预防智能工厂生产“瘫痪” 工业机器人也要“体检”了

当“制造业立市”的广州，在2022年提出将智能装备与机器人作为五大新兴优势产业之一时，在这里扎根许久的制造工厂，提出了新的需求：如何给自动化产线的机器人做诊断？

2021年，广州双叶汽车部件有限公司的一组运营数据引起了经营管理者的重视——工厂产线上百台工业机器人，一年来因设备故障发生停机的总计时长超过7000分钟。

广州双叶是中国入世后，较早一批随着国际汽车巨头进入的产业链企业。这家由日本双叶产业株式会社、协祥（香港）有限公司、丰田通商株式会社出资设立的外商合资公司，是广汽丰田的一级供应商。

以广州为中心的珠三角地区，是中国制造的前沿地带，在二十世纪九十年代、二十一世纪初期，承接了大量国外产业向中国市场的转移。2001年，广东省出台的《广东省工业产业结构调整实施方案》提出，培育汽车、造纸、制药三大潜力产业。同年，中国加入世界贸易组织（WTO）。

如今在广东，现代制造业逐步转型为智能制造，引入了高度自动化和智能化的设备，如工业机器人、智能传感器和先进的制造执行系统，大大提高生产效率和产品质量。

不过，中国制造工厂已经持续运转多年的工业设备，正面临着“健康”问题的考量。

工业机器人“宕机”的隐忧

广州双叶的工厂坐落于距离广州城区50公里的南沙区黄阁镇，这里曾是南沙区政府的所在地，更能代表这个地方标签的，是“千亿级”的汽车产业聚集地。

黄阁镇建有亚洲最大的汽车滚装船码头，已经形成以广汽丰田为龙头的整车及零部件制造、技术研发、物流运输、汽车展贸等汽车产业集群。早在2018年，黄阁镇汽车制造业总产值突破1000亿元，汽车产业也成为南沙社会经济发展的重要支撑。

2004年在这里成立的广州双叶，公司的东西两侧，便是面积数倍于该公司的广汽丰田制造园区。作为较早一批随着国际汽车巨头进入中国市场的产业链企业，在工业制造方面，双叶工厂入华便导入的工业机器人设备，也在刺激和影响着行业。

据《中外管理》杂志2012年的报道，早在上世纪八九十年代，尚未崛起的中国制造业基础薄弱，加之一直坐拥低廉劳力成本的优势，企业鲜有转变生产方式的念头，引进机器人生产是一种奢望。

自中国加入世贸组织之后，各大国际汽车巨头纷纷入华，国内汽车行业爆发性的增产扩能加速了对机器人的需求，汽车工业的高速发展，直接带动了机器人的快速增长，使得机器人迅速成为一种新兴的科技力量，推动“中国制造”升级的步伐。

在今天的广州双叶工厂，百余台安川工业机器人在这里持续作业。在这条生产线上，正在发生机器工业设备的最新进展。

据与双叶工厂确认的数据，2021年，工厂在电路、控制系统、电机以及编码器、减速机、伺服电机方面，按照故障停止的时间，总共停了7000多分钟，这是百余台机器人总共停机的时长。

引发公司经营者担忧的是——现场都是机器人作业，管理机器人以及管理它提前的故障征兆很重要，如果机器人其中一台“宕机”，整条生产线可能会瘫痪。

目前在中国市场，进行工业设备故障预诊断的业务尚在早期。2020年前后，先后有企业入局工业设备预诊断业务，技术路线主要通过监测各种参数（如设备振动、温度等）以识别设备的潜在故障。2023年8月，一家提供工业AI预测性维护解决方案的频率探索智能科技江苏有限公司，获得了数千万元A轮融资。

而在另一方面，作为广州五大新兴优势产业之一，智能装备与机器人产业正成为推动经济增长的引擎。广州市工信局数据显示，2023年，广州市智能装备与机器人产业实现增加值532.67亿元，同比增长3.4%。工业机器人产量近1.5万套，同比增长47%。逐步形成了涵盖上游减速器、控制器、伺服电机等关键零部件，中游机器人本体，下游系统集成的机器人产业链。

给机器人诊断

姚开鹏较早洞察到了这一市场需求。

“在中国华南地区，以日企为代表的制造业工厂，有相当的数量是在2000年之后建厂，工业设备大多使用了十多年、二十多年，面临随时会停的风险。”在与广东企业的接触中，姚开鹏发现，市场对于故障预测的需求是有的，很多企业主都在寻找问题解决的产品和方法。

姚开鹏是日立中国研究院产业技术研究部主任研究员，该研究院是日本日立集团在中国的总部级研发机构。

沿着这个需求，日立解决方案（中国）有限公司广州分公司成为产品最终落地的主体。该公司华南解决方案营业部副总经理古凤群认为：“市场只要是有工业设备、自动化设备的工业场景，我们就可以有做提案的可能性。”

日立解决方案以高度自动化的工业设备为突破口，主要场景针对汽车、3C、芯片制造等领域。他们采取的技术路线是——电流监测。

广州双叶是日立解决方案工业设备故障预诊断的第一批客户，工厂首批次接入预诊断的20余台工业机器人，均以外接电流传感器采集电流数据，通过日立的系统算法进行分析，进行提前预警。

负责该业务的技术总监杨哲认为，面对不同产品、不同品牌，只要电机类型的故障，都可以用同一套方法去做——电流监测，以及对应的工况。在他看来，这也是突破不同品牌、不同年代的设备壁垒的底层方式。

按照日立解决方案（中国）有限公司广州分公司总经理吉江博章的预计，从2021年接触客户洞察需求，经过两年产品化销售推广，结合对于国内市场的预期，日立方面希望将故障预测业务的销售额可以扩大到现阶段的7倍。

在2023年的世界机器人大会上，工业和信息化部副部长辛国斌曾透露，中国已成为全球最大的机器人消费国，工业机器人装机量全球第一，制造业机器人密度达到每万名工人392台。根据国际机器人联合会（ＩＦＲ）统计数据，早在2013年，中国就已成为全球最大的工业机器人消费市场。

作为产业观察者，姚开鹏看到了不一样的一面：“严格意义上讲，这个（故障预诊断）技术是在中国研发的技术。”从研究人员、制造业的调研、工厂部署到故障数据的收集与分析，均是在中国本土完成，是针对中国制造工厂、工业设备预诊断市场的需求，提出的解决方案。

“毕竟中国可能已经快走完‘学习期’了，一开始都是从国外引进技术和资金，拼命制造，在海外来看，这里就是制造大国。但是我们可以畅想若干年以后怎么来看，很有可能是制造技术大国，要学什么新的制造技术得到中国来学，这个可能性是非常大。”姚开鹏说。