马草原

众所周知，中小企业是我国经济的重要力量，是现代化经济建设的中坚力量。根据2018年国务院统计，我国中小企业具有“五六七八九”的典型特征：“贡献了50%以上的税收，60%以上的GDP，70%以上的技术创新，80%以上的城镇劳动就业，90%以上的企业数量。”故相比大型企业，中小企业是这次疫情的主要受害者。在中小企业中，对机器制造、设备制造等相关的一大批制造型企业更是雪上加霜，不仅在采购、生产、制造、销售等环节受到致命打击，由此带来的资金压力不容小觑。

截至写稿日期未知，全国共确诊68584例、疑似8228例、重症11272例、死亡1666例、治愈9472例。为了尽可能减少人员流动和聚集带来的病毒传播，2020年中国春节迎来一连串非常操作：施行交通和人员流动管制、大量服务业停摆、各地延长假期、企业推迟复工。这一系列举措最大程度遏止了病毒传播，同时也引发了人们对于经济形势的担忧。

 

疫情给制造业带来的影响：

第一 劳动力短缺、线下需求疲弱、贸易萎缩严重影响制造业发展。

受疫情影响，无论是否是疫区，地方相继实施了隔离制度，这使得不少劳工被困在隔离区中，无法及时赶回工厂进行生产制造。主观造成了劳动力的短期短缺，进而影响制造业的短期生产，企业遇到了用工荒和复工难等问题。

例如上海大众汽车宣布3500名员工在家办公持续两周，2月10日之前处于停工状态。苏州、无锡等地也出现大量企业家早已入驻工厂却无工人上岗的情况，企业陷入生产停滞。

第二 连锁反应、生产波动、供应链断裂、资金链紧张持续影响制造业发展。

影视、旅游、餐饮、服装等领域的销售遭到重创，有专家预估春节期间损失预计在5000亿元左右。进而造成实体店销售下滑，通过供应链的连锁反应，重创生产制造型企业。劳动力短期短缺、需求疲软等因素造成胜场异常波动，将持续影响制造业的健康发展。

通过连锁反应而导致的中小企业资金流动性遭到重创，受疫情的影响，社会层面的货币流动性降低，进而导致中小企业的现金流紧张。因供应链传导等原因的反作用，进而对实体经济造成更大冲击，增加企业亏损、人员失业等问题。

例如博世集团1月初曾针对我国制造业发布预警，表示其在中国拥有23家工厂，高度依赖中国生产，疫情可能会导致其全球供应链存在断裂风险；夏普公司在发布会上表示，如果疫情的影响持续加剧，将考虑将原本放在中国的生产业务转移到其他国家和地区。

我国是制造业大国，以湖北为代表的华中地区及周边省份集聚着一批特色制造业集群。受此次疫情影响，制造业正面临劳动力短缺、需求疲软、贸易萎缩等诸多挑战。不仅是湖南地区，江浙地区、东北地区等地区在面对经济下行压力逐步增大的情况下，中小型制造业生存举步维艰，可招募的劳动人数逐年减少，成本逐年攀升，利润逐年下滑。与此同时，根据国家统计局的数据，2013年，中国新增就业人口中，大学毕业近4300万人、高中毕业2150万人、2150万人初中毕业。而低端劳动者在2019年与1969年相比，低端劳动者减少了6000万左右，这间接影响制造业人手不足。

应对疫情而造成的经济担忧，国家出台不少政策，助力企业度过经济困难，例如充分发挥数据汇聚、资源调度、数据分析等优势，提升疫情中应急处置效率、帮助制造企业销售从线下走向线上，精准对接客户、帮助制造企业快速定位上游供应商，提升原料采购效率、提供企业远程办公支持，降低一线人员往来工厂频率、连接金融机构和制造企业，解决资金紧张问题、帮助企业提前预判市场变化，提升市场波动下生产业务智能决策水平。

同时，从非疫情的角度来看，长远认为“中国制造”竞争力明显下滑 ，人口红利丧失。

（1）劳动者数量2020年之前年均减少155万人， 2030年之前年均减少790万人 ，2050年之前年均减少835万人 

（2）中国的人工费保持年均10%左右的涨幅，中国国内的人工费在5年里翻了一番。

2016年东南亚的人工费为中国的40%，以单位劳动成本看2013年中国的劳动成本已超过日本。

以上原因导致2004-2014年之间中国的劳动成本竞争力减少5%-9%。

（3）中国年轻工人持续流失（新一代年轻人不愿意在现场工作） 

“90后”逐渐成长为新一代劳动者 90后的特点为（自信张扬、充满激情，却又缺乏耐性、看轻承诺。亦有着鲜明的特色，思想波动大，也更直接，常常会说心情不好，就不上班，有的人昨天还干得好好的，今天就不见，工资也不要，而且再也不来了。”

