基于舊設備改造升級助力智能制造業發展研究*

熊立貴，涂志剛

（廣東理工職業學院，廣東中山 528428）

0 引言

當今，隨著經濟產業全球化，各產業的競爭格局也正處在大的調整，許多國家重塑裝備制造業競爭新的優勢，逐步實施再工業化的戰略，中國也制定了第一個十年《中國制造2025》綱領，發展智能設備是中國制造業轉型升級，由制造業大國向制造業強國轉變的必經之路。預測到2020年，智能制造裝備業將成為具有國際競爭力的先導產業，建立完善的智能裝備產業體系，產業銷售收入將超過3萬億元，國內市場占有率超過60%，實現裝備的智能化及制造過程的自動化。2020年中國智能裝備制造業產值將達到3萬億元，振興智能裝備業、高新技術改造，并促進產業轉型升級換代。

隨著經濟高速發展，產品新舊更替進入快節奏時代，投入的生產設備，僅因產品創新太快，設備加工的產品就無法適應市場需求，購進的設備在很短時間內就不能適應發展需要，這是令每位制造業從業者都感到擔憂的問題，導致很多企業不愿意投入批量生產設備。技術進步日新月異時代，從事裝備業的企業都希望能夠跟上國家高速發展的步伐，渴望自己的企業轉型升級，淘汰落后的產能，建成適應經濟發展的智慧工廠，然而很多企業卻不知如何開始，也不愿意放棄經營多年的現有設備資產等轉而大筆投入建設新工廠。如何轉型升級現有工廠，首先就是對目前現有工廠的舊設備進行改造升級，智能制造的目標不僅是實現生產自動化，更是實現產品生產的智能自動化[1-5]。

1 舊機械設備目前現狀

造成舊機械設備目前現狀的原因有多種：（1）產品更新換代，舊產品淘汰不能適應生產；（2）磨損嚴重，加工精度低，影響了加工產品質量；（3）工作效率低，多處于半自動化狀態，需要人工作業量大。由于國內經濟的高速發展，工程機械也經過了幾年的飛速發展期，機械裝備在生產使用7～8年后，由于運行磨損等原因，工廠就會進行調整，有部分公司就會根據發展需要進行購買新設備，將舊設備淘汰。也有部分公司由資金原因會保留舊設備，因此無論是淘汰的舊機器進入二手市場進行交易，還是工廠保留舊設備，都需要進行改造升級以滿足生產需要。

1.1 舊機械裝備生產效率低

傳統的機械設備大部分是半自動化，它的操作還是以人工為主，送料也是要人工參與操作，連續生產不僅容易出現偏差，加工的產品質量也得不到保障，這樣的機電設備嚴重影響加工生產效率。傳統半自動化機械，浪費嚴重，效率低，隨著招工變難，人工成本增高，這樣的矛盾慢慢顯得突出。很多中小企業還處于半自動化生產水平，各生產加工工序的設備也是相對獨立，存在勞動強度大、工藝繁瑣、生產效率低、安全系數低、能耗大等問題。特別是近幾年來，人口青黃不接，這樣人工加工生產的成本上升，企業的利潤已降到微薄。全自動智能化技術的應用可以彌補生產人工操作缺陷，相對地可以提高機械設備的運行加工效率。

1.2 舊機電設備生產制造成本高

傳統的加工設備由于是半自動化生產加工，很多產品不能一步成型，需要多次加工或是另外工序的設備進行加工，例如空調的換熱器的配管加工，現有的加工技術裝備僅是能脹管，脹管加工后要進行周轉，另外一個工序進行擴口加工，這樣就容易在周轉過程中翅片倒片，直接影響蒸發器或冷凝器的換熱效果。半自動化設備大部分是機械設備在人工操作下進行加工循環，首先是人工放料之后，再按啟動鍵，設備進行加工，然后機構返回到起始位置，再由工人卸下加工好的成品（或零件），再次重復上述的工作循環，這樣生產周期較長，效率明顯下降。

1.3 舊機械制造中資源和能源消耗大

隨著經濟高速的發展，機電設備加工制造業水平也在一定程度上得到了飛速發展和突破。傳統的機電設備加工制造過程中相應的會產生許多的廢棄物如廢物、廢氣等，這些廢棄物的產生對環境也會形成嚴重的污染，對生態平衡容易造成破壞，對大氣污染也特別大。傳統加工機電設備磨損大，加工工序冗長，加工運行時耗電量大。又如空調器的注氟生產，TCL空調每臺外機注氟（R22冷媒）泄漏一般在5 g左右（含注槍，快速接頭，工藝管泄漏），1天1條生產線的產量是2 000多臺，這樣1條生產氟泄漏就是10 000 g，TCL空調公司共有20多條類似加工生產設備，每天浪費200 kg的氟，并且排放在空氣中，這樣不僅浪費了資源還嚴重污染了環境。

