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日本制造,如何将环保与细致发挥到极致

2020/6/15    来源:e-works    作者:鲍晨毓      
关键字:日本制造  环保  华中科技大学  社会实践考察  
2020年1月9日-18日,为期十天的日本智能工厂社会实践结束了,这十天过的充实而快乐。既体验了日本企业的文化以及一些经营思想,同时也体验了日本的人文特色。

    首先十分感谢学院能够给我们一个机会走出国门赴日本参观著名的企业,我能被选中参加这次的交流活动我也感到十分的荣幸。接下来我将以日志的形式表现这次我赴日参观的见闻和收获。

出发前的合影

图1 出发前的合影

    正文:

    1月10日

    今天(1.10)是日本实践的第一天,我们参观了位于兵库县的松下环保技术中心和位于京都的京瓷总部。在上午的松下参观时,我们参观了洗衣机,空调的拆解,以及金属和塑料的分类回收技术。上午的行程结束之后,我不禁思考:如果在中国也实行类似的家电回收制度,我们还需要在哪些方面作出完善。松下电器回收厂已经实现了拆解的流水化作业。虽然从今天的介绍与参观中看到,松下的回收线虽然大部分都是人工操作。但在现有的科技条件下,这才是拆解回收的最优解,因为废旧家电品牌多种多样,每一个家电都有自己独特的拆卸步骤。如果不仔细看还以为是在装配家电呢,并且厂房内拆解掉的零件、碎块都有指定的堆放区域,这都使得整个厂房看起来非常整洁,给人一种专业而又高效的感觉。当前的中国,虽然根据新修订的环境保护法已经明确规定了回收废弃家电要由专门的回收公司回收,但是根据网上所查的信息,中国的废旧家电通过正规的渠道实现拆解回收的比例只有20%左右,剩下的很多都是被没有回收资质的黑作坊随意拆解或者翻新之后以二手家电卖出。这些黑作坊的存在不但严重影响了我国的废旧家电资源回收利用率。不同于普通的垃圾,家电随意拆解很可能会对环境造成破坏,比如在我的老家就可以看见骑着三轮车收冰箱、空调、电视、电脑的人。这些人处理回收家电的方式也是十分的粗放,直接拿着一个大锤子对着电视冰箱一顿猛敲,再把这些碎片送到垃圾回收站回收卖钱,这和今天亲眼所见的松下公司的回收厂的场景对比,让人震撼。在我参观之前其实我对这些收破烂的群体并没有太多的关注,只是觉得生活不容易,混口饭吃,私自收废品拿去卖钱也无可厚非。但是在这次参观之后我的观念发生了转变,这样做有三点坏处:第一,在这次参观中我了解到了,大部分的洗衣机和冰箱的外壳由两种不同的塑料组成,并且在电脑主板等废品中还含有金这样的贵金属,而私自拆解的小作坊一般管理混乱,杂乱无章。如果全部混在一起不加以区分,势必会造成资源回收率的下降;第二,一些电视机显像管中含有重金属汞,如果拿锤子直接拆解,时间久了也会对人的健康产生影响;第三,显像管中的汞和制冷机中的氟利昂如果处理不当会对环境造成较大的破坏。所以我现在觉得像这样的无资质拆解废旧家电的行为应该得到严厉制止。那些收废旧家电的人,我个人认为可以由具有专业回收资格的正规回收厂出面发展成下线,替那些厂家收集废弃的电器。这样既不会影响到他们的收入和工作,而且还可以减少流入黑作坊的家电量。但是如果要在中国实施类似的废弃家回收制度,我认为光靠政府出台的环境保护法是不够的,企业和个人同样要承担起这部分的责任。和中国相反,中国把废品卖给收破烂的是收入,但是在日本,如果居民要处理废旧物品,需要倒贴回收部门一定的费用。

