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行业分析

黑灯工厂传说:中国制造业的自动化变革
来源:雷锋网  2016-04-29 16:27:33
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=2999
  编者注:本文为MIT TECHNOLOGY REVIEW高级人工智能话题编辑Will Knight在参观上海剑桥科技工厂、世界机器人大会和上海交通大学实验室后的评论。随着中国劳动力成本提高、制造业连续10个月紧缩,机器人技术和自动化变革是否会为中国带来“黑灯工厂”(因为完全自动化、几乎没有工人,可以关闭电灯的工厂),为中国制造业和全球经济带来新的未来?
 

 
一个机器人臂正在移动电路板进行各种测试。之前这项工作都是由工人手动完成。图片来源MIT TECH REVIEW。
 
  在上海剑桥科技(CIG)的工厂,一间没有窗户的大房间里,15名工人正纠结地向一个小机器人臂行注目礼。靠近生产线的底端,光学网络设备正在装箱准备出货,机器人在一旁安静地坐着。
 
  "系统挂了。“聂娟(音译),一名二十几岁的女性QC说。在过去这一周,她的团队一直在测试机器人。机器本应将标签放在装有路由器的盒子上,看样子机器已经学会了这项工作。但是它突然就不动了。”机器人的确节省了劳动力,“聂娟皱着眉头说,”但是维护很麻烦。“
 
  这反映了中国制造商今日面临的一个更大的技术挑战。在过去七年内,上海的人工不只翻了两倍,而且工厂母公司上海剑桥科技面临越来越多的海外高科技公司的激烈竞争,包括来自德国、日本和美国。为了解决这两个问题,CIG希望在今年用机器代替3000名工人中的三分之二。再过几年,公司希望工厂运营可以实现几乎完全自动化,创造所谓的“黑灯工厂”。“黑灯工厂”的意思是,由于基本上没有什么工人,你可以关灯走人,把工厂交给机器。
 
  但是CIP包装线上的这台发呆的机器人仿佛在说,要用机器代替人类不是件容易事。大部分工业机器人都是经过大量编程,要它们好好完成工作,那必须要求每一样东西都按部就班、不出意外。但是,工厂中的很多生产工作都要求灵巧度、灵活性和有常识。举个例子,如果流水线上出现一个摆放角度歪斜的盒子,工人在贴标签时需要调整手的角度。几个小时后,同一个工人可能在另一种盒子上贴另一种标签。第二天,这名工人可能转移去生产线上完全不相关的另一个岗位工作。
 
  虽然挑战巨大,中国无数的制造商正在计划以前所未有的规模用机器人和自动化改变生产流程。从某种意义来说,他们别无他选。在中国,劳动力已经不像过去那么廉价,尤其是与亚洲其他快速成长的制造中心比较。在越南、泰国和印度尼西亚的工厂,工资可能比位于中国城市工厂的三分之一还低。许多制造商——以及政府官员——相信,用机器代替工人是一种解决方法。
 
  这会带来全球性的影响。今天,全世界几乎四分之一的产品都是在中国制造。如果中国可以用机器人和其他先进技术来改造从未有过自动化的生产类型,这可能将中国从现在的世界血汗工厂变为高科技创新中心。然而,中国几百万工厂工人的未来则是前途未卜。

 
 
 CIG公司CEO黄钢(Gerald Wong)正在打造一个自动化电子工厂。图片来自MIT Tech Review。
 
  当我与公司CEO黄钢(Gerald Wong)共同参观CIG工厂时,工厂里还有挺多工人。黄钢在二十世纪80年代从MIT获得学位。我们看着一队工人在电路板上灵活地焊接着,另一队工人将电路板装入塑料壳。黄钢停下来,给我展示了一项很难自动化的任务:将一条线接到电路板上。“线总是卷曲的,卷成不同的样子。”他说。
 
  不过我看到更多的是自动化慢慢入侵工厂。当我们走过一排将芯片嵌入电路板的机器,一个大约迷你冰箱大小、带有轮子的机器人正将元器件送往另一个方向。黄钢走到机器人前面,告诉我机器会监测到他的存在,自己停下来。在工厂的另一边,我们看了一个机器人臂将完成的电路板从传送带上拿起,将它们放到一个自动检查其中软件的机器里面。黄钢解释说,公司正在测试一个可以焊接的机器人,就像我们刚才看到的那种焊接工作,这个机器人可以比人更快、更可靠。
 
