30 秒一台 PS4!揭祕鮮為人知的 Sony 機械人工廠

愛範兒 於 08/07/2020 發表 收藏文章

引用自 1994 年 PS 推出以來,Sony已經在全球贏得數億粉絲。但很少人知道,這款遊戲機的成功很大程度上歸功於這座與東京隔海相望的巨大白色建築物。

在一塊 31.4 米 x 6 米的區域中,32 台三菱工業機器人正傳承着傳統制造工藝,大約每三十秒就有一台 PlayStation(PS)4 下線。32 台工業機器人完成大部分組裝工作,只需四個人類從事少量工作。

該工廠最大成就之一是使用機器人將電線、膠帶和其他柔性部件連接到遊戲機中。32 台機器人中,有 26 台機器人專門從事柔軟部件的安裝。這種混合了自動化與人類的方案,正幫助Sony獲得投資回報。

在東京灣對面,千葉縣木更津市,有一家鮮為人知的Sony工廠。在一塊 31.4 米 x 6 米的區域中,伴隨着馬達嗡嗡聲,32 台機器人正傳承着傳統制造工藝,大約每三十秒就有一台 PlayStation(PS)4 下線。

自 1994 年 PS 推出以來,Sony已經在全球贏得數億粉絲。但很少人知道,這款遊戲機的成功很大程度上歸功於這座與東京隔海相望的巨大白色建築物。木更津工廠不僅是Sony重要生產基地,也是遊戲機生產智囊團隊所在地。

據報道,從今年開始,Sony將在這裏製造和生產兩代產品中四個不同遊戲機:PS4,PS4 Pro,PS5 和 PS5 數字版,以最大程度提升生產效率。鑑於 PS5 之於Sony未來十年市場戰略意義,木更津工廠也將成為Sony另一塊巨大資產和競爭籌碼。

▲ 位於木更津的高度自動化工廠,自 1994 年 PS1 出廠以來,該工廠已幫助生產了所有世代的 PlayStation 硬件。

Sony的搖錢樹:PlayStation

當你聽到Sony這個名字時,想到的第一件事是什麼?晶體管收音機?隨身聽?還是機器狗?如果你是電子遊戲的忠實擁護者,那麼,答案可能就是 PlayStation(PS)。

每個控制枱都是精密製造,每一個部件都是必須的,每一個設計都有其目的,PS 沒有多餘的設計。Sony機械設計部門負責人 Yasuhiro Ootori 曾説過,「如果你追求科技,(那麼),機械設備可以變成一種美學。」

1994 年,第一款 PS 誕生。通過 CD-ROM 高清視頻遊戲的方式,Sony顛覆了曾主導家庭視頻遊戲市場的任天堂,PS 也隨之成為Sony搖錢樹。2008 年,雷曼兄弟倒閉造成金融危機,Sony雖也遭受沉重打擊,但正是 PS 業務讓其挺過危機。


木更津工廠當前生產的 PlayStation 4 於 2013 年首次亮相,除了遊戲,還是電影和音樂的平台,甚至可用於虛擬現實遊戲。

儘管智能手機應用程序遊戲大受歡迎,但 PS4 一經推出,銷量卻穩定增長至超過 1 億台。與同行相比,它用最短時間達到了這一里程碑——軟件銷售總計約 12 億套。

在過去六年半中,PS4 創造了 10 萬億日元(合 930 億美元)的銷售額,利潤超過 1 萬億日元。2018、2019 年,PS 成為Sony最高收入來源,超過其半導體和金融領域營收。

▲ PS4

爆款背後:32 台機器人的自動化工廠

PlayStation 之父——工程師久多良木 (Ken Kutaragi) 不顧其他高管的反對而力推的遊戲機,終於在今天成為Sony工藝的典。而這背後離不開Sony全球製造與運營公司 (Sony Global Manufacturing & Operations,簡稱 SGMO) 與視頻遊戲部門Sony互動娛樂公司 (Sony Interactive Entertainment) 的通力合作,不斷將尖端技術引入這座工廠。

▲ 木更津工廠內部情況。多年來,工廠技術不斷得到改善,並被移植到全球合作伙伴工廠中。

工廠內部是一條 31.4 米長的生產線,於 2018 年完工。現在,每 30 秒就能生產出一台新遊戲機。在 31.4 米 x 6 米的區域中,一共有 32 台三菱電機工業機器人負責絕大部分生產過程。