    日本还非常注重下一代的环保意识教育,小学就组织参观了松下的回收工厂并且可以亲自体验一下拆解电视机的步骤。这对于中国也非常重要,因为青少年是国家的未来,而且青少年的观念没有定型,在这一时期进行环保教育才能更好的树立起环保意识。所幸的是,在我们上次暑假进行的社会实践时,采访了武汉市的流浪动物收养所,从负责人的口中,我们得知,现在他们也已经意识到了这点,所以组织了许多针对小朋友的爱护动物的活动。但是这个收养所毕竟不是政府机构,所做的也非常有限,所以真正的这方面的教育还需要学校和政府以及地方环保机构进行配合。下午我们去了京都的京瓷,京瓷让我对于陶瓷有了全新的认识,原先我以为陶瓷就只能做餐具或者瓷砖,但是京瓷让我明白了陶瓷这种原始人都可以做出的东西,在最尖端的科技中也有用武之地。除了陶瓷,我更感兴趣的是稻盛和夫的经营公司的理念。他能够在短短两年内将濒临倒闭的日航公司拯救回来,这样的传奇本身就是对他经营哲学最好的肯定。虽然我对于管理学不太了解,对他的阿米巴经营理念,虽然能够明白大致是让员工也参与公司的管理,让员工为自己而工作,力往一处使,虽然对于如何具体实现并不清楚,但是我认为他的恒心和敬天爱人的理念对我的人生很有启发。

在京瓷和“稻盛和夫”的合影

图2 在京瓷和“稻盛和夫”的合影

    1月13日

    今天(1.13)上午我们参观了位于名古屋市的丰田产业博物馆,虽然馆中的日语讲解员的讲解晦涩难懂,但在张老师的讲解和现场机器演示下还是有不少的收获。初入纪念馆,我们就看见一台巨型的纺织机,丰田虽然现在以其汽车闻名于世,但是丰田却是以制造纺织机起家。为了方便我们理解,讲解员用一团带着种子的棉花开始演示,向我们表演了一团棉花变成棉线的过程。在明白了棉花变成棉线所需的工艺之后,我们看到了丰田纺织机的变迁,从一开始的人力纺织到水力电力,纺织的效率越来越高,纺织品的精美程度也不断增加。但是最为我们所熟知的还是丰田的汽车。所以汽车馆才是我最关心的内容。在进入汽车馆之前有一个介绍金属加工的过渡区域。那里馆员为我们展示了汽车冲压件的加工过程。在经过电炉的加热之后,铁棒很快的红热,然后讲解员一边讲解,一边用钳子将烧红的金属棒放入冲床中,在经过了三次冲压之后,一个完成了的汽车曲柄模型便呈现在了我们面前。之后便是丰田汽车的发展历史介绍,不同于其他纪念馆,博物馆那样单纯的用文字介绍的枯燥方式,丰田纪念馆利用漫画,这一日本特色,生动形象的展示了丰田从纺织机到汽车转型中出现的一系列困难。比如如何解决发动机马力不足的问题等等。这样的方式更容易让人有耐心看完。之后就是展示汽车手工制作钣金的雕像展示。在熟练工的不断锤击下,一块平平的钢板就成为了流线型的车身零件。一辆汽车有上百块钣金,完全靠人力不可能实现汽车的量产,这也体现了冲压技术在汽车生产中的重要性。之后就是丰田汽车从50年代开始的产品展示,以及现代汽车组装的设备演示:七个机械手同步运行,各自有条不紊的进行螺丝组装演示;喷漆机器人和金属切削机器人的演示也让人大开眼界。在张老师的讲解下我们也慢慢对一些汽车加工的步骤以及相关设备有所了解。和别的日本企业一样,丰田也在环保的道路上用它自己的方式在努力。根据介绍日本将在2030年实现所有城市拥有氢气加油站,而丰田推出的氢燃料汽车在东京也已经有人在使用了。虽然我个人对于氢燃料汽车的性能存疑,但是不管怎么说这都是为环保事业做出的一次有益尝试。这次对丰田产业纪念馆的参观,让我对汽车尤其是日系汽车的文化历史有了更深的了解,更让我更近的接触到了当下比如氢气动力汽车等前沿的汽车技术。

