CR认证助力新时达机器人产业质量提升

一、上海新时达机器人有限公司简介:

上海新时达机器人有限公司是专业从事机器人、机器人配件及周边配套自动化设备和产品、智能制造装备及系统的研发、生产、销售的高科技公司。上海新时达机器人有限公司是上海新时达电气股份有限公司(证券代码:002527)全资子公司,新时达创立于1995年,注册商标STEP,是国家重点支持的高新技术企业、全国创新型企业,上海市知识产权示范企业、上海市专利示范企业,拥有国家级企业技术中心,在中国和德国设立有研发中心与制造中心,设有国家级博士后科研工作站,技术中心实验室通过CNAS及UL目击试验认证。公司核心技术来源以自主研发为主,辅以产学研联合开发。公司设有国家博士后科研工作站和国家企业技术中心,并成立了新时达-哈尔滨工业大学联合研究中心。通过自主创新已拥有专利135项和软件著作权88项,其中发明专利42项。

新时达工业机器人的核心零部件研究始于2009年,获得上海市政府大力支持,其中“六自由度工业机器人”获2012年上海市重大技术装备研制专项支持;“工业机器人专用伺服系统”获2013年上海市重大技术装备研制专项支持。

随着新时达工业机器人产品的成熟与系列化,同时为了满足市场需求,2013年在中国上海建立了年产能2000台的生产基地,如图1、图2;2014年,成立了上海新时达机器人有限公司。公司现设有研发、制造、营销以及技术服务四大中心,其中研发团队近百余人,全部为硕士及硕士以上学历,研发能力覆盖机器人机械结构、控制系统硬件平台、伺服控制器系统和机器人软件系统平台开发等机器人核心技术领域,并建有完善的机器人测试体系。目前公司拥有除了减速器、电机外的所有工业机器人核心零部件的研发与制造能力,包括:控制器、伺服、软件和算法、机器人本体。已经设计和开发出6公斤、8公斤、18公斤、25公斤、50公斤、275公斤等系列化工业机器人产品,主要应用在焊接、装配、搬运、打磨抛光、包装等行业。2017年预计全年销售各类机器人2000台以上。

图1 机器人工厂

图2 工厂内景

二、第三方检验检测以及自身检验检测设施建设的情况

公司自身检验体系建设:

质量是企业的生命,新时达自成立以来一直重视产品质量的管控,伴随机器人产品的研发,公司也一直着力建立完善的工业机器人检测标准和方法。

2013年,新时达机器人研发之初,国产机器人检测体系仍处于空白期,在国内企业普遍对机器人测试相关技术补射入的情况下,公司只能依靠对为数不多的几份国标研究,如《JBT 10825-2008 工业机器人产品验收实施规范》、《JBT 8896-1999 工业机器人验收规则》等,逐渐摸索测试的方法,依托新时达集团原有的企业技术中心的检测能力,公司购置或者自制各类测试设备,建立了相对齐全的检测标准。测试项目涵盖功能、性能、环境条件、EMC电磁兼容性、连续运行可靠性等多个测试项目,如图3、图4。并根据标准要求,将测试项目区分为型式试验和出厂测试,对研发样机和批量产品分别检验,保证产品体系和效率。2014年新时达公司专门成立测试部,建立标准的测试流程和监督机制,保证每一台机器人出厂之前都经过完备的测试。

图3 新时达机器人测试项目

随着公司发展,产品测试体系从无到有,从对国标项目的简单照搬执行到分析研究每一个项目与相关质量问题的关系,逐渐形成了一套有新时达特色的产品测试体系。目前,公司正以打造国内最好的机器人品牌,建设最先进的测试体系为目标,朝着测试实用、科学、高效的方向,围绕着研发测试、零部件测试、装配测试、整机测试等几个主题,继续建设完善、发展自有工业机器人测试体系。

图4 主要测试设备

企业利用第三方检验检测:

受限于公司本身检测资质和检测设备的限制,公司也会委托第三方对产品进行检验测试,在缺乏认证机制的情况下,机器人产品的测试得到了检测机构的极大支持和帮助,测试结果如图5。

2014年,公司委托上海计量测试技术研究院,对我司SR型机器人进行EMC相关测试。上海计量测试技术研究院主要是针对汽车产品进行相应的测试,曾对国外品牌机器人进行过测试,此次对国产工业机器人检验尚属首次。整个测试过程还算顺利,但是因为公司本身的EMC测试暗室对3米,而计量院暗室为10米,测试环境的变化导致其中一项一直不能通过,经过两天一夜的检查,最终排除问题通过测试。期间计量院的工作人员给了我们极大的支持和配合,凭借他们的专业知识和经验给我们诸多改善意见。此次检测让我们受益匪浅,让我们意识到自身检测水平的不足,以及由此带来的产品设计的缺陷,为后期产品的改善和质量提升给了极大的帮助。

