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日本机床界正在发生什么样的变化

2018年11月13日 09:52:37 中国传动网

【中国传动网 行业动态】 世界上四大机床展之一,日本JIMTOF机床展上周在东京落下帷幕。六天之内居然有15万人参观。

物联网、人工智能、机器人、增材制造等热点技术,纷纷登场。那么,日本机床界,正在发生什么样的变化?

日本机床大好,超出预期

日本机床行情持续火爆。9月份的总订单数比上个月高了9.3%,比去年同期高了2.9%,达到了1535亿日元,也是历年9月份的最高纪录。尽管有一些风险,国际市场的需求依然强劲。而国内市场也同样录得新高,比去年同期高了5.6%,达到了644亿。

这显然超出了各界行业的预期。年初。日本机床协会预计机床行业市场全年将达到1.7兆亿日元,然而这个数字居然仍然显得保守。到了9月份,这个数字被上调为1.85兆亿。

日本的看法是,由于中美贸易摩擦导致对中国市场采用“等等看看”的观望情绪在加重,加上中国宏观经济调控中的紧缩计划、以及美国继续加息的压力,都对汇率产生巨大影响。就算在经济还算活跃的欧洲,金融风险和英国退欧盟的后遗症还在造成持续影响。而美国与中国的对峙还在持续进行,在一次美国副总统彭斯的讲话中,很多话题中都在严厉地批评中国的贸易问题。如果这个问题继续存在,将会导致更高的进口关税,全球的经济自由化也许会面临更严重的挑战。

日本怕日美贸易战,也很害怕中美贸易战。日本界普遍期望中美都能从宏观大局入手,落得稳定局面。

连接:日本机床的主题

以制造业的劳动力不足为背景,密集复合型机械、机器人、物联网和AI的引入,使得此次机床展备受注目。日本机床协会主席Yukio在致辞中提到,今年的主题是“连接”。物联网使得制造过程可视化,这是在可追溯和失效报警方面迈出的重要一步;而随后,AI人工智能起到了很重要的作用。

产品内置通讯功能正在变得越来越普遍,在刀具、夹具等发生的这些变化尤其令人瞩目。在9月的在美国芝加哥举办的机床展会上,就看到很多这种案例;而在这次东京展会上,有来自72家企业的300多台机器,都连在同一个物联网平台上。这几乎是重新复制了一个“现场工厂”。

似乎在日本也有“工业”与“互联网”之间的舆论问题吧,Yukio主席特别强调,“尽管有一种说法是GAFA(Google、Apple、Facebook、Amazon)正在引领全球发展,但出席JIMTOF展会的各方人士,才是真正的产品的生产者”。随着人口老龄化的问题逐渐显现,最重要的议题就是如何是生产更加高效和如何打造无人生产的系统。这个议题是所有人的期待。

那么具体的技术发生了什么?

机器人嫁接机床

机器人正在更加积极地“参与机床的工作”,而不是像以前那样只是在等待中完成一个工序。而且,更多机器人开始与机床联动,像是“长”在机床身上。大隈机械展示了一个完整的智能工厂,首次发布了世界上两套“机器人机床系统”:Standroid和Armroid。Standroid包含Fanuc和安川的机器人,用于更换工件;而Armroid则在车床之中内嵌了一个小型机器人,用于搬动棒材工件,同时吹除碎屑。这与一般人想象中的“机器人并排挨着机床”,理念完全不同。

而山崎马扎克公司展示了物联网的主题展馆,借用了英国电视剧闪电鸟的故事来讲述全世界的人都会感受超级机器和科学的益处。这也是他们庆祝2019年即将到来的100年庆典的一部分。