介绍解决发动机铸造砂眼的漫画

图3 介绍解决发动机铸造砂眼的漫画

制作钣金件雕塑

图4 制作钣金件雕塑

制作钣金件雕塑

图5 制作钣金件雕塑

展示的氢燃料汽车

图6 展示的氢燃料汽车

    1月14日

    今天(1.14)上午的行程我们参观了朝日啤酒,我们在日本的这几天已经深深的感受到了朝日啤酒在日本的知名度。街头的自动贩卖机,大部分都是朝日的产品。其啤酒在日本的销量占了30%。在亲切可爱的讲解员姐姐的讲解下我们对于啤酒的生产过程有了大致的了解。在出发之前我们就听说日本细致的垃圾分类方法,一个普通的饮料瓶要分成瓶盖、瓶身和外包装三个部分丢弃。朝日啤酒作为日本有名的酒水生产企业,也有着它独特的环保秘方。日本公务员,以及朝日啤酒自己员工的制服所使用的材料就是由这些饮料瓶的瓶身部分制作的。行程的最后我们也是品尝了一下朝日啤酒的产品,因为我没有满二十岁所以遵守日本的法律,我选择了一听橙汁。下午的三菱电机可以说是这次日本实习的大头。在听完了欢迎致辞之后,来自东京的森山科长又为我们介绍了三菱公司提出的e-factory方案。并且从一开始就强调物联网并不是目标。三菱公司的该方案和德国的工业4.0中国的智能制造的核心内容不谋而合。e-factory通过对于生产现场的数据实时记录,实时进行可视化处理不仅方便了领导层作出下一步的生产决定,避免产能过剩,浪费能源,而且对于故障数据的及时报告收集也方便了技术人员对于现场机器进行改善提高生产质量和效率。森山科长举出了他们为解决一个无熔断路器生产线经常发生意外停机问题而进行的解决方案来解释e-factory方案。通过在线的数据采集,实时监视设备状态和质量,并且可视化采集到的数据,从而更加直观的看出问题所在,方便了三菱的工程师进行改进。使得生产线在短时间内效率提升了50%。但是出于成本和客户需求多样化的考虑,尽管在生产自动化程度极高的日本有一些工序仍然需要人工操作。因为人比机器更加灵活。虽然这样e-factory仍然有它的用武之地。通过屏幕和设备上指示系统,实现人机结合,更加方便快捷无误地进行人工装配,而且也大大节省了员工的培训时间和成本。在之后的丰田汽车装配厂和日新大福中也见到来了相似的系统。之后的产品展示也是相当精彩,九个伺服电机相互配合,在高达4500转每分钟时仍然能不发生碰撞地灵活旋转。三个不同的三相电机的能源消耗对比演示也为未来节能绿色生产提供了条件。除了利用e-factory进行生产上的使用之外,它还可以对工厂内能源的使用进行一定的节约,除了用电脑进行自动节能之外,他们的办公室的每一个日光灯上都有一个垂下来的黄色小牌子,写着消除每一个浪费的能源。让人不得不佩服日本企业对于能源的节约意识不仅仅是依赖于e-factory这样的科技来进行,更是要深入到每一个员工的心中去。最后的问答环节,朱艺文同学的提问我觉得非常有意义,e-factory的成本对于中小企业显然是非常高的,那么如何让财力人力不那么雄厚的中小企业也用上e-factory呢。森山先生解释道,对于每个企业,不论是大企业还是小企业,优化都不是一口吃成胖子,而是要一步一步来,就像程序员变成一样每做完一段程序就要跑一下看看有没有问题。这样做不但可以避免问题的积累从而导致的失败,而且也可以降低成本,在付出较小的代价的情况下取得可见的效果。每一次都解决一个小问题,这样才能完成一个大项目。并且三菱对于中小企业也会专门量身定做适合它们的生产线。在智能制造成为主流的将来,我想中国也应该这样一步一步慢慢来,走出一条自己的智能制造之路,打造出自己的智慧工厂。