2015年,公司委托上海电气设备检测所对我们SA1400机器人进行全面的机器人型式试验检测。此次检验项目全面,对上海电气设备检测所和我公司都属首次,与其说是一次委托检验,不如说是双方合作对机器人整机检验的一次探索。整个检测过程分为现场测试和实验室测试两种。一部分依靠我公司现场有设备,通过现场监督的方式,记录检测过程和数据完成测试,另一部分项目,如EMC、振动测试等在检测所进行。整个测试过程历时两周,一方面暴露出我司产品的部分问题,,明确了很多产品改善方向;另一方面,整个测试过程中,双方不断对各个项目的来源、相应国标的意义、测试方法和关键数据进行确认,并最终达成共识,这方面对我公司自有测试体系的持续改进也有重大意义。

图5 检测报告

目前,我公司与上海计量测试技术研究院、上海电气设备检测所等专业的第三方测试机构在机器人检验领域等方面都保持着密切联系,双方经常会在机器人检测方法、检测设备、自动化检测等方面进行相关合作和技术讨论。

三:CR认证历程

认证动因:

除了必要的产品检验保证产品质量外,STEP是最早关注机器人认证的公司之一,也是第一批同电科所合作开展认证的公司。“无规矩不成方圆”,从整个行业发展来看,如果工业机器人行业在一开始的发展中,没有一个合理的规划,那么就会陷入低技术、拼资本的恶性循环中,对整个行业的发展非常不利。CR认证的出现,为工业机器人行业的准入制定了一个基础的门槛,也为客户在市场上选择机器人提供了一个可靠的参考,对于整个工业机器人的行业具有非常巨大的推动作用。

认证历程:

STEP从电科所开始制定标准之初,就积极参与其中,在2015年11月,电科所在完成前期调研和测试之后,第一次组织认证申请,新时达高度配合电科所进行认证标准、测试方法的探讨。

当时,机器人认证仅针对安规测试和EMC测试两大部分。在做安规测试时,发现在耐压测试项目上,我司的机器人在厂内测试可以通过,但是使用电科所的设备却始终不通过,而且,其他厂家也陆续发现通不过该项测试。针对该问题,我司专门派人取来厂内的设备现场进行测试,并使用电科所老型号的设备也进行验证,最终发现,原来是电科所为了配合本次机器人验证,专门采购了新型号的耐压设备,而该设备在出厂时没有针对机器人进行专业的设置,重新调整设备后,该问题消失。

在第一次认证过程中,最困难,也是最阻碍各大厂家的测试项目是EMC测试中的辐射发射测量,每个厂家在这一项上均折戟成沙,为了通过这一项,各大厂家相互探讨,互相分析,并请来了滤波器的厂家进行帮忙,共同努力查找问题的原因。由于电科所场地有限,后来,我司同广州数控又转移到自动化所进行整改。当天,机器人拉到自动化所已经是晚上九点,在进行了一系列的整改测试后,我司领导张敏梁博士在看到实际困难后,主动向自动化所寻求资源协助,把该所一名已经休息了的老工程师找来,在该工程师的帮助下我们找到了对外辐射的关键点,在该点增加相应的磁环后,最终通过了该项测试。结束之前,老工程师对我们说,今晚的整改仅仅是权宜之计,后续希望我们能针对该问题从设计上进行相应的整改,另外,磁环使用的数量也非常多,这主要是现有的磁环频段不匹配,应该根据辐射的频段来选择磁环,这样可以减少磁环的使用量,节约成本。我们深深的被老工程师认真负责、一丝不苟的精神所感动,当时已是凌晨两点,我们这些小年轻都已经疲惫不堪,更不要说一位上了年纪的老人,但,老工程师依然不放弃,非常有耐心的分析数据,查找问题,一点点整改,最终解决了辐射超标的问题,从老工程师的身上,我们不仅学到了辐射整改的方法,更学到了对待工作认真负责、一查到底的工匠精神。

