式和运营机制的探索

巨能机器人发展服务型制造聚焦于新商业模式探索和运营机制的转变。在商业模式探索方面,主要实现“定制化生产即需即供、产品全生命周期的服务”,即为客户提供专业化、系统化、集成化的系统解决方案,满足客户个性化定制自动生产线的需求。

数控机床自动化生产线的设计和使用必须要熟知行业的生产工艺方案,客户在不同机床设备组合生产线时,一般都会选择在行业内具有一定经验,有成熟案例的合作伙伴。经过多年努力,巨能机器人公司在汽车零部件、模具、3C等行业已经成功实现了近800条自动化生产线,行业品牌知名度已经树立。巨能机器人在产品设计之初,就引入客户参与设计,依照客户的需求,定制符合客户现场情况的工艺路线,之后的生产过程与产品安装调试过程,始终是企业之间的合作,共同完成自动化生产线的投产。生产线投产后,巨能机器人基于建立的Robot Care信息运营平台,实现远程在线监测及故障诊断,通过互联网传输系统运行的数据,由技术专家诊断,全天24小时为用户提供在线技术支持,大大降低了用户维护检修成本。

巨能机器人从单纯的机器人生产,转型为集生产、科研和技术服务、金融运营为一体的服务型制造,试图基于客户需求提供基于产品的服务,而不仅仅是销售产品。“定制化生产即需即供、产品全生命周期的服务”模式的变革不仅有利于企业深入洞悉客户的潜在需求,利用强大的服务能力为客户 “一站式”解决个性需求,还能为客户提供更多的增值服务和差异化服务。

运营机制转变方面,侧重于“细化组织机构,转变以客户为中心的运营机制”。主要围绕组织结构变换,成立新的部门,强化市场和营销部门的客户服务意识,以办事处为据点,辐射重点行业客户,开展客户潜在信息的识别,设计方案提供,售后服务运维等内容。

(三)建立“Robot Care”信息平台支撑产品全生命周期管理

装备制造业的智能升级推动产品与装备的智能互联,巨能机器人公司搭建了“Robot Care”信息运营平台,实现从客户到工厂的C2M模式,满足客户生产线自动化的个性化需求。

“Robot Care”信息平台功能主要包括三个部分:

一是支撑客户的方案设计,依托“Robot Care”平台,实现快速方案设计。平台首先导入需求信息进行产品建模,之后通过PDM中心,自动导出生产指令明细,由PDM生产部门流转安排生产,满足不同工厂个性化定制自动化生产线需求。

二是支撑生产过程的交互,通过平台可以让客户与制造商直接交换信息,实时看到生产线的工序进展和现状,便于个性化定制信息的交流与修改;

三是支撑售后远程服务,“Robot Care”平台具有实时数据采集、远程在线监测与诊断功能,具有多通道并行接入能力,自动采集客户生产线设备运行数据与用户使用行为数据,并建模分析。同时,以云服务平台和软件应用为创新载体,为用户提供在线监测、设备故障预测与诊断、设备保养等增值服务。通过运用大数据分析技术,生成产品运行与应用状态报告,定期推送至客户端。“Robot Care”信息运营平台提供的增值服务能够与机器人产品形成实时、有效互动,不断对自动化生产线产品持续改进。

“Robot Care”信息平台综合了生产线RFID电子标签技术和二维码技术开展集成应用、智能监控应用和云制造应用。

在生产线RFID电子标签技术方面,通过在生产加工线上应用RFID电子标签,可以对生产加工零件进行全方位跟踪,系统能够自动采集生产数据和设备状态数据,为生产管理者提供生产线所有工序环节的“实时数据”,并且能够结合各工序设备的工艺特点和相关的工艺、质量指标参数,实现各生产重要环节的工艺参数和设备运行参数等生产信息的在线监测和分析,帮助企业实现生产过程中半成品工序、成品工序的计量、仓储的出入库管理的自动化和信息化集成,从而做到对生产操作自动实时跟踪,可有效地对各生产岗位进行监督、对产品质量的稳定性和工艺参数的执行率进行监督。

在二维码技术方面,公司针对较大件需要进行复杂工序的加工对象,比如热处理加工,不易粘贴RFID电子标签,采用激光精细精密二维码打标,根据需要配置二维码的打标和扫描装置,先在工件上打印二维码(包括零部件标识码、零部件号码、毛坯供应商代码和零部件序号等信息),再通过二维码扫描,借助于信息管理系统的数据采集和上传通道,由检测设备绑定工件的二维码及测量数据,上传至信息管理系统。流转到装配线后,通过上线二维码的扫描,进行总成匹配和采集,实现产品的精确追溯。

进一步地,根据不同客户的需求,提供基于二维码或者基于RFID电子标签技术,以及基于二维码和RFID集成一体的应用模式,为客户提供智能监控,当客户生产线及数控机床设备发生报警时,平台自动向智慧工厂生产智能管理系统在线服务中心发送报警信息以及设备机号,在线服务中心根据报警内容判断是否与客户联系,从而第一时间掌握设备故障状况,进入故障处理程序,保证顾客生产加工设备及时恢复。