  自动化,不然挂
 
  中国的经济奇迹可以直接归因于制造业。大约一亿人在中国从事制造业(在美国,这个数字是大约一千二百万),制造业为国家贡献了大约36%的GDP。在最近几十年,各个制造业中心围绕长三角、北京以外的渤海湾和南方的珠三角展开。几百万低技能工人离开家乡,来到这些巨型工厂,生产各种各样的产品,从袜子到服务器。在1990年,中国只占全球制造业的3%,今天,中国制造的产品几乎占全球四分之一,包括全球80%的空调、71%的移动电话和60%的鞋子。对于全球消费者来说,中国的制造业大爆发意味着许多低成本产品,从买得起的iPhone到平板电视。
 
  但是在最近几年,中国的制造引擎开始放慢脚步。自从2001年起,人工费用以每年12%高速增长。去年,中国的出口额自2009年金融危机以来第一次下跌。到2015年底,财新制造业采购经理人指数(一项广泛使用的制造业活跃度指数)显示,制造业已经连续10个月紧缩。正如中国制造业的爆发喂饱了全球经济,中国制造业紧缩的前景已经开始让全球金融市场紧张。
 
  自动化看起来是一个很诱人的技术解决方案。中国已经进口了大量工业机器人,就机器人与工人比例方面,中国还远远落后于竞争对手们。例如在韩国,每一万名工人就有478个机器人;在日本,这个数字是315;在德国,292;在美国,164。在中国,这个数字只有36。
 
  中国政府非常积极改变现状。3月16日,官方审批通过了最新的“五年计划”,据报道,其中包含了一个项目,将为制造业拨款几十亿人民币用于技术升级,包括先进的机械和机器人。政府还计划在全国建造几十个创新中心,展示先进的制造技术。一些地区官员表现得尤为突出。去年,广东省政府承诺花一千五百亿美元为工厂装配工业机器人,并新建两个致力于自动化技术的中心。
 
  中国目标在制造复杂度方面在2049年超越德国、日本和美国,2049年是中华人民共和国建国100周年。为实现此目标,政府需要中国的制造商启用几百万的机器人。政府还希望中国的企业们开始制造更多的机器人。

 
 
  CIG的工人从一个移动机器人上取出物品,中国机器人在工厂各处传送材料。图片来源:MIT TECH REVIEW。
 
  政府希望这会成为一个良性循环,帮助建造新的高科技产业和具有启发性的创新产品,并能走出制造业,影响其他领域和产品。
 
  不过,引进机器人大军不是一夜之间可以做到的,从富士康的故事我们就可以清楚看到。这个市值一千三百亿美元的台湾制造商的工厂如城镇办巨大,几十万工人在其中工作,制造的产品最出名的就是苹果的iPhone。2011年,富士康创始人和CEO郭台铭说,他期望到2014年工厂可以拥有一百万个机器人。三年后,这项工作果然比预想的要难,工厂只是用了几万个机器人。
 
  虽然挑战重重,富士康自动技术开发委员会的总经理戴佳鹏说,公司正在将生产线上越来越多的任务自动化,包括显示器和印制电路板的制造,虽然需要弯曲或将配件塞入位置的流程还有困难。公司甚至在探索新方法来重新设计产品本身,以便让自动化制造更加方便。最近公司说,它会将一部分内部开发的机器人卖给其他制造商。
 
  从人工到机器的转变可能会改变中国。一些失业的工人可以在服务业找到工作,但是,现在在工厂工作的一亿人中,并不是每个人都能找到合适的新工作。因此,突然的转变可能会带来经济困难和社会不安。“你可以说机器人技术是拯救中国制造业的方法。”MIT斯隆商学院的教授黄亚生说,“但是中国还有很大的劳动力资源。你将如何安置他们呢?”
 
 
 
在CIG工厂,一名工人在检查一个制造电路板的定制机器。图片来源MIT TECH REVIEW。
 
  跳舞的机器人
 
  在参观CIG之前,我去了中国第一个大型机器人活动,在北京奥林匹克公园内一个巨大展览厅举行的“世界机器人大会”。北京正经历一次异常的倒春寒,城市供暖需求使得周边火电厂大力供电,带来影响肺部健康的空气污染。但是雾霾没有影响人们对于活动的热情,几百名研究员、企业和几千名参会者来到了活动现场。
 
  首先是戏剧般的开幕仪式,一个巨大的屏幕墙播放着中国历史中的创新(略囧地与科幻片中的机器人结合在一起)。嘉宾名单包括了一些政府高层。中国副主席李源潮宣读了习近平主席和李克强总理对大会的祝词。副主席说,机器人科研投资不仅会帮助国家的制造业,同时还会鼓舞更多的国内创新。
 