图6 认证证书

2016年9月,电科所举行了第二次机器人认证,本次认证相较第一次更为规范、严格,不仅包括产品的型式试验认证,还增加了工厂生产能力的检查认证,但是由于有了第一次认证的经验,产品型式试验认证要远比第一次顺利,由于我司自己拥有EMC测试的实验室,所以,在厂内已经全部验证了机器人的各项测试,其中辐射发射量测试的裕量在6db以上,因此,产品的所有验证在电科所一次性的通过。但是,工厂检查属于第一次,所以工厂内的各项资料准备、工厂生产流程的整理均没有经验,好在电科所的检查人员非常的耐心细致,对我们不清楚的检查点不厌其烦的进行讲解,并提出了相应的整改方法,让我们清楚问题的原因。当完成整改,通过检查后,发现我司的工厂生产流程、产品变更流程更为清晰、严谨,对于产品的一致性、质量从制度上的有了保障。

四、CR认证带来的质量改善

新时达机器人作为国产机器人的代表品牌,控制器软硬件、伺服控制器、本体机构等核心技术、零部件全部自主研发,一直以零部件自主化程度高为特点,但是较多的自主设计模块导致了较高的产品涉及缺陷,尤其是机器人本身涉及软件、硬件、电气等诸多方面,多方面的耦合,质量问题也随之而来。从2014年,新时达机器人大规模出货上市之后,产品质量问题一直困扰着公司各个部门。产品可靠性成了用户对STEP产品的主要诟病之一。质量问题发生偶然,原因难易分析,根源不明。如何改善质量?提高可靠性成了公司全员关注的重点问题。

此次CR认证,对公司质量提升有着极大的意义。

首先,能够作为首批通过认证的国产机器人厂家,说明我公司的产品质量值得信赖,这对全体员工是极大的激励,也增加了客户对新时达机器人的信心和信赖,为公司树立了良好的品牌形象。

其次,整个CR认证过程就是一次产品改善的过程。认证给了我们与业内同行针对产品检验和质量问题沟通的机会,各个厂家相互对比学习,互相交流关于质量提升的经验和方法,丰富了我们产品可靠性提升的思路。同时检测过程中,面对异常问题,各个厂家各显神通,各种先进的方法手段轮番上阵“展示”,检测方也凭借多年的检测经验为提供改善意见,着实给我们上了一堂生动的质量问题改善课程。

再次,在认证之前,安全虽然是机器人最重要的环节之一,但对于安全功能的设计,缺乏统一的标准和要求,我公司是结合部分标准、客户需求、用户习惯等设计机器人安全功能,各个类型控制系统的安全功能设计五花八门,功能不统一,产品规格多也导致对售后技术要求的提高,增加售后成本。而此次认证从安全功能的定义上明确了方向,直接提高了产品的规范性和统一性,而且售后难度降低,也间接降低了产品的维护成本。

认证通过后,我们公司的产品针对认证过程中的问题和改善意见,对产品进行批量的整改。自整改之后的这段时间,可以明显感觉到困扰我们的质量问题在逐渐减少,质量费用明显降低。如201414-2016年之间,因电控系统漏电导致客户现场跳闸的问题大概有12起,基本上每个带漏电保护的现场都会存在跳闸隐患,轻则造成设备停机,重则使得客户整个厂房跳闸停止工作,而处理一起类似的故障,需要人员费用出差费用3000元、设备费用1000元左右。此次CR认证使得我们重新思考控制系统的电气设计,重新选型,降低漏电流,2017年之后出厂产品全部采用新的电气系统,虽然单个产品质量有所上升,但是至今未发生一次因此类问题带来的投诉和售后服务,该部分的质量成本基本为0,更关键的是改善了客户体验,维护品牌形象。2015年6月,公司第一台SA1400机器人试用样机送抵广东某机器人应用公司,该公司在使用过程中发现产品漏电、断电跌落等问题,虽然功能上满足其使用要求,但可靠性不足,质量问题频发,导致与我公司的合作一直搁浅,两年来基本没有进展。而通过CR认证后,我公司也确实认识到问题的严重性并找到了解决办法,遂去广东对现场机器人按照CR认证要求,进行了一次彻底的整改。经过半年的试用,2017年6月份,该公司与我司签订合同,一次性订购200台新时达机器人。

通过CR认证,降低了整体运行成本,规范了产品功能,提升新时达机器人的客户口碑,对公司产品的质量提升起到了立竿见影的效果。公司在今后的产品开发过程中也会从研发设计、生产制造、质量检验等方面,全面考虑CR认证的要求,虽然认证不是最终目的,但是认证间接协助我们实现了最终目的,使我们更好的服务客户,满足客户。

五、建议和意见

产品认证过程:

1. 标准更加完善,最好能出台机器人专用的标准,能包含机器人的种类,运动状态等信息;

2. 提升测试人员的技能水平,针对不通过的项目,希望能协助整改;

3. 机器人应具备的基本功能的指导意见,根据出台的标准,要求市场准入的机器人应具有的基本功能。