三、转型成效

巨能机器人通过构建“Robot Care”信息平台开展基于机器人本体的产品全生命周期管理,将需求分析、方案设计、生产制造、售后服务等环节与机器人相关的数据、资源和业务流程集成在平台上统一管理,不仅促进了企业内部各单元技术与解决方案间的集成,还实现了企业与最终客户间的高效协同。通过对整个生产组织与业务流程的再造,以数据为中心,强化客户参与式设计,提供个性化增值服务,缩短了交货周期,赢得了更多经济效益。2016年相对2015年实现产能,销售收入,利润同比增长30%以上。

巨能机器人公司开展产品全生命周期管理主要依托于大数据、云计算、物联网等信息技术,从协同设计、参与制造、远程运维、现有产品再制造再升级四个方面入手,实现由产品引导消费到服务及技术引导消费的新模式,相应地管理创新成效体现在以下几方面:

一是满足个性需求的定制化服务。巨能机器人生产的机器人本体主要用于自动化生产线,由于面向的应用领域不同,客户的工件和工艺要求也不尽相同,因此基于客户需求进行个性化定制成为巨能机器人公司业务发展的关键。巨能机器人建立的“Robot Care”平台,从产品定制、设计、制作工艺、生产流程、后处理到物流配送、售后服务全过程数据化驱动跟踪和网络化运作,实现了与客户的双向互动,建立了客户数字化工厂,自动化生产线生产、使用全过程解决方案。

另一方面,对于制造企业,如何融合个性化定制与规模化生产是一大难题,基于“Robot Care”平台多年来积累的近万台数控机床加工工艺数据,顾客可以在平台上进行DIY设计,比如生产线长度,防护整体高度,卡爪的类别,工艺夹具的定制等,可以实现自由搭配组合。此外,结构件的模块化设计也可以适应不同行业,生产线不同场景的自动化需求。

转型之前,公司的交货期从设计开始到发货平均是150天,开展产品全生命周期管理后,交货期缩减到120天;进一步的模块化产品定制设计甚至可以实现60天交货期。短交货期让公司的资金流速得到了快速的提升,技术的创新也进一步适应了客户不断更新的市场需求,而生产的机器人本体都是“以销定产”的产品,而不是建立库存中、需要变相销售的标准滞销产品,加快了货物流转速度,也让企业加快了资金周转和创新节奏。

二是支撑远程售后运维的增值服务。当生产的机器人本体发往客户现场后,巨能机器人帮助客户组建了智能化无人工厂,但如果不能够实时监控工厂设备运营,生产设备因故障停机,会带来生产工时减少、承担因维修而产生的服务费等问题。如果故障不能及时解决,还有可能会因此丢掉客户的订单。传统的售后工程师上门解决的办法,一般性故障的解决平均需要18个小时,对于更换零部件的故障,加上物流配送等时间,最短也需要5天。

通过构建的“Robot Care”平台,可以为客户提供装备的智能化远程诊断。该远程诊断模块有三大功能:一是报警自动报告,当报警发生时,客户机床会将报警信息以邮件的形式发送到在线服务中心;二是数据诊断,在获得客户许可的情况下,工程师与客户机床进行远程通讯,读取系统中的版本、报警、伺服监控、菜单截屏、主轴监控、维修菜单、IO存储器、画面截屏信息,但除此之外的程序、刀具等信息均无法读取,充分保护客户机密;三是短信收发,以短信验证的方式建立与故障机床的连接。通过使用智能远程诊断模块,一般故障的最短平均响应时间约1小时;对于需要更换配件的故障,最短2天就可以解决问题,恢复生产。

通过不断的积累数据和报警故障的分析,汇总,还可以为用户提供除在线监测、设备故障预测与诊断之外的设备保养等增值服务。

三是支撑全业务全流程互联网转型的集成创新。随着互联网技术向工业制造领域的渗透,制造价值链诸环节,如新产品的设计、研发,部件的生产制造到成品的营销、服务,得到了充分的连接与协同,呈现出智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制等特点。

“Robot Care”平台是基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂平台,是以产品全生命周期的相关数据为基础,采用虚拟仿真技术对工厂规划、建设到运行等不同环节进行模拟、分析、评估、验证和优化,指导智能工厂的规划和现场改善。

巨能机器人公司的“Robot Care”云平台包含了机器人设备及自动线售前咨询定制系统、售后服务远程监控管理系统、设备资产管理系统、设备调度与决策系统和设备巡检子系统等,其中前两者部署于云环境,后者部署于客户终端。通过采用“云+端”的架构模式,整合上下游客户资源,抢占工业大数据入口主导权,提升客户的使用黏性,构建基于工业云平台的制造业生态,不断巩固和强化自身的行业领先地位。

四、未来规划

巨能机器人公司认为:服务型制造是制造企业在提供产品的基础上衍生出越来越多的附加服务,通过延伸产业链服务体系创新增值服务的新型管理模式。

巨能机器人将以积累的典型行业自动化系统解决方案为基础,逐步推广并形成智能化工厂建设标准或行业标准,融合视觉、传感器、机器人等领域的关键技术,开展集成创新。将公司形成的技术成果向行业转移和扩散,通过技术转移带动整个产业链上下游企业共同发展。未来公司将继续丰富和完善“Robot care”平台系统,加强系统方案设计和自动化生产线的远程运维,将公司已有经验形成的专有技术授权行业及客户使用,利用在线监测技术提供故障诊断、远程维修等服务,从机器人本体制造与提供商向机器人系统系统解决方案与集成商方向发展。

