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日本機床大會戰|東京機床展回顧


發布日期:(2018-12-19)   點擊次數:815

本文為夾具俠整理,轉載請注明出處


世界上四大機床展之一,日本JIMTOF機床展本周在東京落下帷幕。六天之內居然有15萬人參觀。



物聯網、人工智能、機器人、增材制造等熱點技術,紛紛登場。那么,日本機床界,正在發生什么樣的變化?



日本機床大好,超出預期


日本機床行情持續火爆。9月份的總訂單數比上個月高了9.3%,比去年同期高了2.9%,達到了1535億日元,也是歷年9月份的最高紀錄。盡管有一些風險,國際市場的需求依然強勁。 而國內市場也同樣錄得新高,比去年同期高了5.6%,達到了644億。

這顯然超出了各界行業的預期。年初。日本機床協會預計機床行業市場全年將達到1.7兆億日元,然而這個數字居然仍然顯得保守。到了9月份,這個數字被上調為1.85兆億。


日本的看法是,由于中美貿易摩擦導致對中國市場采用“等等看看”的觀望情緒在加重,加上中國宏觀經濟調控中的緊縮計劃、以及美國繼續加息的壓力,都對匯率產生巨大影響。就算在經濟還算活躍的歐洲,金融風險和英國退歐盟的后遺癥還在造成持續影響。而美國與中國的對峙還在持續進行,在一次美國副總統彭斯的講話中,很多話題中都在嚴厲地批評中國的貿易問題。如果這個問題繼續存在,將會導致更高的進口關稅,全球的經濟自由化也許會面臨更嚴重的挑戰。


日本怕日美貿易戰,也很害怕中美貿易戰。日本界普遍期望中美都能從宏觀大局入手,落得穩定局面。



連接:日本機床的主題


以制造業的勞動力不足為背景,密集復合型機械、機器人、物聯網和AI的引入,使得此次機床展備受注目。日本機床協會主席Yukio在致辭中提到,今年的主題是“連接”。物聯網使得制造過程可視化,這是在可追溯和失效報警方面邁出的重要一步;而隨后,AI人工智能起到了很重要的作用。


產品內置通訊功能正在變得越來越普遍,在刀具、夾具等發生的這些變化尤其令人矚目。 在9月的在美國芝加哥舉辦的機床展會上,就看到很多這種案例;而在這次東京展會上,有來自72家企業的300多臺機器,都連在同一個物聯網平臺上。這幾乎是重新復制了一個“現場工廠”。


似乎在日本也有“工業”與“互聯網”之間的輿論問題吧,Yukio主席特別強調,“盡管有一種說法是GAFA(Google、Apple、Facebook、Amazon)正在引領全球發展,但出席JIMTOF展會的各方人士,才是真正的產品的生產者”。隨著人口老齡化的問題逐漸顯現,最重要的議題就是如何是生產更加高效和如何打造無人生產的系統。這個議題是所有人的期待。


那么具體的技術發生了什么?



機器人嫁接機床


機器人正在更加積極地“參與機床的工作”,而不是像以前那樣只是在等待中完成一個工序。而且,更多機器人開始與機床聯動,像是“長”在機床身上。大隈機械展示了一個完整的智能工廠,首次發布了世界上兩套“機器人機床系統”:Standroid和Armroid。Standroid包含Fanuc和安川的機器人,用于更換工件;而Armroid則在車床之中內嵌了一個小型機器人,用于搬動棒材工件,同時吹除碎屑。這與一般人想象中的“機器人并排挨著機床”,理念完全不同。


而山崎馬扎克公司展示了物聯網的主題展館,借用了英國電視劇閃電鳥的故事來講述全世界的人都會感受超級機器和科學的益處。這也是他們慶祝2019年即將到來的100年慶典的一部分。












德馬吉森精機在整個8號館展示了一個剛剛“出爐”的數字工廠,共有22臺機床通過物聯網進行連接。既有超大型機床可以移動,也有機器人和AGV忙碌著進行工件的更換。總經理Mashiko Mori宣稱,“這樣規模的一個工廠,可以用一個周的時間完成”。實際上,這個數字工廠,就是在展會準備期間按時完成搭建的。這在JIMTOF展會的歷史上,第一次用整個展館來做成單一的展臺。其中一臺武裝了機器人的AGV很是拉風,無需軌道,以輔助換刀。這是聯合開發的產品,這家AGV是由風投支持的新創企業。