讲解员在介绍储藏啤酒的罐子

图7 讲解员在介绍储藏啤酒的罐子

三菱电机展示的贴片机

图8 三菱电机展示的贴片机

    1月15日

    今天(1.15)上午我们参加了丰田市的丰田工厂,近距离接触了丰田生产模式。在丰田汽车厂的参观,首先让我感受到的是日本工厂渗透到方方面面的节能环保意识,不论是用必要物品在必要时间生产必要量的丰田生产方式,还是实现工厂二氧化碳零排放的承诺都展现了丰田汽车绿色生产的理念。同时丰田的电子标签拣选系统和安东也和之前三菱电机提出的e-factory有异曲同工之妙。利用投影技术指示员工选取对应型号、对应数量的零件,减少了员工拿错零件的概率。再继续参观,我们来到了一个工人的休息区,这里有数种游戏,每一种游戏都可以训练工人们对应的能力,比如将不同大小的圆柱放入对应的凹槽中,虽然这看着像给刚出生的小婴儿玩的益智游戏一样,但是这些圆柱被特意做成了和螺丝标准件一样的大小,员工在目标时间内将圆柱放到对应位置,可以在放松娱乐中培养工人对于螺丝的尺寸辨认能力,让他们在工作中可以快速的找到正确的螺丝。继续移动,我们可以看到工位上的工人身边都有一台随着生产线运动的工具车,这叫同步台车,是丰田汽车厂根据员工的意见设计的一种工具车,方便员工随时拿去需要的工具,并且在台车上还有一个按钮,每当出现问题时,工人便可按下它,让主管前来解决问题,如果主管在一定时间内没有解决问题,生产线则会停止,从而杜绝发现残次品进入下一道工序。参观完之后,我之前对日企那种刻板的印象发生了改变,在这个厂区里我感受到了一个工厂对于员工意见的尊重和对员工生产生活的关怀。作为一个工厂,除了生产出好的产品外,更要关注基层需求,毕竟基层员工的工作状态直接影响到了产品的质量和生产的效率。下午我们回到了名古屋听王志华老师的演讲,王老师的演讲我觉得十分精彩,先是简单介绍了一些日本工业发展的历史,分析了日本经济发达的原因。第一是土地改革;第二是经济发展;第三是全国的重商主义;第四是低税金;第五是美国支持下的工业结构调整;第六是朝鲜战争作为后勤基地得到了快速发展。讲完了大的工业之后,王老师讲话题缩小到了他所熟悉的机床产业上,同样先简单的介绍了日本机床的品牌及其各自的产品和各个品牌的发展历史,之后王老师毫不留颜面的批评了中国当前机床产业的弊病:1、产品同质化严重;2、生产模式僵硬脱离市场;3、缺乏耐心与长远的打算,容易骄傲自满;4、不愿意静下心来搞研发。俗话说“忠言逆耳利于行”,王老师能够这样直接客观的说出事实,我能切实的感受到他的勇气和希望中国机床事业发展的急切期望。听完演讲后,我大概感受到了三件事,第一是要守规矩办事,相互尊重,二十一世纪是一个世界各国交融合作的社会,国家与国家,企业与企业之间的办事章程已经日趋完善,像要进入国际舞台,首先要遵守国际的规矩。第二是祸从口出,不论做人还是领导公司都要谨言慎行,低调做事。王老师见过很多这样的实例,许多时候眼看事情就要办成了,却因为自己嘴上的疏忽而把事情搞黄了。第三是做事要踏实,脚踏实地的积累数据,不要总想着谄媚权贵,做技术的就要静下心来踏踏实实搞研发。工厂也要将更多财力和人力投入到研发中去,不要畏惧失败要为员工提供一个良好的开发环境。日本、德国的机床产业的繁荣也是建立在他们研究人员夜以继日的研究上的,许多的后台数据也是几十年的积累,这些宝贵的资料是要通过时间的积累的,不能心急。王老师的最后引用鲁迅的一句话也是让人受益匪浅:“倘是狮子,夸说怎样肥大是不妨事的,如果是一口猪或一匹羊,肥大倒不是好兆头”不论是个人,企业还是国家都要“高调做事,低调做人”,努力且执着的办事,但是不显耀自己的成绩,是金子总会发光,只要自己有实力,就不怕别人不知道。