德马吉森精机在整个8号馆展示了一个刚刚“出炉”的数字工厂,共有22台机床通过物联网进行连接。既有超大型机床可以移动,也有机器人和AGV忙碌着进行工件的更换。总经理MashikoMori宣称,“这样规模的一个工厂,可以用一个周的时间完成”。实际上,这个数字工厂,就是在展会准备期间按时完成搭建的。这在JIMTOF展会的历史上,第一次用整个展馆来做成单一的展台。其中一台武装了机器人的AGV很是拉风,无需轨道,以辅助换刀。这是联合开发的产品,这家AGV是由风投支持的新创企业。

牧野Makino也有这样武装了机器人的AGV。2017年首次在欧洲展出的时候,如果碰到障碍物,它会停下来。而这次再亮相有长了新本领。如果它碰到人,会自动绕!过!去!如果障碍物消除了,它就会重新自行设定路线。

这种协作型的机器人,没有人时候,即使在夜间也可以工作。

工业巨头靠工业软件转型

如果物联网的发展可以加快人们从设备上获取信息的速度,那么能处理机器状态和历史的软件,就显得尤为重要。这意味着,硬件设备的价值将会大幅缩水。一个世界顶尖的机器制造商表露了对危机的认识,“未来如果只出售硬件产品的公司会受到极大限制”。因此,制造业领军者们已经把一部分重心放到了软件的开发上。发那科在2017年就开始了推出一个叫做“FIELDSystem”物联网平台,无缝连接机床、机器人和其他设备。走的更远的是,FANUC正在开发一种通过平台和应用软件进行收费的架构,以做为公司全新的收入来源。三菱电气、DMG-Mori和德国西门子同样展示了各自的物联网平台。制造业的物联网平台,正在不断涌现。这是未来的设备制造商的存活与否的重点。而这种平台中心的工业服务,都是基于软件作为支撑。

政府推动的作用

然而,平台的多样化给用户造成了困扰。中小型企业家们表达了他们对于不知道使用哪种平台合适的困扰。日本经产省METI积极地引入了“工业价值链IVI”(链接:工业价值链),来促进不同平台的融合。FANUC、日立、三菱电气都参与了这个项目,法政大学的西岗靖之教授在领导此项目。工业价值链目前正在测试能够标准化运行的数据格式,然后搭建一个物联网平台之间可以互操作的系统,后者目标将在2020年实现。

经产省正在极力推动日本版工业4.0的战略——互联工业(connectedindustry)。而工业额价值链则是整个“互联网工业”的旗舰项目。经产省大臣世耕对“互联工业”的战略非常满意,并且反复强调,“更多行业的合作是会不断发生的”。

JIMTOF正在积极相应这一点,实际上这一届机床展,就是把机床连接起来的展会。在第七展厅,工业互联网平台上连接了300台机器,这些机器来自72个不同的公司。

在显示屏上展示了机器的运作过,不同厂商的机器连接在一起,使得工业互联网越发受人关注。

刀具厂商们美国芝加哥机床展IMTS2018上展示了他们新的刀具和加工样件,但也有大量通过平板电脑和屏幕来显示各种信息,欧洲厂家如瑞典的山特维克和美国肯纳刀具都在这么做。但日本厂商在展示他们产品的方式上,与欧美有很大不同。采用各种花哨的大屏幕显示,在JIMTOF刀具厂商并不多见,日本还是把精力放在刀具材料和刀型研发上。刀具的长寿命化、高效率化的方向很明显。例如出现一种全新的车刀形状,有着独特弧形三角脊。前角很小,大大延长刀具寿命。不二越展示了新品牌的超硬通用钻头。其特征是刀具寿命是同行的2倍。这也是日本追求极致工艺的特点吧。随着五轴加工中心在生产中的核心地位趋势日益明显,有着独特曲线设计的端铣刀及切削技术正在兴起。值得注意的是,面向航空加工,是此次展会上刀具的一个重要焦点。