1.4 機械裝備技能人才緊缺

新一代信息技術與制造業深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，時代呼喚制造業必須轉型升級和創新發展，而這一切都離不開技術工人運用基本工具和工藝的技能和創造能力。需要的不再是簡單的、密集型的手工操作，更多的是要對智能加工機械的操作。

事實上復雜機器操作是當代技工的主流，如某公司車間的一系列生產加工設備，如：全自動化生產線ASM全自動固晶機，冷熱沖擊試驗機，自動分色分光機，裸晶測試系統，ESD測試機，LED支架鍍層測試器，DSC測試機，高溫儲存試驗箱，自動封膠線，ASM自動焊線機，LED角度與光譜分機器系統等。這些機器的調試與操作、維護、保養，都需要技工來完成。

2 舊設備改造有助于經濟產業轉型升級

產品不斷更新換代，舊的機械設備已經不能滿足發展需求。舊的機械大部分是半自動化，以人工操作為主，機械設備加工為輔，導致人工加工成本高、生產效率低，同時加工的產品質量誤差也比較大，這種情形下，舊設備改造升級勢在必行。對比于新設備市場，舊機械設備如果進行改造升級，在性價比較高，價格優惠的情況下，中小工廠最青睞這類設備，改造升級再制造設備也得到社會的認可。

2.1 技術改造創新轉型

機械裝備要實現全自動化，不僅要對加工的產品熟悉，更要有機電方面的技能，對改造升級才可以制定一套完整解決方案。在制定總體方案時，對需要更新的結構、模具等工藝要徹底熟悉，并且知道現有的舊設備在全自動化方面有哪些缺陷，要根據實際加工的產品情況，以提高效率和產品質量為依據才能制定出改造升級方案，根據加工的方案及軟件升級制定計劃書。在改造升級過程中會存在思路制定不周全，項目組要進行討論研究，并在安裝調試過程中進行升級換代。改造升級的方案、加工、組裝、調試完成后，要有專門的品質管理部門進行嚴格抽檢并對加工后的產品進行評定。

技術改造無論是機械結構方面、電氣控制方面、工藝流程方面等都需要更新換代，引入互聯網+智能制造、高檔裝備的云技術，與現實接軌，讓智能制造資源及高檔裝備加工能力服務化，并實現資源共享，讓智能裝備走向智慧服務。

2.2 節能減耗綠色轉型

近幾年來，國家的經濟高速發展，同時國家大力支持再制造產業的發展，公司、工廠也在政府的政策號召下，節約資源及加工制造成本，大力提升加工制造有效資源重復回收循環利用的利用率，減少機電設備在制造生產過程中的資源浪費，降低能源污染對人們生存的環境影響，發展綠色制造產業也得到了社會廣泛的關注，機電設備智能制造工廠綠色環保指標如表1所示。“三低”即低污染、低能耗、低排放，是當今社會發展的第一選擇[5-6]。

2.3 培養高級機電技能人才

高職院校是培養高技能人才的主要基地，但是由于學校實踐條件及環境限制，制約了實戰性技術人才的培養。現在國家出臺了很多技能型人才培養形式政策，如學徒制班、3+2培養班、3+證書班、企業訂單班、學考班、中德雙元制模式合作培養班等，廣東省范圍內高職院校約90所、中職有800多所學校。很多高校重視師資隊伍建設，相應出臺了很多高層次人才引進辦法，師資力量是人才培養的保障。產教融合，校企實行“雙元制”育人、多元化辦法模式，堅持工學結合，推動企校更深度的合作，為培養高層次人才打造一批高效、高水平的培養實訓基地。高技能人才是智能裝備行業戰略發展，經濟轉型升級，實現高質量發展的堅實后盾。在中高職院校專業的建設上，堅持中高職院校與行業、企業、產業共同建立人才培養規格和目標，通過相互對接、整合資源、協同聯動，把“職業教育創新”落實好，才能為裝備制造發展提供更多、更實用的工匠型技能人才。

表1 機電設備智能制造工廠綠色環保指標

機電自動化設備改造升級需要技術人員的長期努力研究，提高自身的技術水平。很多企業的員工缺乏機電專業方面的技能，使得機械自動化設備改造升級水平較低。企業工廠領導重視，加大力度對員工技能方面培訓，不僅可以提高員工的機械自動化專業水平，還可以提高員工的管理意識及責任意識[7-9]。

3 結束語

新一代信息技術與制造業深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，時代呼喚制造業必須轉型升級和創新發展，智能化裝備技術是加快推進實體經濟發展的有效途徑。無論是企業的產品升級而淘汰的舊機械設備，還是中小企業購買的二手舊設備，如果不能很好地進行回收、改造、維修，都會對大自然環境造成破壞，造成資源的浪費，只有更好地利用舊的機電設備，采用創新技術進行改造升級，才能助力智能制造業發展。