预防智能工厂“瘫痪”工业机器人也要“体检”

  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。

  广州双叶是中国加入世界贸易组织（WTO）后，首批跟随国际汽车巨头进入中国市场的产业链企业之一。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，是中国制造业的前沿阵地。在20世纪90年代至21世纪初，这一区域承接了大量国外产业向中国市场转移。2001年，广东省出台的《广东省工业产业体系调整实施方案》提出，培育汽车、造纸、制药三大潜力产业。同年，中国加入WTO。

  如今在广东，现代制造业逐步转型为人机一体化智能系统，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，大幅度的提升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施，正面临着“健康”问题的挑战。

  广州双叶的工厂在距离广州城区50公里的南沙区黄阁镇，这里曾是南沙区政府的所在地，能够代表这一个地区的标签，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，已形成以广汽丰田为龙头的整车及零部件制造、研发技术、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，广州双叶公司在该地区成立，其东西两侧紧邻的是规模远超双叶的广汽丰田制造园区。作为早期跟随国际汽车巨头进入中国市场的产业链企业之一，双叶工厂自进入中国市场以来，就引入了工业机器人设备。这些设备的引入不仅提升了自身的工业制造能力，也对整个行业产生了推动作用。

  据《中外管理》杂志2012年的报道，早在20世纪八九十年代，尚未崛起的中国制造业基础薄弱。同时，由于长期拥有低廉的劳动力成本，企业鲜有转变生产方式的动力，引进机器人生产几乎是一种奢望。

  自中国加入WTO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，汽车工业的快速地发展，直接带动了机器人的迅速增加，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。

  在今日的广州双叶工厂内，百余台安川工业机器人正不间断地持续运作，它们共同见证并参与了工业制造领域最新技术进展的实践活动。

  据与双叶工厂确认的数据，2021年，工厂在电路、控制管理系统、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，总共停了七千多分钟，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，若机器人其中一台“宕机”，整条生产线都可能会瘫痪。

  目前在中国市场，进行工业设施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施预诊断业务，技术路线主要是通过监测各种参数（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稳步的增长的引擎。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。

  姚开鹏很早就洞察了这一市场需求。“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，工业设施大多使用了十多年、二十多年，面临随时会停产的风险。”在与广东企业的接触中，姚开鹏发现，市场对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施、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施为突破口，主要场景针对汽车、3C、芯片制造等领域，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施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做多元化的分析，进行提前预警。

  负责该业务的首席技术官杨哲认为，面对不一样的产品、不一样的品牌，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，这也是突破不一样的品牌、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能扩大到现阶段的7倍。

  在2023年的世界机器人大会上，工业与信息化部副部长辛国斌曾透露，中国已成为全世界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，中国就已成为全世界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，故障预诊断技术实为源自中国本土的研发成果。“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、工业设施预诊断市场的需求，提出的解决方案。”“中国可能已快走完‘学习期’了，一开始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。但是我们大家可以畅想若干年后怎么样看待这一切，有很大的可能性是制造技术大国，要学什么新的制造技术获得中国来学，这种可能性是非常大。”姚开鹏说。