《科技创新与品牌》杂志社成果

SMC中国公司: 气电融合助力工业自动化产业创新

随着人工智能技术的迭代更新,机器人产业在中国蓬勃发展。作为北京市首批高新技术企业之一,SMC中国有限公司自1994年9月落户北京经济技术开发区以来,陆续在北京、上海等地设立了分公司及物流中心,并在全国110个主要城市建立了分支机构。目前公司已成为世界上最大的气动元件生产和出口基地之一,在全球和中国市场份额大约占40%左右,产品广泛应用在各种产业自动化领域,并销售至全球80多个国家和地区。


产品自主创新

“我们的产品应用范围很广,只要是工业自动化应用的地方都会有SMC的产品。产品的主要应用领域是传统汽车、家电半导体行业,应用到民生行业的是食品、医疗领域,以及为这些产业配套的机床行业。随着移动终端的发展,对液晶技术的产业发展要求也比较快,这是目前我们在新兴产业的创新方向。”SMC中国有限公司总经理马清海对本刊记者说。

历经28年的发展,SMC中国公司已经建成全球最大的系统元器件制造基地。SMC中国公司一直秉承着“没有最好,只有更好”的理念,不断实现制造创新,追求高品质、低成本、快速交付,主要是供应链的打造、工艺创新和管理创新方面实现品质的稳定和成本的降低。

马清海介绍说,目前SMC对工业自动化的支持从几个方面做了研究和创新:首先是产品的创新。考虑到如何把气动技术传承下去并不断壮大,产品应该如何适应这种发展等系列问题,公司给出的答案就是小型化、轻量化、智能化,按照IoT的要求实现万物互联。其次是服务体系创新。公司打造了集研发、销售、供给、服务于一体化的全球GIS供给体制,满足不同客户的需求。最后是为适应工业4.0的发展以及智能制造的要求,公司聘请专家并成立了专门的团队,加大了研发力度,在中国建有全球最完整、制造管理水平最高气动生产基地,对执行元件中的气动流量、压力和温度,从流体力学的角度实现监测、信号的反馈和优化。

随着工业机器人产品的发展,配件要求控制精度更高、更柔性化,气电融合是一个必然趋势。

以前SMC中国公司是立足气动技术的核心零部件制造商,随着工业互联和智能制造的发展,纯气动技术不再能满足智能制造的需求,所以SMC中国公司向气动和电气融合的方向发展,不断开发高精度的气电融合产品,帮助工厂实现数字化和工业互联。目前,公司开发的主导产品中,各种传感器和压力开关都在进行气电结合,比如电动的执行器和流量开关、电动传感器都在不断改进,新一代节能产品节能气枪、新型气缸等正在陆续替代传统的气动元器件。

作为工业自动化的核心零部件供应商,SMC中国公司如何开展智能制造的创新工作?马清海告诉本刊记者说,一方面,公司利用IE技术帮助客户实现智能化高效生产和景物生产,在实现智能制造的过程当中,严格按照精益思想实现生产过程的高品质、低损耗。另一方面,帮助企业补工业2.0和3.0的课,尽管大家都在讲4.0,但实际上很多企业连2.0都达不到,结果就是只有少部分数字化工厂才能继续运行。所以说,定制化和人工智能的导入对传统制造型企业来说是创新发展的必然路径。


助力新兴产业

机器人是一个新兴产业,发展前景广阔。与海外产业相比,中国机器人产品已遍布特种环境、医疗、智能家居等服务业,中国也成了机器人应用最广、产量最大的市场。虽然中国是机器人大国,但是在关键核心零部件上我们还不是强国,比如减速器、传感类等核心配件大多还依赖进口。

SMC中国公司产品的应用主要是为产业机器人做配套,占到工业机器人的70%。但无论什么领域的机器人,都是集机械、电子、控制、传感于一体,目前SMC中国公司大概有1.2万个产品,70多万种型号,适合各类行业的配套。公司为机器人产业专门开发的产品大概有八大系列,包括气源的处理、阀导的控制、执行元件、真空吸盘,电动执行器和压力传感等。