从中我们可以得知，不管是从长期的劳动力成本提升而引起的竞争力下降，还是短期受疫情影响而导致制造型企业开工率不足。

 

发展自动化及智能化生产是我们唯一的出路

那么，目前中国自动化现状：

中国工业机器人进口依赖性强，中国制造2025推动国产替代。中国持续多年大规模进口工业机器人，2011-2015年，中国工业机器人进口量连续5年世界第一，工业机器人进口额连续5年世界第一，是名副其实的工业机器人进口大国。2015年，我国工业机器人进口量达4.68万台，金额合计8.05亿美元。根据中国机器人联合会统计，2015年我国工业机器人使用密度为49台/10000名工人，而全球平均水平为69台/万名工人，韩国则高达531台/万名工人。较低的机器人使用密度说明我国制造业自动化水平仍然较低。

但自动化生产中最大的困扰就是自动化工艺及效率。

目前数字化工厂技术是提高自动化工艺准确性及自动化效率的有效解决方案。

数字化工厂：在产品批量生产前后，预先在数字化虚拟环境中，对生产设施进行审核，规划，验证和监控。以提前发现问题并提出改良方案，并将其应用到现场。 从而构建能够保证新产品、设备、批量生产质量的数字化仿真模拟工厂。

 

数字化仿真的意义：

1 提高生产规划效率，降低工艺规划以及一般性产品开发成本

2 在开始生产之前，通过模拟制造过程，确定制造的可行性

3 通过缩短工艺规划时间和从试制到量产的时间，加快产品投放市场的速度

4 将产品设计和制造规划联系起来，针对制造的可行性改进设计

5 从工艺角度去验证和改进产品设计，提高生产质量

6 使用数字化仿真和生产线模拟，减少样品数量

7 改善企业内部各职能部门以及企业和供应商之间的协作

从企业规模上和地理位置上来说数字化仿真现状：

大企业：因没有数字化仿真模块导致产品开发效率低下、大项目投资存在失败的风险、仿真人才匮乏；

小企业：仿真软件价格昂贵不能承受（普遍都是上百万/套）、项目多次的返工导致成本急剧上升、老板承担下属失败的风险、无仿真工程师可用；

个人：仿真软件无法购买正版、国内没有专门培训机构、就业困难；

国际：由大型企业如西门子达索等垄断，国内多家研究机构并无大型仿真软件诞生，仍停留在单机或单个工作站的仿真阶段；

以上事实务必催生一套解决方案，降低数字化的门框，打破目前垄断格局，那就是数字化仿真云平台的诞生。

宁波赛亦软件公司针对此种情况，利用自己行业优势，配合国家政策，开发出DMworks仿真平台，用以应对如此次疫情的公共突发事件影响而造成公司的巨大影响。

下面是介绍DMWorks平台的具体细节。

数字化仿真云平台：通过基于集中建立硬件资源和软件资源环境，提供数字化仿真计算、存储服务，用户不限终端可随时登陆享用数字化仿真服务。分为三块：

【1】DMworks仿真技术

1．DMworks介绍

 (Digital Manufacturing Works) 是工厂仿真软件,它覆盖广泛的机器人生产环境方面从概念发展到调试的想法，设计，仿真，验证设备，最终评估生产线的任务和制造流程。

使用DMwoks，用户可以简单建立整个制造厂的完整的运动模型。它允许完美引入车间制造过程。

 

（图为DMworks操作页面）

 

2.CAD介绍

CAD Word提供实用程序来准备用于FACTORY WORLD的两种类型的数据。被处理的两个主要材料（数据）是“CAD Geometry”和“Simple Device”。每个材料将有自己的分层数据树管理。每个分层数据树为创造提供了自己的弹出式菜单，操作相应的材料。

（图为CAD模式下的操作页面）

 

3.Factory World的介绍

在Factory World中，创建，管理，仿真，验证资源和工序。Factory World中的大部分操作和功能都在数据树所弹出的菜单上提供，弹出的功能与操作与菜单中的按钮一致。

（图为CAD模式下的操作页面）

 

