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【视点】拐点上的3C行业

供稿:中国工控网 2020/4/7 11:33:27
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3C产品即电脑、通信和消费电子三类的总称。通信主要是指手机,消费电子则包括数码相机、电视机、随身听、电子辞典、影音播放器等。3C产业链体系非常庞大,以手机为例,其组成零部件将近20种。

 

3C行业同汽车行业一样,可谓是工业生产的支柱产业。

   

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因时而变的3C

3C制造业产业庞大、人工数量多、重复工作多,自动化的应用可以节省人力、缩短生产周期。近几年,电子制造设备自动化相关功能部件增长率均呈上升趋势,自动化升级需求明显。

同时3C制造业因产品生命周期短、工艺变化大,技术可实现性及资金投入大等原因自动化程度较低,主要应用在冲压、打磨、抛光、喷涂及测试环节,其他环节如装配、包装目前自动化程度普遍较低。

 

但同时问题也出在这里,其产品生命周期较短,技术更新快,产品以多批次、小批量为主,而自动化生产线的柔性不如传统流水线,一旦产品更新换代,自动化生产线需要重新规划布局,重新制作治具,风险不可预知。

 

凡事都有两面性,3C行业的市场和机器换人的好处却是在不断诱惑着厂家。

 

首先是市场容量的增多,有两个方面解读:一是广度上,3C细分产品的涌现、带来新的增量市场,例如iwatch、VR眼镜等新兴产品本身,对应新的需求订单;深度上,新功能带来的新变化,例如金属手机壳取代塑料手机壳带来CNC加工设备需求大规模增长,玻璃机壳代替金属机壳带来精雕机需求大增,3D玻璃替代2.5D玻璃带来热弯机的全新需求。

 

如果不是将工厂搬离到人力成本相对较低的中西部地区或者东南亚地区,那么企业就必须有步骤地对生产线进行自动化改造,减少对人力的需求。

 

以富士康为例,富士康工厂经历了从沿海到内地的转移过程,但即便如此,越来越多的年轻人也已经不愿意从事这种单调重复的工作。目前富士康在国内已经有超过5万台的工业机器人以及数十万件自动化设备,其自身每年可生产1万台工业机器人,并计划到2020年,将整个工厂的自动化率提升到30%以上。

 

同时成本上,3C制造行业竞争激烈、利润率普遍较低,成本端驱动行业自动化率提升,进而控制成本。随着机器人平均价格的下降以及人工工资的持续上升,机器换人的回收周期被明显缩短。未来,使用机器人将成为企业控制成本的有效手段。

 

设备与工艺的打通

  

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自动化改造也不是说说而已,如何改造更是问题。

 

以手机通讯为例,手机生产分为贴片、测试、组装3大环节,共80多道工序。随着近年来市场的发展,柔性化的市场订单越来越多, 3C电子厂商生产效率与工艺在革新。

 

这就要求伺服、运动控制、工业机器人等产品及系统的发展方向和制造趋势必须是高精度、高柔性化、高可靠性。

 

举例而言,手机金属壳的渗透率正在逐年增长,目前金属机身占比早已超过一半,而金属机壳加工工序有50多道,其工艺流程主要包括冲压、精雕、打磨和抛光等。

 

但是,这些工序的难点在于所有自动化设备的设想都是设备商厂家的想法,使用厂家如蓝思科技、伯恩光学、欧菲光等企业很少参与,或使用厂家提出要求,设备厂家做改良。其次有些产线例如精雕、CNC与丝网印刷设备的设备技术跨度大,大家都在做一个环节,很少连贯思考整个生产流程,而懂整个生产流程的人,又不太懂设备。

而且从技术端来看,3C产品技术的升级,也在驱动3C制造企业生产的新技术、新工艺、新设备的快速发展。

 

例如3D玻璃,这种玻璃面板、背板的生产方法是在原有玻璃基板的基础上进行精雕、抛光、强化等工艺。相比于传统2D、2.5D玻璃的生产,3D玻璃生产工艺中多了玻璃热弯的环节。

 

典型盖板玻璃主要加工设备有玻璃精雕机、玻璃热弯机等设备、也有使用激光加工设备逐步实现对砂线开料机、CNC精雕机替代等。

   

集成化、一体化的未来

随着3C下游产品对于性能和品质的不断升级,以及不同下游厂家对于定制化的各式要求,单一功能的设备已经不能满足,更多的功能被集成到一起。例如手机产品的丝网印刷、手机盖板、精雕机、CNC等设备开始增加上下料环节,逐步形成全自动工作站形式,但并没有形成全自动化的流水作业。

 

而在整体的产业链条上,3C 产品整机组装环节需要用到的设备主要包括机械臂+夹具。用的最多的是SCARA型四轴机器人,其次是串联关节型垂直六轴机器人。

   

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3C行业产线最常见的应用是装配、锡焊与点胶,机器人在3C行业应用潜力较大的部分是装配,随着组装技术和工艺标准化程度的提高,机器人在3C行业应用会高速增长,自动化改造需求强烈。不久的将来,3C行业的潜在创新可能有全息投影、量子点、生物材料、新型陶瓷等多种可以预见的技术。这些势必带来对于自动化设备的全新要求,助力自动化、集成化改造需求高潮。

 

其次在检测端,检测设备可以分外观检测和功能检测两类,随着3C行业的竞争的加剧以及复杂程度和集成程度的上升,传统人工检测已经无法满足检测需求,自动化、集成化提升的需求高涨。

 

检测端上机器视觉检测已经越来越成为行业主流,在华为、三星、苹果等大厂家,每一道工序之后基本都要有检测环节,保证良品率,减小损失。

 

其实在半导体行业中检测已经很常见了。集成电路的制造过程主要分为三步,IC 设计、晶圆制造和封装检测,过程繁复,基本每一步都要用视觉检测。

 

未来,随着工业机器人应用的逐渐广泛,传统3C制造行业也会由劳动密集型向技术密集型方向发展。招工难曾经给3C制造行业的发展带来了危机,但是,随着工业机器人的使用,这个现象将得到缓解。同时工业机器自主移动机器人也为企业带来了高品质的产品、高效的生产,并且降低企业的成本,提高企业的效益。

审核编辑(王妍)
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