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探訪中國智能智造工廠:小小的相機按鈕采用激光無縫焊接

激光制造網 來源:北京青年報2024-09-20 我要評論(0 )   

今年的iPhone 16最大的變化就是側邊的“相機控制”按鈕,這枚按鍵也代表著“高品質”與最先進的中國智造能力。9月18日,北京青年報記者來到位于江蘇省昆山市的立訊工廠...

今年的iPhone 16最大的變化就是側邊的“相機控制”按鈕,這枚按鍵也代表著“高品質”與最先進的中國智造能力。9月18日,北京青年報記者來到位于江蘇省昆山市的立訊工廠,近距離探訪這家“果鏈”工廠的組裝工藝流程。在中國,有數百家企業被納入“果鏈”,這也彰顯著中國制造產業的高端水平。

記者探訪國內果鏈工廠看高端智能制造

在位于江蘇省昆山市的立訊精密集團旗下的iPhone總裝產線工廠內,設置有許多不同的產線:比如前、后攝像頭等都是獨立的產線,而各個存儲容量大小的iPhone也有獨立的產線。此次,我們參觀的是中框組裝線、相機控制按鈕的裝配流程、以及包裝線和智能倉庫。

一進入生產線,就看到一排排機器人在整理地忙碌著,通過發展標準化和模塊化的自動化產線,工廠實現了超高精密制造工藝。在 iPhone 的組裝過程中,會運用到了貼、壓、焊、扣、等十余種技術工藝,工廠創新的三明治式組裝結構,為模組的集中生產創造了更大的可能性。

由于手機設備的體積關系,這些機器人相比汽車等產線的機器人也小了很多。每臺裝配中的手機都被安置在一個大小剛好的滑車中,這樣,手機就可以順利地被自動運輸到不同的流水線工序中、比如中框組裝自動化產線上就有散熱片、緩震泡棉、電源鍵、音量鍵等零部件,通過不同功能的機器人一道一道被組裝完成。在一些產線,機器人會做完一側產線產品的工序后,回頭繼續做另一側產線產品的相同工序,爭分奪秒提高效率。

北青報記者看到,相機控制按鈕則是“螺獅殼里做道場”的典范。這是今年最新加入的實體按鍵,無縫集成了多種組件。

工程師展示的“相機控制模組”是一個長條形的、軟性的零件,它像葉片一樣薄,寬度與按鍵差不多,長度大約有半個iPhone的側邊長。要在這么小的空間內,加入實現點按體驗的觸感式開關,放入支持輕按手勢的高精度壓力傳感器,以及提供觸摸交互的電容傳感器等等多個組件,簡直不可想象。

“這里容納了9個不同的機械和電氣組件,和諧地組裝在一起工作,提供了絲滑的相機體驗,并符合 Apple 嚴格的耐用性標準”,現場工程師介紹表示。

與此同時,iPhone 16還擁有“史上最窄邊框”,最窄的iPhone 16 Pro Max邊框寬度為1.15mm,其中最寬的iPhone 16 Plus也僅有2.06mm,相比上一代的縮小了0.3-0.4mm。也就是說,在增加了一個按鍵的同時,手機的邊框還變窄了這么多。

這枚按鍵也代表著“高品質”與最先進的中國智造能力。據介紹,相機控制的焊接工藝率先采用了激光無縫焊接的方式,通過多個方向的推塊和壓塊確保無縫焊接;自動化設備在焊接完后,對按鍵與側邊框的高度差進行自動檢測,以確保按鍵品質的穩定性。

據產線上工程師介紹,世界上沒有兩片相同的葉子,但是用戶拿著任意兩臺iPhone,在按下這個相機控制的按鍵時,他們的感受和體驗需要是相同的,這就是因為,每臺iPhone安裝的按鍵間隙墊片都是機器人專門為其挑選的。北青報記者看到,產線的機器人會首先通過高精度的三維激光系統,測量出公差值,再從旁邊待用的墊片中,挑選出一枚厚度最合適的,以確保極致手感的一致性。

“它是一個非常整合的技術創新,在這一方小小的按鈕當中有許多的組件,它們相互配合來實現創新的功能。比如力度感應器,可以去區分輕按和全按;觸感式的開關,按下去的感覺就像按機械快門一樣;電容式的感應器,可以識別用戶手指的滑動等操作。而它們之間還會互相配合,識別用戶的真實意圖。比如電容式感應器,會利用力度感應器所給出的數據,知道用戶想做什么,從而防止誤操作。”Kaiann說,“對于蘋果來說,這也是第一次把高精度壓力傳感器、電容式感應器和觸感式開關等等都整合在這么一個小小的按鈕設計當中。”

當手機全部組裝好后,北青報記者看到,包裝產線上的自動化分盒設備能夠實現 iPhone 16 Pro 系列 4 種顏色多種類型配置的智能選??;說明書組裝工站上,通過視覺機器判斷來引導實現多國別的說明書的自動組裝;自動裝箱設備能夠同時滿足多個不同國別要求的生產、兼容不同數量的包箱方式,同時利用軟件和機器視覺建立智能的防錯平臺,確保產品組裝零失誤。

在這里,通過搭建智能管理平臺,工廠可以實時追蹤生產運營情況,利用大數據模型來分析設備和人員的產出以及品質的穩定性。通過實時、精準的數據傳輸,工廠顯著縮短了產品交付時間,提升了物流效率。

