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30秒一台PS4:揭秘鲜为人知的索尼机器人工厂

机器之能 · 2020-07-06
我30秒都拆不了一台主机。

编者按:本文来自微信公众号“机器之能”(ID:almosthuman2017),作者:微胖,36氪经授权发布。

自1994年 PS 推出以来,索尼已经在全球赢得数亿粉丝。但很少人知道,这款游戏机的成功很大程度上归功于这座与东京隔海相望的巨大白色建筑物。

在一块31.4米x 6米的区域中,32台三菱工业机器人正传承着传统制造工艺,大约每三十秒就有一台PlayStation(PS) 4下线。32台工业机器人完成大部分组装工作,只需四个人类从事少量工作。

该工厂最大成就之一是使用机器人将电线、胶带和其他柔性部件连接到游戏机中。32台机器人中,有26台机器人专门从事柔软部件的安装。这种混合了自动化与人类的方案,正帮助索尼获得投资回报。

在东京湾对面,千叶县木更津市,有一家鲜为人知的索尼工厂。在一块31.4米x 6米的区域中,伴随着马达嗡嗡声,32台机器人正传承着传统制造工艺,大约每三十秒就有一台PlayStation(PS) 4下线。

自1994年 PS 推出以来,索尼已经在全球赢得数亿粉丝。但很少人知道,这款游戏机的成功很大程度上归功于这座与东京隔海相望的巨大白色建筑物。木更津工厂不仅是索尼重要生产基地,也是游戏机生产智囊团队所在地。

据报道,从今年开始,索尼将在这里制造和生产两代产品中四个不同游戏机:PS4,PS4 Pro,PS5和PS5数字版,以最大程度提升生产效率。鉴于PS5 之于索尼未来十年市场战略意义,木更津工厂也将成为索尼另一块巨大资产和竞争筹码。

位于木更津的高度自动化工厂,自1994年PS1出厂以来,该工厂已帮助生产了所有世代的PlayStation硬件。 

一 索尼的摇钱树:PlayStation

当你听到索尼这个名字时,想到的第一件事是什么?晶体管收音机?随身听?还是机器狗?如果你是电子游戏的忠实拥护者,那么,答案可能就是PlayStation(PS)。 

每个控制台都是精密制造,每一个部件都是必须的,每一个设计都有其目的,PS没有多余的设计。索尼机械设计部门负责人Yasuhiro Ootori 曾说过,“如果你追求科技,(那么),机械设备可以变成一种美学。” 

1994年,第一款PS诞生。通过 CD-ROM 高清视频游戏的方式,索尼颠覆了曾主导家庭视频游戏市场的任天堂,PS也随之成为索尼摇钱树。2008年,雷曼兄弟倒闭造成金融危机,索尼虽也遭受沉重打击,但正是 PS 业务让其挺过危机。 

木更津工厂当前生产的PlayStation 4于2013年首次亮相,除了游戏,还是电影和音乐的平台,甚至可用于虚拟现实游戏。 

尽管智能手机应用程序游戏大受欢迎,但PS4一经推出,销量却稳定增长至超过1亿台。与同行相比,它用最短时间达到了这一里程碑——软件销售总计约12亿套。 

在过去六年半中,PS4 创造了10万亿日元(合930亿美元)的销售额,利润超过1万亿日元。2018、2019年,PS 成为索尼最高收入来源,超过其半导体和金融领域营收。 

PS4

二 爆款背后:32台机器人的自动化工厂

PlayStation之父——工程师久多良木(Ken Kutaragi)不顾其他高管的反对而力推的游戏机,终于在今天成为索尼工艺的典。而这背后离不开索尼全球制造与运营公司(Sony Global Manufacturing & Operations,简称SGMO)与视频游戏部门索尼互动娱乐公司(Sony Interactive Entertainment)的通力合作,不断将尖端技术引入这座工厂。 

木更津工厂内部情况。多年来,工厂技术不断得到改善,并被移植到全球合作伙伴工厂中。 

工厂内部是一条31.4米长的生产线,于2018年完工。现在,每30秒就能生产出一台新游戏机。在31.4米x 6米的区域中,一共有32台三菱电机工业机器人负责绝大部分生产过程。 

现场仅有四位工人负责少量任务。两人负责将裸露的主板输送给生产线。另外两人负责打包组装完成的游戏机。 

裸露的主板,位于整条生产线起点。被工人送至流水线上后,借由机器人实现移动。 

被存储芯片包围着的主处理器APU。

不久,白色机器手臂会从流水线的两边出现,开始连接电线和拧紧螺丝。他们不停地工作,犹如优雅的舞蹈。 

最初,工厂安排了80多台机器人上岗,重新审视每一个流程后,他们发现这根本不实用。现在的工作方式是,一台机器人不断重复着从右到左的动作,在移动过程中的每个位点上,与其他机器人合作,完成特定工作。 