丰田元町工厂参观留影

图9 丰田元町工厂参观留影

王老师演讲

图10 王老师演讲

    1月16日

    今天(1.16)上午我们参观了电装公司。这次参观的电装公司,除了像ppt里介绍的生产汽车仪表之外。也生产汽车控制系统、辅助系统,还有除了汽车之外的其他设备。初入展厅,和其他我们参观了的日本企业一样,电装也展现了其在自己领域的绿色理念。根据视频,节省汽车油耗浪费的两种途径,一是在行驶中降低油耗,二是有效利用燃油的能量,汽车的燃油能量利用率只有20%左右,并且大部分的能量都以热的方式被浪费了。基于以上两个观点,电装公司提出了减速再生系统,蓄冷系统和导航协调系统。其中也不乏有些已经投产的技术,比如减速再生系统我就已经在我家的本田汽车上见到了。每次制动或下坡松开油门时,汽车都会反向为电池充电,而在低速启动阶段或上坡时电池又会为发动机提供动力。从而达到节省燃油消耗的目的。其导航协调系统也非常有意思,利用安装在路口的一个设备,感知驾驶员盲区内的路况,并且提醒驾驶员盲区内的情况,其另一个功能就是与附近路段的车进行通信,协调调度,控制车速,使得汽车可以连续行驶,不停车等待。这项技术虽然看起来非常的高级,但是我觉得实现起来有些难度,因为这个系统依赖一个装在路口的设备,而一个城市道路纵横交错,就算在主要路口安装这个设备,对于城市基建也是一个不小的考验。除了绿色行驶,其展示的辅助行驶系统也非常吸引人。很多让还在考驾照的朋友和刚刚新手上路的新司机们头疼地倒车出库、高速超车等等的问题在自动辅助驾驶系统的帮助下,都变成了只要回答yes或no的简单选择题。这个系统相较于已经问世的自动驾驶系统,虽然还是需要驾驶员,但是驾驶员的主要职能已经从开车,变成了决策和道路观察,大大减轻了司机的负担,并且人机结合,也可以有效的减少自动驾驶汽车因为硬件或者软件问题而发生的事故。一同展示的还有驾驶员状态的检测系统,利用图像识别,可以很好的判断驾驶员当前的驾驶状态,防止由于驾驶员分心而造成的事故。

    总的参观后,电装的汽车智能化技术大体都建立在视觉图像处理,毫米波传感器,激光传感器等技术的基础上。而对于柴油发动机的改进方面,更多的依赖于精密的加工技术,通过精细的加工,使柴油在数百万帕的高压下,结合电控系统的操作,在千分之五秒的时间内连续喷射五次,以此来使燃油充分燃烧,并且减小燃烧后颗粒物的大小。总的来说,没有良好的电子科技基础和金属加工能力是无法实现以上的技术的。