不少果鏈公司憑借優勢布局其他產業

這家工廠只是立訊精密集團旗下的眾多工廠中的一家,除此外,天眼查數據顯示,立訊精密旗下持股超過50%的子公司有近40家,分別位于昆山、東莞、常熟等多地。

立訊精密10多年前成為蘋果的供應商,起初先是為蘋果做連接線、轉接口等零配件;2017年開始,它開始幫蘋果公司組裝耳機AirPods。

“AirPods 小小的耳機中就有幾百個器件。立訊精密將超凡的精良工藝融入了AirPods的制造”,2017年,蘋果CEO蒂姆·庫克在到訪立訊精密時就曾表示。

隨后,蘋果將更多的產品交給立訊精密:2020年,立訊精密首次組裝了iPhone,這次它拿到的是iPhone 12 mini訂單;到了2021年,它的訂單涉足了iPhone的Pro系列。到今年,剛剛發布的 iPhone 16 的全系列機型,Apple Watch Series 10、黑色鈦金屬外觀的 Apple Watch Ultra 2, AirPods 4 以及之前發布的Vision Pro等,立訊精密均為蘋果公司的供應商之一。

“立訊有幾千名自動化的工程師組成的團隊,這使得他們不僅是組裝,包括零件、模組等都有很好的垂直整合。在零件模組和系統組裝上面,可以在新產品上非常迅速地應對我們設計和生產上的一些要求。而我們Apple也是上千名工程師團隊,參與到整個零件模組和系統的研發,測試和制程開發,很多工程師是從早期的產品開發階段,就進駐到現場,包括工廠、供應商的實驗室等,共同研發”,崔玉善告訴北青報記者。

目前,立訊精密是蘋果手機三大組裝廠商之一。有數據統計顯示,立訊精密在被納入“果鏈”后飛速發展,也是和蘋果一起成長的一家公司。2018—2020年,公司每年的營收增速甚至都逼近50%,凈利潤也在大幅增長。此后受到海內外疫情等影響有所放緩,但是仍然延續增長態勢。最新財報顯示,立訊精密2024年上半年營業收入1035.98億元,凈利潤53.96億元,同比增長23.89%。

其它不少果鏈公司的情況也與之類似。不過,北青報記者看到,與此同時,立訊精密也在布局其他新業務,如新能源車和通訊等,上半年通訊和汽車業務的營收分別增長21.65%和48.30%。多家果鏈公司也在不斷并購小工廠、擴大產能,并尋求打開新的增長點,而蘋果為其先進的生產制造能力進行背書,在進入新行業時也更容易受到下游公司認可。

國內公司紛紛自主研發智能制造設備

根據蘋果披露的消息,蘋果擁有全球超過50個國家和地區的數千家企業和工廠。

在中國,也有數百家企業被納入“果鏈”。2023年蘋果主導的供應商審核為893家,比2022年的808家增長超過10%。蘋果每年只公布前200名供應商名單,盡管中國廠商的名單在每年變化,但是頭部的廠商如立訊、藍思、比亞迪等,仍然以其智能制造方面的優勢牢牢占據著大量的市場份額,為全世界國家生產包括iPhone等各類產品及組件。

比如在今年年初,蘋果公司CEO庫克來到中國時,就專程召開了一次小型的供應商分享會,了解來自中國供應商先進的生產制造工藝,其中有不少都是中國企業自主研發的。

比亞迪當時展示了其 iPad 結構件及組裝業務的產線設計。在該產線的關鍵工序?數控機床中使用數據模型,能夠實時捕捉大的數據并加以分析判斷,從而大幅提升制程能力。還有一款logo 組裝機是比亞迪在 iPad 項目中自主研發的自動化組裝設備。該 logo 組裝機一改傳統的人工對位和組裝方式,通過高檢測精度的視覺組件,對 iPad logo進行識別、選配和組裝,同時具備自檢功能和壓力監控,從而保證組裝精度和組裝良率。

公開信息顯示,來自廣東的比亞迪 2008 年成為 Apple 的供應商合作伙伴,起初為 Apple 提供金屬外殼的加工,目前它為 iPhone、iPad、Apple Watch 等多條產品線提供玻璃、結構件和組裝業務。

來自湖南的藍思科技當時也給庫克展示了自己的先進生產線。藍思2006年成為蘋果供應商合作伙伴,為初代 iPhone 生產玻璃防護屏。目前它為 iPhone 等多條產品線生產玻璃、金屬外殼等零配件,也是 Apple Vision Pro的玻璃供應商之一。

藍思自主研發的激光導航 AGV,可靈活切換于各類不同場地。同時底盤上也可安裝力控機械臂并配合傳送接駁機,構成復合機器人。不僅如此,它還可實現多臺 AGV 協同作業,極大提升效率。藍思自動外觀檢測設備看似簡單,實則是在生產過程中結合使用 iPhone 、iPad Apple 主流產品進行檢測。iPhone 高端的相機和芯片,取代了傳統的工業相機和計算機主機,而 iPad 則提供可實時切換的多種光源背景,取代了傳統外觀檢測工藝上所用的單應用光源背景。該應用實踐了一種智能、輕便,且具備靈活適應能力的自動外觀檢測概念。

此次iPhone 16發布會定檔后,蘋果的中國供應鏈股價就跟著漲了一波。

中國銀河證券研報表示,在“手機功能創新+外觀升級+換機周期”三重因素共同推進下,蘋果手機有望迎來換機新周期。疊加蘋果AI的生態化布局,未來三年蘋果產業鏈有望持續超預期,“看好供應鏈相關公司的業績成長”。

文/北京青年報記者 溫婧


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