各显神通的机床

在9月份美国芝加哥机床展会IMTS上,很多展商都开始将目光都集中IT行业和机床的融合上。智能机床在多轴控制,多任务处理机器和五轴加工中心都在变得越来越智能。

为了解决小批量多品种的加工问题,村田开发了平行双主轴车床MW35,用于汽车引擎的燃油喷嘴。它创新地采用了两种装载工具,一个是用来运输,一个用来安装和卸载工件。这使得它大大提高效率,而只有1.66米的机器身高,从操作工的角度而言,具有非常好的可视度。

JTEKT展示了高速高精度的曲轴磨床GF16S,通过机器人自动换工件;还展出了单台加工齿轮的GS200H。它有一个可视化的界面,可以帮助员工分享其他人的实际操作经验。

西铁城展出了新一代LFV低频振动的加工中心,内嵌IoT解决方案,并可以联网。另外为了支持数据可视化,还全新提供了“机器+α”系统,专门用于数据分析的服务。

发那科展示了4台载荷为4-35kg的协同机器人,真实地再现机器人与人合作分拣物料的场景。发那科CEO稻叶善治(YoshiharuInaba)强调,日本经产省的“互联工业”强调信息的连接,其实人与机器人的连接同样重要。他还对日本的社会5.0(超级智能社会)非常痴迷,认为这是FANUC一个重要的努力方向。

图|发那科的协作机器人

毋庸置疑的是,JIMTOF展会的组织者日本机床协会所考虑的就是把机床全部在工业互联网上连接起来;而人工智能则是应用的热点。

大隈和三洋都在广泛运用人工智能技术。DMGMori用人工智能来完成热置换的修正。Mazak用人工智能和蓝光半导体激光器连接起来用来做增材加工,使得近红外激光在铜材料的制程中的得以使用。

日本机床担心被轻视

机床是国家工业支柱,很久以前日本就在强调,“机床行业决定了这个国家的工业制造水平”。然而,有意思的是,即使在日本,仍然会有些人以为,“机床是用来耕地的”。如何扭转这种对机床浅薄的认识,日本产业界也在大声呼吁。

日本机床界也有很大的担忧。那些面向消费者的2C的公司更有名气,使得面向企业2B的从业者们,在人才招聘上处于劣势。甚至在政府的很多部门中,机床工业的重要性也很难得到认知。相比较一个汽车展览,JIMTOF这个展会就不那么令人熟知了。为了吸引高技术人才加入到机床行业,日本正在极力提高整个社会对机床行业重要性的认知。而第一个“机床认证”考核,也在今年的JIMTOF展会上开始举办。日本产业界也在期待机床行业的重要性,能够一点点的得到社会的广泛认知。

展会还专门举办了面向学生“机床顶级研讨会”,将机床的魅力传达给学生,是JIMTOF惯例的活动。这次有700多名学生参加。而牧野铣刀制作所的井上真一社长等人,则通过自己的经验讲述了机床的重要性。

真是润物细无声的工作。日本人的活儿真的是细。

快速认识日本机床业

日本机床公司把精力聚焦在生产高精度中小型机床,在市场上享有价格低,质量好,快速发货,高标准服务的声誉。机床出口在1980年达到39.5%(主要为车床和加工中心),其中53.4%出口到欧洲和美国。而其产值在1982年超过美国成为第一机床生产大国。1982-2018,虽然工业市场有些起伏,但日本还是保持了27年的第一生产大国。1985年第一次达到了一万亿日元。之后2008年的全球经济危机的时候,仰仗于中国的进口需求,日本迅速得以回升。

2011由于地震造成的电量短缺,但是日本机床产业第一次连续3年连续保持了1万亿日元的产值。2014年至今一直保持1万亿日元以上,在这些产值中,90%是数控机床。最近几年,一个明显的趋势,就是许多日本机床开始在这些国家直接生产以服务本地需要。

整体而言,这次展会表达了日本机床行业的三个趋势,借助于物联网,加强人机协同、机机融合,然后有节制地运用人工智能,继续强化在机器本身上的创新。相当于商业模式而言,日本机床制造界似乎想的并不多。
 

来源:网络

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