    1月17日

    今天(1.17)是日本参观的最后一天,我们上午参观了这次行程的最后一个工厂,参观内容依旧十分精彩。日新大福主要做物料搬运服务。其实这样的设备我在一部生产巧克力的纪录片中就已经见过了,但是今天看到了真正的工厂物流系统,虽然只是展示模型,相较于真正的工厂中的要小很多,但还是令人激动不已。介绍的小姐姐一边介绍一边邀请我们自己亲自来操作物料搬运系统搬出为我们准备的糖果。从这一点说明了大福开发的物料搬运系统十分方便,即使一个对于物料运输毫无基础的人也可以很快上手操作。这在提高企业存储效率的同时也降低了企业对于员工的培训成本。为了满足对时间要求比较高的客户的需求,大福还研制了世界上最快的物料搬运机器人,在短短数秒内就可以实现搬运车从静止到500米每分钟的启动和急停。除此之外大福还研发了可以按照顺序搬运物料的机器人,一辆辆物料搬运小车在轨道上快速的跑着,渐渐的搬出了一列由箱子组成的欢迎词。三楼的展厅主要展示了与大福有合作的供应商的产品,大福能够做到今日的成功也必定离不开那些可靠的合作供应商提供的高质量的产品。其中我觉得较好地有安川的电机和防震动技术。防震动技术使用前后的对比还是非常明显的。但是我觉得有待改进的是图像识别技术。因为第一个识别物体的展示无法区分黄油和手指,第二个年龄和性别表情的识别也有些不准确。在二楼的展厅中,展示了大福开发的,除了自动仓库之外的一些其他产品,像丰田汽车的零件选取辅助系统那样的人工物料选择辅助系统。电脑按照指令控制不同物料盒下的指示灯亮起并伴随显示数字,传送带下的电子秤用来防止选择错误种类的产品或者错误数量的产品。这不禁让我想起了当下在中国很有人气的盒马鲜生,为了实现盒马的3公里之内三十分钟的承诺,盒马团队用了一年半的时间,研发了一个全自动物流体系。我们进入盒马看到头上的那一根根链条就是这体系中的一部分,链条将袋子送到后场有分拣员分拣后送到负责运输的工作人员手中。虽然理想很丰满,但是现实是盒马中的传送带很少转过,并且根据网上的图片,结合贴吧上在盒马有工作经验的人的诉说,可以推断出盒马并没有引进这样的配货系统,并且部分门店还是在用人工地从货架上一个一个找的方式分拣。盒马研发的这套全自动物流系统没有大展拳脚有它自己的无奈,订单数量太少了。但是我觉得如果能引进大福的这种配货系统,完全可以根据门店订单的数量来灵活的调配当日分拣工人的数量,将人员用到别的地方去。

没有传送带和称重检错,很多时候还是在靠人工选取商品

图11 没有传送带和称重检错,很多时候还是在靠人工选取商品

总结:

    这次日本旅行到这也已经结束了,这十天,我们过的充实而快乐。既体验了日本企业的文化以及一些经营思想,同时也体验了日本的人文特色。在参观中,日本企业给我留下印象最深的两点,几乎为每一个参观的企业都共有的:一是环保,二是细致。几乎每一个企业展示的产品都或多或少会体现出它节能或者环保的一面,松下的员工抱着寻宝的心情,不断的将废旧的家电转化为新的资源;丰田通过对氢燃料汽车的尝试来减少石油对环境的危害,朝日啤酒利用废旧的塑料瓶制作员工的制服,努力减少白色污染;电装公司则利用减速再生系统,不断挑战汽车油耗的下限。除了节能之外,这些企业的产品在设计时考虑的都很全面,注重细节,注重人机结合,有时听讲解员说了之后,会有一种“连这都想到了”的感慨。这种细致,即使在平时使用时也难以察觉,但是一旦察觉到了,便会对这个品牌平添出几分好感,这就是细节的魅力。但是这十天以来,对我触动最大的还是王老师讲座上的那句话,虽然这的确是一个显而易见的事实,但是却没有人有勇气点破它,“中国的机械行业有任何一点超过日本吗?”....没有。承认自己技不如人的确是件不舒服的事情,但是我觉得与其因为落后而消沉,不如让它成为鞭策自己努力的动力。以上便是我这次赴日实践的报告,同时感谢与我们一同前去的两位老师,和为我们这次行程所默默付出的所有人。谢谢!

责任编辑:程玥
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