作者：张晓梅 吴明 张骅

 

 

 

 

 

    前不久，媒体在合肥新站高新技术产业开发区采访调研时，负责研发工作的合肥欣奕华智能机器有限公司（简称欣奕华智能机器）副总经理姚大青，在展示厅里向来宾演示了智能工厂的运行原理。由智能仓储、洁净搬运机器人、智能机器手等组成的成套自动化生产线呈现在面前，在不到5分钟时间内，经过计算机集成制造系统（CIM）的标准化控制，一个完整的产品就进入到下一道工序成品检测系统。这种智能化工厂就是欣奕华智能机器正在实践并向深度和广度延深的方向。

 

    据姚大青介绍，进入21世纪，随着机器人技术与信息集成技术的进步，现代制造业对自动化、数字化、智能化的要求越来越高，智能制造开始普及。继工业1.0至工业3.0时代之后（工业1.0时代，即18世纪末的“蒸汽时代”；工业2.0时代，即20世纪初的“电气时代”；工业3.0，即20世纪70年代的“信息化时代”），德国近年提出了“工业4.0”的概念，标志着人类已进入通过信息集成、物联网、3D技术的应用，发展智能制造与智慧工厂的“智能化时代”已到来。随着智能科技的发展机器换人已不可避免。

    姚大青从四个方面概括了工业4.0以“智能制造”为核心，将要实现的重大突破：一、生产设施高度互联，生产过程自动化、数字化、智能化；二、制造过程数据实时传输和分析，优化制造工艺过程；三、融合绿色科技，实现高效、节能、环保的绿色生产；四、推动制造业价值链趋于平衡，从低端制造向高端创新迈进。特别是在此时代，工业机器人与信息集成技术深度融合，已成为推广智能制造的重大支撑。

    在大力发展智能制造的背景下，由中国光电与创新科技产业基金主导创建的合肥欣奕华智能机器有限公司于2013年7月成立。公司位于合肥新站综合开发试验区，集泛半导体产业机器人与智能装备研发、制造、销售于一体，同时拟发展服务机器人和关键零部件，旨在打造完整的智能装备产业基地。总投资20亿元，总用地面积120亩，厂区规划建筑面积约8万平米。

    公司一期主要产品为泛半导体产业洁净搬运机器人、测试机器人和智慧工厂解决方案。一期建筑面积2.7万平米，投资3.09亿元，包括检测中心、装配厂房和倒班宿舍，目前全部建成投入使用。2014年11月4日第一台洁净搬运机器人产品下线，目前已有100多台在全国有关企业使用。

 

    欣奕华智能机器能最终落户合肥新站综合开发试验区（简称合肥新站区）并不仅仅是合肥市的投资环境优越，他们更看重的是新站区高科技产业集群。合肥新站区管委会党工委办公室副主任杨家俊说：“由京东方、惠科电子、鑫昊公司、彩虹液晶玻璃、乐凯、国轩高科等骨干企业组成的高新技术产业集群，卫生、洁净程度要求高，工艺复杂，是洁净智能机器系统的舞台，正与欣奕华智能机器的研发和生产方向相吻合。”

    据了解，欣奕华智能机器目前主要有工业机器人和智慧工厂两大类产品，并提供相应技术服务，未来还将发展服务机器人业务，应用领域拓展到教育、娱乐、家政、医疗等方方面面。公司重视产品开发与技术创新，成立技术管理中心，着力推进技术战略、专利管理、技术标准、技术合作各方面建设。

    高科技产业大多对生产现场的洁净要求较高，从材料运输、零件组装、到成品测试，每个环节都要在封闭的环境中进行，以前用人工完成，除了消毒成本外，洁净程度的安全要求很难达到，经常因为洁净度不够而造成产品质量问题，同时，人长期在高消毒、电子器件等高辐射环境下工作，对身体伤害较大。有了智能机器这些问题就迎刃而解了。

    但是人工智能的很多核心技术都掌握在先进国家手中，为了攻克这一难关，欣奕华智能机器在国内率先开展洁净搬运机器人研发制造。经过科研人员的钻研，公司已于去年10月实现洁净搬运机器人国产化生产，可搬运基板尺寸和重量、各轴速度、定位精度等指标均达到了国际先进水平。

    技术人员张海涛介绍说，公司拥有搬运机器人控制器完全自主知识产权，最多可同时控制8个电机，采用基于系统动力学模型的控制方法，实时求解关键参数，加入力矩前馈补偿控制和增益实时调整功能，提高机器人动态响应和轨迹控制精度,符合半导体显示行业高速度、高精度、高洁净度的生产要求。去年11月底开始向客户交货的首批产品，目前运行良好。预计今年内可向客户交付46台G8.5 TFT-LCD玻璃搬运机器人。

    搬运机器人的关键部件是控制器，记者在展示大厅看到，模拟智能搬运机器人控制系统在技术人员的操纵下，搬运物件不差毫厘，准确度达100％。张海涛说：“在控制器开发方面，目前已完成电气硬件和控制软件平台开发，完全掌握嵌入式软硬件平台技术，完成控制器样机开发设计制造，实现对电机运动的控制，年内可实现对玻璃基板搬送动作的自动控制。”

 