他们将各种备忘录贴在这条生产线的多处表面,比如位于下方的流水线和机器人周围的隔离上。这些备忘录记录着大量的试错,并最终帮助工厂在2018年实现了整个流程的自动化。 

“如果你长时间观察它们,它们会开始变得像人类,”一名工程师对媒体解释道。与举起重物的大型机器人不同,小型机器人的精细动作类似于人类的手臂,而且带有温度,而且,“可能没有其他生产基地,能如此高效地使用这些机器人。”

主板通过机械臂来移动。 

多亏了这些天才的工程师们,生产线才得以运转。不过,该工厂最大成就之一是,使用机器人将电线、胶带和其他柔性部件连接到控制台上。要知道,马斯克想要实现特斯拉工厂的高度自动化,最大障碍之一就是机器人对这些柔软线缆的无能为力,他们甚至申请了“结构电缆”(structural cable)专利来解决机器人不善于布线的挑战,尽管对于人类来说,易如反掌。

 索尼工厂的32台机器人中,有26台专门从事柔软部件的安装。索尼也将PS4设计得尽可能小巧,以至于软性可折叠部件可以安装在游戏机内部的小空间里。

32个机器人中,有26个专门从事柔软部件的组装。

PS4由很多柔软部件的构成,比如天线电缆等,人工非常擅长做这些工作。

机器人用细长的手指抓取、弯曲和扭转柔软的部分。然后,用适当力度将这个部分巧妙地滑入连接器。

我们可以在披露的图像中看到,一只机械臂拿起一根电缆并握住它,另一只机械臂抓住电缆的尖端,将之扭曲并调整角度,然后放入连接器。整个过程讲求顺序、需要力量和精度,人类可以在短时间内做到这一点,但对机器人来说却是极其复杂的操作。

机器人会扭曲带状电缆并将其安装到连接器中。

针对有些难移抓取移动的部件,机器人会首先将它们吸起来。

 组装完毕后,流水线将游戏机送去自动检测。

一只机器人手臂从装配线上抓取PlayStation 4游戏机,并将其放在一个平台上进行测试

机器仔细检测组装完毕的游戏机。 

机器人仔细检查完毕PS4后,再由机器搬离开。放置主机盖,是PS4生产最后一步。机器一次抓取一台通过检查程序的PS4,将其放在轨道上,排列整齐地等待被装好主机盖。

最后一步,安置主机盖。 

每三十秒,下线一台PS4。

32台机器人貌似独立工作,实则互联。 

三 与时俱进的索尼制造

除了开头和结尾,整个过程实现了高度自动化。合理搭配机器人和人类劳动的投资,正在让索尼享受回报。 

“我创造了盈利的生产线,”SGMO的总建筑师Hiroyuki Kusakabe说。 

当一款游戏机的市场寿命接近尾声时,其将不可避免地成为销售量下降和价格竞争的牺牲品。通过不断改进生产线,加快生产速度并消减成本,能够让生产线保持盈利。 

事实上,自1994年索尼推出第一款机型以来,木更津工厂就携带着注重生产力DNA。游戏机设计师后藤泰宇(Teiyu Goto)在做设计时,就专注于打造一款易于批量生产的游戏机。他甚至推动工厂里的工程师不断提升生产效率,而且这些精细的生产技术甚至被移植到了合约制造工厂中。 

从更大的社会和经济背景来看,索尼工厂对自动化的投入,也是为了应对劳动力成本带来的困扰。劳动力成本仍然是竞争的重要筹码,过去,降低这些电子产品生产成本的一个很重要因素在于迁移生产制造,获取廉价劳动力。比如,二十世纪初,索尼与中国的电子制造服务商(EMS)建立密切联系,从事PS生产。

不过,自动化改变了公司的竞争方式。公司并非只能迁移到劳动力成本低的地方,也必须考虑靠近产品消费的地方,电力供应的稳定性和获得资本的机会。技能水平差异、劳动力短缺造成的操作不规范,不再是问题。供应链已经进行了重组,现在,内部零件制造已成为企业运营的中心,而产品设计也在不断变化,以适应生产过程的自动化。 

除了设计,制造本身也正成为企业创新的触发器。

参考资料

https://vdata.nikkei.com/en/newsgraphics/sony-playstation/

https://asia.nikkei.com/Business/Companies/PlayStation-s-secret-weapon-a-nearly-all-automated-factory

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