牧野Makino也有這樣武裝了機器人的AGV。2017年首次在歐洲展出的時候,如果碰到障礙物,它會停下來。而這次再亮相有長了新本領。如果它碰到人,會自動繞!過!去!如果障礙物消除了,它就會重新自行設定路線。


圖|牧野的機器人+AGV


這種協作型的機器人,沒有人時候,即使在夜間也可以工作。



工業巨頭靠工業軟件轉型


如果物聯網的發展可以加快人們從設備上獲取信息的速度,那么能處理機器狀態和歷史的軟件,就顯得尤為重要。這意味著,硬件設備的價值將會大幅縮水。一個世界頂尖的機器制造商表露了對危機的認識,“未來如果只出售硬件產品的公司會受到極大限制”。因此,制造業領軍者們已經把一部分重心放到了軟件的開發上。發那科在2017年就開始了推出一個叫做“FIELD System”物聯網平臺,無縫連接機床、機器人和其他設備。走的更遠的是,FANUC正在開發一種通過平臺和應用軟件進行收費的架構,以做為公司全新的收入來源。三菱電氣、DMG-Mori和德國西門子同樣展示了各自的物聯網平臺。制造業的物聯網平臺,正在不斷涌現。這是未來的設備制造商的存活與否的重點。而這種平臺中心的工業服務,都是基于軟件作為支撐。



政府推動的作用


然而,平臺的多樣化給用戶造成了困擾。中小型企業家們表達了他們對于不知道使用哪種平臺合適的困擾。日本經產省METI積極地引入了“工業價值鏈IVI”(鏈接:工業價值鏈),來促進不同平臺的融合。FANUC、日立、三菱電氣都參與了這個項目,法政大學的西崗靖之教授在領導此項目。工業價值鏈目前正在測試能夠標準化運行的數據格式,然后搭建一個物聯網平臺之間可以互操作的系統,后者目標將在2020年實現。


經產省正在極力推動日本版工業4.0的戰略——互聯工業(connected industry)。而工業額價值鏈則是整個“互聯網工業”的旗艦項目。經產省大臣世耕對“互聯工業”的戰略非常滿意,并且反復強調,“更多行業的合作是會不斷發生的”。


JIMTOF正在積極相應這一點,實際上這一屆機床展,就是把機床連接起來的展會。在第七展廳,工業互聯網平臺上連接了300臺機器,這些機器來自72個不同的公司。


圖|全機器可視化


在顯示屏上展示了機器的運作過,不同廠商的機器連接在一起,使得工業互聯網越發受人關注。


刀具廠商們美國芝加哥機床展IMTS 2018上展示了他們新的刀具和加工樣件,但也有大量通過平板電腦和屏幕來顯示各種信息,歐洲廠家如瑞典的山特維克和美國肯納刀具都在這么做。但日本廠商在展示他們產品的方式上,與歐美有很大不同。采用各種花哨的大屏幕顯示,在JIMTOF刀具廠商并不多見,日本還是把精力放在刀具材料和刀型研發上。刀具的長壽命化、高效率化的方向很明顯。例如出現一種全新的車刀形狀,有著獨特弧形三角脊。前角很小,大大延長刀具壽命。不二越展示了新品牌的超硬通用鉆頭。其特征是刀具壽命是同行的2倍。這也是日本追求極致工藝的特點吧。隨著五軸加工中心在生產中的核心地位趨勢日益明顯,有著獨特曲線設計的端銑刀及切削技術正在興起。值得注意的是,面向航空加工,是此次展會上刀具的一個重要焦點。



各顯神通的機床


在9月份美國芝加哥機床展會IMTS上,很多展商都開始將目光都集中IT行業和機床的融合上。智能機床在多軸控制,多任務處理機器和五軸加工中心都在變得越來越智能。


為了解決小批量多品種的加工問題,村田開發了平行雙主軸車床MW35,用于汽車引擎的燃油噴嘴。它創新地采用了兩種裝載工具,一個是用來運輸,一個用來安裝和卸載工件。這使得它大大提高效率,而只有1.66米的機器身高,從操作工的角度而言,具有非常好的可視度。