    “作为一个智能机器生产研发企业，需要解决的技术问题是一个集成的系统性问题，单一技术的冒进，并不能形成整体研发水平，也不适合企业的实际发展需要。”欣奕华智能机器研发部技术人员刘正勇在接受记者采访时说，技术和产品系统性推进才能形成智能机器的生产力。

    OS（Open & Short）-test检测设备是广泛应用于半导体显示及PCB行业的智能机器之一，通过非接触的电气方式检测电子线路的断路/短路，广泛应用在平板显示及PCB行业。在研发这一设备上，欣奕华智能机器通过技术引进和消化吸收进行再创新的方式，实现了自主设计能力。他们与园区以合作伙伴的产品为基础，已完成设计优化，进入制造阶段，国产化的OS-test设备将填补国内在该领域的技术空白。

    AOI设备，即自动光学检测设备，通过光学装置自动获取目标对象的图像，并进行各种运算处理和判别分析，达到检测产品工艺缺陷的目的。AOI技术目前由国外品牌主导，国内尚未形成成熟产业链。欣奕华智能机器同样通过引进、消化、吸收、再创新的技术战略，建立起专业的AOI核心研发团队，去年已完成原理样机制作，今年推出了具有完全自主知识产权的AOI设备。

    智能仓储项目是模组出货自动打包到成品出库和物流信息管理的整体物流方案，是智慧工厂的重要组成部分。2014年已完成仓储系统整体方案设计，今年2月完成设备生产、5月完成客户端安装调试、7月完成产线验收并投入使用，实现客户成品仓库管理自动化、智能化，减少作业人员约70%，节省库存占地面积约60%，节约出库拣配时间约70%。在欣奕华智能机器生产车间，记者看到他们自行研发的智能仓储系统正在将产成品有序地搬运到指定仓库，从使用到现在成功率100％。类似这样的设备系统已在有几套在合肥新站区高新技术企业实现配套运行。

    OLED器件的有机薄膜及金属薄膜遇水和空气后会立即氧化，使器件性能迅速下降，因此在封装前决不能与空气和水接触。因此，OLED的封装工艺一定要在无水无氧的、通有惰性气体(如氩气)的手套箱中进行。封装材料包括粘合剂和覆盖材料。粘合剂使用紫外固化环氧固化剂，覆盖材料则采用玻璃封盖，在封盖内加装干燥剂来吸附残留的水分。这样的工艺要求制造设备的高度智能化。目前，OLED行业蒸镀设备的主要工艺技术和设计专利都掌握在日韩公司手中。欣奕华将分以下三个步骤在国内率先开展蒸镀设备研发制造：进行真空腔体、MASK对位等重要部件的设计和制造加工；对蒸发源等核心部件进行研发和设计；整合资源，提供OLED从蒸镀到封装的整体解决方案。

    刘正勇说：“这一方案的研发成功，不仅解决了合肥新站区京东方、惠科电子、鑫昊公司等多家企业的实际问题，而且大大降低了国内企业投资成本，同时促使国外类似设备要进入我国市场也只能随之降价。”

 

    姚大青副总经理说，智慧工厂是欣奕华智能机器的追求目标，也是企业“十三五”规划的核心战略取向。通过智慧工厂软、硬件的成套化、系统化，促进企业技术研发和资源整合能力大幅提升，这是一需要解很多设计、工艺、物联等综合性很强的系统工程、

    在成套自动化生产线（Inline）项目上，欣奕华智能机器已走在了同行业前列，Inline项目通过系统集成技术，利用搬运机器人、传送装置、上下料装置等重要设备，整合清洗机、曝光机、显影机、检查机等单体工艺设备，形成完整的自动化生产线，目前已在多家企业实现产线应用。

    刘正勇说，成套自动化生产线（Inline）在各个行业均有不同的特点，而同一行业不同企业也有其不同的运行方式，因此，要求设计研发人员必须要针对每个企业进行方案设计，使用柔性参数将成套自动化生产线（Inline）的运用范围扩大。

    计算机集成制造系统（CIM）标准化项目，即将产线中不同设备接口统一为标准化的接口规范，简化通信结构，提高系统反应速度，打破国外设备厂商的技术垄断。一方面能够减少装调试时间，增加竞争力；另一方面能够大大增加系统的可扩展性和灵活性，方便改善升级。去年已构建初步方案，进入产品设计开发阶段，今年1月产品设计开发完成、3月完成产品测试，用于产线的生产和运营。这是成套自动化生产线（Inline）的柔性运用成功典范。

后续建设计划

    欣奕华智能机器董事长王彦军认为，人工智能将会在中国制造发挥不可替代的作用，欣奕华智能机器旨在打造完整的智能制造产业基地，初期以平板显示领域为切入点，为战略客户提供各类机器人及智慧工厂解决方案。后续将专注于10代以上搬运机器人、真空机器人、并联机器人、SCARA机器人，以及精密制造设备、工厂交钥匙工程、智能服务系统，向泛半导体、电子电器、食品医药、汽车等行业不断推出智慧工厂；同时，还将开发服务机器人，进而实现智慧医疗、智慧生活，为各行各业和千家万户提供令人激动的产品与服务，为中国现代化和人类文明进步做贡献。