4.设备

设备是Factory World中最小的组建，它可在DMworks编制运动。机器人，焊枪，输送机，车身板间和安全网都是设备的例子。

（图为设备的拆解图）

 

5.工厂布局及其结构树

在DMworks中，可以用“Factory World”的分层树来定义工厂。每个分组都代表布局和任务进行分类后的一组设备。每个工厂中可以包括其他的自分组，设备，合成设备，和其他相关信息，如设备的从属关系，信号连接等，一个工厂的分组可能是一个station，一条生产线，一个传输系统，货架系统或一个工厂。

（图为信号连接的弹窗，用于调试机器之间的运动状态，此为子功能之一。）

 

6.运动和任务（路径/Tpos）

若已经创建和定义了设备，用户可以创建和模拟设备的运动，用于调试和模拟设备的运动。

 

（图为路径/Tpos的例）

 

（图为基本人体模型的组成，用于视觉化技术，为子功能之一）

 

7.机器人离线编程

路径/Tpos自身及其属性，可对机器人的运动、Motion的属性、Tool的移动与动作，进行定义说明。用户可以创建、修改及仿真机器人的调试位置与Tool的动作。

（图为两台机器人的碰撞区测试，为子功能之一）

 

8.工位的工序

一个设备为一个特定的目的所做的一系列的操作成为“a task of device（设备的任务）”。正如在第6章所提起的，设备的任务可以通过路径、目标位置及其属性，例如运动属性，工具的行为来表达。在DMWorks, 如第5章所述，工厂可以用“Factory Groups”的分层树来定义。一个工厂组合可以是一个工位，一个生产线，一个输送带系统，或随行夹具系统。一个“工位”是最小的设备组合，它们为一个共同的生产目标而一起工作。

 

（图为工作站工序的SIDE_RH工厂组合）

 

DMWorks仿真技术可以让企业提前知道自己的成本运作和生产变化，提前控制并预防可能发生的因风险而导致的成本不必要提升，缩减不必要的人力成本，减少管理运营成本。在目前经济下滑压力依旧，制造业前景不景气的情况下，谁能率先转型升级，并将自身不必要的成本降低，谁就能掌握在未来的生存权。

 

【2】工厂及生产线扫描技术

工厂扫描利用大型扫描仪对生产线及工厂进行扫描，扫描半径一般为180m，一个点最大误差为3mm, 一般情况下根据生产线及工厂大小选择扫描多个点，最终归为一个模型，将误差控制在1mm以内。扫描点云如【图10】

 

【图10】点云模型

 

扫描（点云）数据非常庞大，在一般的软件中很难运行，而在DMWORKS软件中对点云数据进行了轻量化，可以实现在DMWORKS界面上同时打开生产线或工厂的点云扫描数据和2D布局图进行对比，根据扫描数据把理论上的2D布局一一调整（目前为人工调整），得到真实的3D布局图。如【图11】

【图11】布局调整

通过生产线及工厂扫描步骤得到真实的（误差≤1mm）3D生产线及工厂模型，这一点非常有意义，否则得不到真实的数字化工厂。真实与现实误差不大于1mm的2D&3D 工厂布局图，对于将来的生产线规划及工厂改造是非常有帮助的。

 

【3】机器人校准技术

通过测量实际机器人，计算机器人的安装位置、方向，机器人工具的安装位置及方向，机器人TCP位置及方向， 机器人的机械运动学信息，并反映到模拟仿真软件上，减少虚拟机器人和实际机器人间的安装及机械运动学误差的过程。

减少机器人离线程序（OLP）的绝对位置误差并缩短机器人的调试时间

 

【4】虚拟现实VR技术

（图为企业家体验虚拟现实VR技术）

 

DMWORKS基础上开发出来的VR视觉化技术不仅给那些因工作繁忙而不能全心全意专注某一件事的老板们搭载一个可视化的空间，也让专家们不必亲自到现场也可以查看工厂的布局情况，对于工厂的设备配置及构成一目了然，可以在设备还没有开发出来的时候提出对现场及工艺的宝贵意见，减少不必要的错误。DMWORKS的VR技术也可以在客户体验上实现零接触式的效果，可以让重要客户带着VR眼镜观看生产线的运行状态，不必亲自到工厂视察，同时也给予工程师们在该平台上一展身手的机会。不仅比传统布局来说更具有优势，同时也为传统工厂设计带来了新的机遇。

最后愿中国能度过此次疫情，愿祖国伟大昌盛，愿各位企业家能够平安渡过此次危机，并顺利转型升级。