  在看了几场演讲之后,我漫步走过无数个机器人公司和研究机构设立的展示台。我看着一个配有叉子形手臂的巨型机器人以令人惊恐的速度完成一些工厂日常工作。其他展示更加奇妙,例如一个小的工业机器来了一场中国传统舞龙(配有全套服装),一个配有两个球拍的移动机器人与参会者一起打羽毛球。一个眼睛发光的人形机器人用托盘拿着一小型自动吸尘器到处走动。
 
  我们可以看到,要将中国的工厂工人替换掉有多不容易。哈工大机器人集团(HIT Robot Group)下属国家最顶尖的技术院校之一的哈尔滨工业大学,做了一个电池生产线的模型,模型本身看起来就像一个巨大的机器人。机器人车子在各生产机器之间运送元器件。属于人类的位置只有中间的一个控制房间,以及在一条手工精度极高的生产线上。我后来得知了,HIT估计新工厂可以减少多达85%的人力。
 
  作为一个貌似有着无穷廉价劳动力的国家,中国在这场机器人变革中落后了。位于波士顿的Rethink Robotics在炫耀一对灵巧、智能的工业机器。这两个名为Baxter和Sawyer的机器人与传统工业机器人不同,不需要多少编程,并有传感器可以识别物品、避免撞击人类。他们的价格也比普通工业机器人贵得多,价位在二万到三万美元之间,而普通工业机器人则是几百或几千美元。Rethink的创始人和机器人先锋Rodney Brooks在活动后告诉我说,对他的公司来说中国是一个巨大的潜在市场,公司最近在上海设立了办公室。中国的机器人制造商也可能开始制造更加灵活、智能的机器人。但是就目前来说,还落后于西方的制造商。
 
  “我们去远东看展会的时候经常会玩一个游戏,我们会看到一些小公司的工业机器人然后说,‘哦,这是那个的山寨,这是那个的山寨。’“Brooks说,中国的机器人公司成长起来会需要时间。
 
  中国发明
 




 
  上海交通大学的研究员在研发人形机器人和步行机器人。图片来自MIT TECH REVIEW。
 
  为了亲自了解中国研究员们目前的情况,我访问了上海交通大学,这是国内最顶尖的大学之一,拥有中国最早的机器人学术实验室,成立于1979年。在上海南部郊区,我来到一个充满绿色的巨大校园。一栋现代建筑里,我来到了机器人实验室。
 
  40多岁的朱向阳教授欢迎了我。实验室有几十个教授和研究科学家,一百多个博士和硕士学生,还有值得让朱教授感到自豪的研究成果。一间房里,有一个大脑控制的机器人轮椅,有一个研究生佩戴的脑电波帽子控制。另一间房里,一名研究员展示了一个像蛇一样身体柔软的机器人,可以在狭窄空间穿行。在车库里,一个与谷歌完全不同的无人车原型正在开发,项目与中国汽车制造商奇瑞合作。
 
  余凯是创业公司地平线机器人的创始人,之前是百度设立的AI研究实验室负责人。在百度实验室,余凯和同事们专注在深度学习领域,训练大型神经网络识别数据中的模式。研究员现在开始探索机器学习如何将下一代工业机器人变得更加智能和灵活。“在未来,我看到中国会(在机器人领域)更加有创造力。”余凯告诉我,“原创设计、原创想法,还有一些基础技术,例如深度学习、神经网络、人工智能。“
 
  余凯相信,中国互联网大公司们为了搜索、电商和其他目的开发出的人工智能技术可以应用于机器人。“中国有很好的机会跟上世界步伐。”他说,”最近五年我们学习到的技术可以用来制造智能机器。“
 
  后来,当我参观CIG工厂时,不难想象这些未来创新奖进入黄钢的工厂。至少,一个能够学习和适应的机器人不被箱子摆放的角度难倒。
 
  参观后,黄钢用PPT演示为我介绍了公司未来几年的计划,然后我们谈到了智能机器人。“我们会先使用标准机器人,”黄钢说,“然后我们会使用更加先进的。一步步,我们会深入到更先进的机器人领域。这会帮助我们变成黑灯工厂。”
 
  基于经济需要、政府决心和国家越来越强的科技实力,中国各地的制造商成功实现自动化的几率很高,国家未来可能会成为高级自动化技术的领导者。
 
  但是,考虑到制造业工人的未来心情就略微复杂。我们参观途中看到大约20多名工人正在午休。每个人都在午睡。机器人就不需要午休。我不禁想象,机器人代替了他们的工作之后,他们何去何从呢?黄钢说,他们很可能会回到老家找到工作,经营农业、开商店或者饭店。可能一些人会,对于另一些人可能没这么简单。
 
  离开中国一周后,我收到了黄钢的邮件告诉我更多他的计划,顺便还有一个大胆的承诺。“保持联系”,他写道,“我们会实现黑灯工厂的。”
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=2999