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前沿新兴应用:手机智能制造新模式

  一、背景及意义

  手机在制造方面,以手工生产为主,属于劳动密集型行业,整个制造从原材料入库到生产,再到出货,主要的工艺以手工为主,是劳动力密集的区域,仅有局部工序运用到了设备自动化,如手机外壳的成型加工、PCBA的综测、手机成品的功能测试(MMI)、手机包装的部分工序,整个自动化率在15%左右,有很大的自动化提升空间。

图1:手机制造手工生产车间

  基于目前现状,研发手机制造新模式很有必要,新模式制造需要实现模块化智能组装,成品机器人集成,PCBA打破传统孤岛式作业,实现分板、测试、打胶连续流自动化生产。手机制造新模式涉及到业界先进的集成技术,包括快速视觉识别与定位技术、多维力控制技术、磁性真空吸料技术、磁性对接技术、智能手爪设计技术、人机协调安全技术及精益生产模块技术相结合。

图2:手机制造流程可优化的工站

  从技术上实现生产过程自动化、数字化、智能化,提升生产效率、降低成本、提升品质、降低能耗,这对新模式的应用具有重要意义,推动行业产业转型升级。

  二、智能制造新模式

  我们将通过精益手段结合机器人自动化技术,优化工厂结构,规范产品标准化设计、配件来料标准化,物流配送标准化、进行上中下游生产链打通进行垂直整合,应用生产管理系统贯穿各个环节,并将手机在设计时就融入智能生产的理念,达到设计到生产的一体化智能制造,实现手机的整体智能化生产运营。

图3:精益机器人集成手机生产线

  要实现新模式制造需要用到机器人和一些设备的控制器接口及程序数据,由于国外控制器的保守不开放,产生了很大的障碍。生产中的高端设备、控制系统、应用软件也受国外厂商的限制,难以实现数据的可对接、可监控和透明化、数字化,使整个系统的开发受到一定阻碍。对此项目中新模式制造的开发应用,采用自主研发控制系统、应用软件,开放通信协义,实现国产化,打通数据链问题,使实现智能制造成为可能。

  三、应用前景分析

  手机制造新模式应用前景从实际出发需求非常大,主要从下面两点体现。

  1、降低用工成本

图4:手机生产线改善前后数据对比

  目前手机的制造,85%左右的工序属于手工作业,自动化程度较低,人工成本占制造成本的比例很高。随着员工最低工资的不断提升,据高工机器人统计,2003年至2015年,员工的工资水平上涨了3倍,平均每年上涨15%,这使得员工利润微薄的制造业处于雪上加霜的境地,企业家们纷纷设法降低人工成本。由于手机产品的复杂性、多样性、部分零件的柔软性,导致制造自动化难度非常大,业界自动化进程缓慢。手机的新模式制造应用致力于研发智能自动化装备及机器人应用,以及信息化、智能化,大大地减少企业的用工成本。

  2、提升产品品质

  手机产品的工艺复杂,制造要求非常高,传统的制造模式,很难保证产品的高品质,产品的品质往往取决于员工的熟练程度。据不完全统计,3C制造行业的员工年离职率平均在80%以上,导致产品制造的大部分工序都由新员工操作,品质难以保证,传统制造模式迫切需要智能自动化创新。

  手机智能制造新模式从技术看有很多创新突破空间,属于有较高技术含量的工作,从市场需求,看有很大的消费空间,从整个行业发展来看,做好手机新模式制造需要抓住发展的时机,重点突破。

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