工序时间最多缩短30%…焊接自动化加速普及
减少高危作业,工人转型为“运营者”
将熟练工的隐性知识以数据方式植入协作机器人

编者按包括制造业在内的产业现场对人工智能(AI)的应用,预计将在今年成为产业界最大的热点议题。已经投入到制造现场的AI,已证明在提升生产率方面发挥了牵引作用。这一应用范围将在今年开始本格扩大。由AI引发的生产革新背后,隐藏着对就业岗位减少的忧虑。因为所谓“黑灯工厂(Dark Factory)”的概念正逐步成为现实,在没有人工介入的情况下实现生产,被认为将使完全自动化成为可能。然而,《亚洲经济》实地确认的AI应用制造现场的岗位变化却更加复杂。重复且危险的作业由机器承担,而判断、管理和责任则由人来负责,正在形成明确的分工边界。也就是说,AI并不是在把人“挤走”,而是开始重新界定工作岗位。AI时代不仅带来了生产率和技术竞争,还提出了岗位转型这一课题。《亚洲经济》走进新年伊始的产业一线,直接观察AI所带来的就业变化。

坐落在庆尚南道巨济市、占地约140万坪的韩华海洋玉浦造船厂一望无际。在关键工序——焊接作业场的一侧,一名焊工站在管道接合部前。他在周围安装好导轨,按下几次按钮后,协作机器人手臂便沿着两根相互贴合的管道之间高低不平的缝隙缓缓移动。这一直是过去作业人员必须手持焊枪、弯着腰以不稳定姿势坚持作业的区域。如今,机器人以恒定的速度和角度持续进行焊接,作业人员只需退后几步,在一旁通过监视器对电流和角度进行微调。原本需要用身体硬扛的作业,变成了通过屏幕进行管理的工序。所谓协作机器人,是指在同一空间内辅助作业人员的机器人。

庆尚南道巨济市Hanwha Ocean造船厂内,一名焊工正在利用用于管道焊接的协作机器人进行作业。Hanwha Ocean提供

庆尚南道巨济市Hanwha Ocean造船厂内,一名焊工正在利用用于管道焊接的协作机器人进行作业。Hanwha Ocean提供

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韩华海洋在2019年引进了协作机器人。起初的主要目的,是为防止因熟练人力减少而出现的工作空白,但后来转向通过把技术转化为数据、实现工序标准化,以均一地保持质量。


上月17日在韩华海洋总部见到的制造创新研究中心焊接技术研究组高级研究员Kim Dongyoung,也点出了管道焊接在结构上的局限。他表示:“曲线形态较多的管道焊接,尤其高度依赖熟练工人”,并称“但这类人力正在逐渐减少”。他接着补充说:“将原本只存在于熟练工人头脑中的隐性知识以数据形式留下,实现作业技能的传承,是引进协作机器人的目标。”

制造创新研究中心焊接技术研究组高级研究员 Kim Dongyoung 上个月17日在庆南巨济市 Hanwha Ocean 总部附近接受《亚洲经济》采访。巨济=记者 Oh Jieun 提供

制造创新研究中心焊接技术研究组高级研究员 Kim Dongyoung 上个月17日在庆南巨济市 Hanwha Ocean 总部附近接受《亚洲经济》采访。巨济=记者 Oh Jieun 提供

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管道焊接是造船过程中最核心的工序之一。一艘船所需的全部焊接长度加在一起,多到足以往返首尔和巨济。再加上在高温、高热环境中,长期暴露在火花和金属粉尘下的作业已成常态,因此热相关疾病和肌肉骨骼负担也相当严重。相反,通过作业所积累的经验诀窍却分散在现场,只依赖个人经验,导致作业方式和判断标准未能得到系统记录。为应对高熟练焊工减少的问题,企业提高了外籍劳动者的比例,但往往在技术刚刚积累之际,他们又回国离开,类似情况不断重演,熟练度断层由此固化。


随着AI机器人引进,熟练人力的角色发生了变化。机器人承担了重复且高强度的作业后,作业人员的健康负担有所减轻,而焊接质量的一致性也显著改善。Kim高级研究员解释称:“比较人与机器人时,实际焊接所需时间差异并不大,但在确认位置、进行设定这些细小环节上节省了时间,从而提升了整体效率。”据悉,根据工序条件不同,整体工序时间最多可缩短约30%。


在现场坚守了30多年、现任组装1组负责人的Lee Jeongcheol表示:“AI机器人承担了劳动密集型工作后,员工可以作为‘操作员(Operator)’,更加专注于作业路径设定、监控和质量判断。”不仅作业方式发生了改变,一线人员的角色本身也随之转变。

在庆南巨济市的Hanwha Ocean造船厂,区块焊接机器人“Dandi”正在运转。Hanwha Ocean此外还在狭窄区域采用小型机器人“Caddy”“Indy”“Rondi”等对船体钢板进行连接作业。Hanwha Ocean提供

在庆南巨济市的Hanwha Ocean造船厂,区块焊接机器人“Dandi”正在运转。Hanwha Ocean此外还在狭窄区域采用小型机器人“Caddy”“Indy”“Rondi”等对船体钢板进行连接作业。Hanwha Ocean提供

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庆尚南道巨济市Hanwha Ocean造船厂搭载工序中使用的焊接机器人。Hanwha Ocean提供

庆尚南道巨济市Hanwha Ocean造船厂搭载工序中使用的焊接机器人。Hanwha Ocean提供

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机器人引进之初并非一帆风顺。Lee负责人回忆说:“最开始设备笨重、适用范围窄,很多人反应‘还不如人干得快’。”他接着表示:“但随着设备轻量化和性能改进的推进,并逐步贴合现场需求,整体氛围发生了变化。”他还说:“起初大家嫌麻烦、觉得陌生,但在某个时间点,它已经变成‘没有就无法作业’的设备,如今甚至到了机器人一坏,焊工就会说‘今天没法干活’的程度。”


这种变化正在向造船厂的全工序扩散。在切割工厂,利用等离子切割,以最高约1.5万度的高温切割钢板,同时辅以激光切割和气体切割。在前处理阶段,通过喷丸处理去除表面异物;涂装工序则为了让船舶在25至30年的寿命周期内经久耐用,需要重复喷涂5至7次。预舾装工序则是在组装阶段预先安装管道和部件,以提高效率。



韩华海洋正以高风险工序为中心,扩大机器人应用或评估其应用可能性。这是一种用技术分担原本由作业人员独自承担的风险和负担的思路。造船厂自动化,并不是简单的人力替代问题,而是通过由机器承担高风险作业、由人负责工序管理的方式,来重构作业结构的过程。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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