由于SMC产品是装备在机器人的最前端,所以公司近年来致力于气动元器件轻量化和小型化的研发,目前基本上可以实现30%到60%的空间缩小,也为未来整体的工厂节能作出应有的贡献。

为了支持产业机器人特别是机械臂的发展,SMC中国公司不断进行技术创新,开发出一些电动产品,包括各种电动控制器的开发。在汽车领域,大众、吉利、丰田和日产都是SMC的重要合作商;在食品和医疗领域,无论是牛奶、饮料还是药品生产,都存在捆包、码垛、运输的问题,装卸机器人和搬运机器人的应用替代了人工,SMC中国公司也为这些产业的发展做了大量的应用案例。

现在很多工作环境对机器人提出了更高的要求,比如超真空的、洁净的、防腐的处理。作为机器人的手臂,同样也要适合这种发展,所以SMC在洁净产品和真空产品领域不断进行研发。

新冠肺炎疫情以来,全球供应链受到明显冲击,然而SMC中国公司保持逆势增长,取得了公司营收同比增长超过35%的业绩。这一成绩的取得,与SMC中国公司始终坚持走产学研联合发展的模式是分不开的。目前为止,公司已经在11所大学建立了SMC系统研究中心,并以气动研究中心牵头建立了SMC中国大学技术中心学术交流会。


数字化转型发展

工业4.0概念提出后,其主要标志就是由以前的电气化、自动化向智能化过渡。现在智能化的主要标志是数字化,数字经济、数字化转型可能是未来的大趋势。所以SMC中国公司结合智能化和数字化转型的需求,开发了像压力传感器、温度传感器、流量传感器等各类传感器。同时,配合公司客户做工厂的互联、设备的互联、设备和设施的互联。

在产品转型的同时,作为国家工信部的数字化转型的示范工厂,SMC北京的两座工厂首先着手将自身打造成数字化工厂,帮助实现工厂运作的动态数字化管理。同时生产出可支持客户数字化转型的数字化产品,即把公司传统的气动技术和数字化技术融合起来,靠传统的气和电打造气电融合产品。以及无线阀导的技术。面向汽车领域,最早为汽车产业做阀导技术配套的SMC中国公司,和大众合作开发出了适应于汽车制造的无线阀导技术,克服了工厂里面因为有强磁导致应用运转受阻的难题。此外,公司还开发出一套节能的智能监测,可以监测整个工厂能源动态系统,通过大屏幕就可看到整个上海工厂的所有能源消耗状态,包括三年以内每台设备的运转状态,以及设备的消耗量、泄漏量、流量、压力等数据。这些都有助于帮客户进行能源管理。

双碳计划提出以来,对工业产业在节能环保方面提出更高的要求。马清海坦言,总公司节能环保的产品制造理念使得SMC中国公司的技术和产品具有先天优势,和同行相比,公司生产的阀导尺寸是德国产品的三分之一甚至二分之一,功耗是其二分之一或者三分之一。

马清海介绍说,在当前低碳经济的背景下,为了实现绿色制造,减少二氧化碳的排放,实现低碳经济,SMC中国公司的产品创新理念从三个维度践行绿色制造。第一是从产品设计上保证资源消耗最少,力推小型化同时还兼具性能多样化产品。公司要求产品尺寸尽量小型化、轻量化,从功率设计上要求产品能源消耗低。第二是在产品实现过程中打造生态工厂。为尽可能将能源消耗降到最低,SMC产品制造过程中要采用最精密、效率最高的方法,同时控制对二氧化碳的排放、固体废弃物的排放,确保制造过程实现绿色制造。第三是交付给客户的产品在使用过程中,如何帮助客户节能减耗。公司开发的是低功耗的产品,但是客户在使用过程中难免会出现选型不当、高压气漏点、配置不合理等现象,为此,公司设立专门的节能团队,帮助上百家客户打造节能方案。近三年来,公司平均每年为每家客户节约二氧化碳10000吨,折合人民币2000多万元。

除了开发节能减耗的应用产品外,SMC中国公司同时还开发了一套能源管理、气量动态管理的软件系统,受到很多客户青睐。为实现自主创新,践行绿色制造理念,SMC中国公司在本土化发展的道路上持续前行。 

SMC中国有限公司研发中心