圖|村田的宜人化車床


JTEKT展示了高速高精度的曲軸磨床GF16S,通過機器人自動換工件;還展出了單臺加工齒輪的GS200H。它有一個可視化的界面,可以幫助員工分享其他人的實際操作經驗。


圖| JTEKT的可視化經驗分享


西鐵城展出了新一代LFV低頻振動的加工中心,內嵌IoT解決方案,并可以聯網。另外為了支持數據可視化,還全新提供了“機器+α”系統,專門用于數據分析的服務。


圖|西鐵城的全新數字化機器


發那科展示了4臺載荷為4-35kg的協同機器人,真實地再現機器人與人合作分揀物料的場景。發那科CEO稻葉善治(Yoshiharu Inaba)強調,日本經產省的“互聯工業”強調信息的連接,其實人與機器人的連接同樣重要。他還對日本的社會5.0(超級智能社會)非常癡迷,認為這是FANUC一個重要的努力方向。


圖|發那科的協作機器人


毋庸置疑的是,JIMTOF展會的組織者日本機床協會所考慮的就是把機床全部在工業互聯網上連接起來;而人工智能則是應用的熱點。


圖| AI解決切屑質量


大隈和三洋都在廣泛運用人工智能技術。DMG Mori用人工智能來完成熱置換的修正。Mazak用人工智能和藍光半導體激光器連接起來用來做增材加工,使得近紅外激光在銅材料的制程中的得以使用。



日本機床擔心被輕視


機床是國家工業支柱,很久以前日本就在強調,“機床行業決定了這個國家的工業制造水平”。然而,有意思的是,即使在日本,仍然會有些人以為,“機床是用來耕地的”。如何扭轉這種對機床淺薄的認識,日本產業界也在大聲呼吁。


日本機床界也有很大的擔憂。那些面向消費者的2C的公司更有名氣,使得面向企業2B的從業者們,在人才招聘上處于劣勢。甚至在政府的很多部門中,機床工業的重要性也很難得到認知。相比較一個汽車展覽,JIMTOF這個展會就不那么令人熟知了。為了吸引高技術人才加入到機床行業,日本正在極力提高整個社會對機床行業重要性的認知。而第一個“機床認證”考核,也在今年的JIMTOF展會上開始舉辦。日本產業界也在期待機床行業的重要性,能夠一點點的得到社會的廣泛認知。


展會還專門舉辦了面向學生“機床頂級研討會”,將機床的魅力傳達給學生,是JIMTOF慣例的活動。這次有700多名學生參加。而牧野銑刀制作所的井上真一社長等人,則通過自己的經驗講述了機床的重要性。


真是潤物細無聲的工作。日本人的活兒真的是細。



快速認識日本機床業


日本機床公司把精力聚焦在生產高精度中小型機床,在市場上享有價格低,質量好,快速發貨,高標準服務的聲譽。機床出口在1980年達到39.5%(主要為車床和加工中心),其中53.4%出口到歐洲和美國。而其產值在1982年超過美國成為第一機床生產大國。1982-2018,雖然工業市場有些起伏,但日本還是保持了27年的第一生產大國。1985年第一次達到了一萬億日元。之后2008年的全球經濟危機的時候,仰仗于中國的進口需求,日本迅速得以回升。


圖|日本機床銷售額1965-2017


在2011由于地震造成的電量短缺,但是日本機床產業第一次連續3年連續保持了1萬億日元的產值。2014年至今一直保持1萬億日元以上,在這些產值中,90%是數控機床。最近幾年,一個明顯的趨勢,就是許多日本機床開始在這些國家直接生產以服務本地需要。


整體而言,這次展會表達了日本機床行業的三個趨勢,借助于物聯網,加強人機協同、機機融合,然后有節制地運用人工智能,繼續強化在機器本身上的創新。相當于商業模式而言,日本機床制造界似乎想的并不多。






資料來源:知識自動化

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