目前中国自动化产品领域竞争激烈,国内企业成长势头非常迅猛。巨能机器人具有的优势在于完备的售后服务和较为领先的技术解决方案。这些是企业发展重要的制胜点。公司未来将进一步强化服务环节,将其作为提高产品附加值的重要手段,通过长期客户合作,树立客户至上的意识,逐步转型做到把“服务”作为企业盈利点,两年后实现40%以上的销售收入目标。

随着新一代信息通信技术在工业领域的广泛渗透,公司还将进一步加强两化深度融合和信息化基础建设,通过信息技术与制造技术的高度融合,构建资源、信息、物品和人紧密联系的物理信息系统,实现制造产业价值链子系统的互联互通、协同运行,提升面向客户的体系服务能力。

五、经验启示

作为先进制造业的代表之一,工业机器人行业具有技术壁垒高,研发周期长,领域专有性强等特点,这决定了机器人本体制造商单独依靠产品的技术创新难以维系企业持续发展,开发基于产品的增值服务或集成化解决方案,成为领先企业塑造核心竞争力,开辟竞争蓝海的有效途径。巨能机器人公司经过多年建设,开展基于“Robot Care”平台的机器人全生命周期管理服务,加速企业的服务化转型。我们可以获得以下启示:

首先,战略统筹,全员参与是企业开展服务化转型的重要基础。服务型制造是一种新的制造生产组织模式,是新工业背景下制造企业转型发展的管理创新。企业需要站在经营战略的高度,制订企业转型规划,统筹公司在发展愿景、战略定位、业务重心、组织保障、IT支撑等方面的任务,分阶段有序开展。巨能机器人通过战略统筹谋划服务型制造发展,能够统一管理层认识,坚定转型决心。

此外,巨能机器人公司采用全员参与方式,凝聚公司上下共识,开展以客户需求为导向,以服务延伸产品的转变,反映了公司全员客户意识的增强以及服务型制造理念的宣贯落实。

其次,技术引领实现个性化需求、定制化服务。实现个性化需求、定制化服务重点在于技术的不断创新与引领。在物联网、大数据等信息技术的推动下,制造企业可以实时监控产品的工作状况,实时预警出现的故障并提供快捷的技术支持;通过大数据分析,可以改进产品参数,提高运行效率,提出产品维护和更新的建议。新一代信息技术在巨能机器人公司的应用提升了创新设计效率和制造效能,密切了终端客户与企业之间的联系,生产企业在获知客户的个性化需求后,依托基于大数据的产品开发系统和高度柔性化的生产线,能够为用户提供按需定制的服务。

巨能机器人公司拥有丰富的行业经验,利用物联网、云计算、大数据等信息技术,让客户参与机器人设计,明晰客户需求,在生产制造相对柔性的环节,对产品标准化零部件、模块化部件做动态的个性化重组,实现产需互动的高度协同。此外,通过“Robot care”平台,加强产品设计、生产、服务等领域的产品和服务创新,增强了企业的市场竞争力和盈利能力。

第三,通过产品的全生命周期管理服务助力客户发展。作为面向机电行业的工业机器人应用,巨能机器人公司十分关注机电产品的全生命周期系统管理。公司通过搭载自动化生产线的远程监控终端,提升装备智能化水平,利用“Robot care”信息平台,开展远程在线监测、故障诊断、远程维护、故障处理等售后增值服务。对于设备因换产换型,自动化设备需要重新设计改造的客户需求,巨能机器人通过实施现场改进,模块化设计来促进产品的兼容换产,让自动化生产线在完成设计目标后仍能继续使用和延续,为客户节约投资,助力可持续发展。

第四,开展交钥匙工程,提供系统解决方案。基于数控机床行业多年经验积累,巨能机器人公司具备整机技术、集成应用技术、产业化应用的优良条件,将工业机器人和数控机床有机结合,以“生产商+集成商”的角色,直接向最终客户提供自动化生产线、智能工厂整体解决方案。未来可以将更多的集成技术、产业化技术和组建智能工厂的实际经验与客户共享,实现互惠共赢。通过整合优势资源,从产品制造商转变为系统解决方案提供商,总体承包数控机床、刀具、夹具、自动化生产线、机器人、在线检测、打标工序、扫码读取设备、在线清洗机、自动化物流系统、AGV、立体仓库等,形成完整意义的智能工厂,通过软件生产管理系统如MES等,采集设备状态,自下而上的向客户管理中心传递数据,形成ERP系统管理接口,为企业客户提供设备状态监测、产品质量监测、生产运行分析等服务。在提供硬件集成方案的同时,也为客户提供信息增值服务。

巨能机器人公司通过提升增值服务来实施差异化竞争,积极向机器人产业价值链高端攀升,为企业拓展新的发展空间。