現場僅有四位工人負責少量任務。兩人負責將裸露的主板輸送給生產線。另外兩人負責打包組裝完成的遊戲機。

裸露的主板,位於整條生產線起點。被工人送至流水線上後,藉由機器人實現移動。

▲ 被存儲芯片包圍着的主處理器 APU。

不久,白色機器手臂會從流水線的兩邊出現,開始連接電線和擰緊螺絲。他們不停地工作,猶如優雅的舞蹈。

最初,工廠安排了 80 多台機器人上崗,重新審視每一個流程後,他們發現這根本不實用。現在的工作方式是,一台機器人不斷重複着從右到左的動作,在移動過程中的每個位點上,與其他機器人合作,完成特定工作。

他們將各種備忘錄貼在這條生產線的多處表面,比如位於下方的流水線和機器人周圍的隔離上。這些備忘錄記錄着大量的試錯,並最終幫助工廠在 2018 年實現了整個流程的自動化。

「如果你長時間觀察它們,它們會開始變得像人類,」一名工程師對媒體解釋道。與舉起重物的大型機器人不同,小型機器人的精細動作類似於人類的手臂,而且帶有温度,而且,「可能沒有其他生產基地,能如此高效地使用這些機器人。」

▲ 主板通過機械臂來移動。

多虧了這些天才的工程師們,生產線才得以運轉。不過,該工廠最大成就之一是,使用機器人將電線、膠帶和其他柔性部件連接到控制枱上。要知道,馬斯克想要實現特斯拉工廠的高度自動化,最大障礙之一就是機器人對這些柔軟線纜的無能為力,他們甚至申請了「結構電纜」(structural cable)專利來解決機器人不善於佈線的挑戰,儘管對於人類來説,易如反掌。

Sony工廠的 32 台機器人中,有 26 台專門從事柔軟部件的安裝。Sony也將 PS4 設計得儘可能小巧,以至於軟性可摺疊部件可以安裝在遊戲機內部的小空間裏。

▲ 32 個機器人中,有 26 個專門從事柔軟部件的組裝。

▲ PS4 由很多柔軟部件的構成,比如天線電纜等,人工非常擅長做這些工作。

▲ 機器人用細長的手指抓取、彎曲和扭轉柔軟的部分。然後,用適當力度將這個部分巧妙地滑入連接器。

我們可以在披露的圖像中看到,一隻機械臂拿起一根電纜並握住它,另一隻機械臂抓住電纜的尖端,將之扭曲並調整角度,然後放入連接器。整個過程講求順序、需要力量和精度,人類可以在短時間內做到這一點,但對機器人來説卻是極其複雜的操作。

▲ 機器人會扭曲帶狀電纜並將其安裝到連接器中。

▲ 針對有些難移抓取移動的部件,機器人會首先將它們吸起來。

組裝完畢後,流水線將遊戲機送去自動檢測。

▲ 一隻機器人手臂從裝配線上抓取 PlayStation 4 遊戲機,並將其放在一個平台上進行測試

▲ 機器仔細檢測組裝完畢的遊戲機。

機器人仔細檢查完畢 PS4 後,再由機器搬離開。放置主機蓋,是 PS4 生產最後一步。機器一次抓取一台通過檢查程序的 PS4,將其放在軌道上,排列整齊地等待被裝好主機蓋。

▲ 最後一步,安置主機蓋。

▲ 每三十秒,下線一台 PS4。

▲ 32 台機器人貌似獨立工作,實則互聯。

與時俱進的Sony製造

除了開頭和結尾,整個過程實現了高度自動化。合理搭配機器人和人類勞動的投資,正在讓Sony享受回報。

「我創造了盈利的生產線,」SGMO 的總建築師 Hiroyuki Kusakabe 説。

當一款遊戲機的市場壽命接近尾聲時,其將不可避免地成為銷售量下降和價格競爭的犧牲品。通過不斷改進生產線,加快生產速度並消減成本,能夠讓生產線保持盈利。

事實上,自 1994 年Sony推出第一款機型以來,木更津工廠就攜帶着注重生產力 DNA。遊戲機設計師後藤泰宇 (Teiyu Goto) 在做設計時,就專注於打造一款易於批量生產的遊戲機。他甚至推動工廠裏的工程師不斷提升生產效率,而且這些精細的生產技術甚至被移植到了合約製造工廠中。


從更大的社會和經濟背景來看,Sony工廠對自動化的投入,也是為了應對勞動力成本帶來的困擾。勞動力成本仍然是競爭的重要籌碼,過去,降低這些電子產品生產成本的一個很重要因素在於遷移生產製造,獲取廉價勞動力。比如,二十世紀初,Sony與中國的電子製造服務商(EMS)建立密切聯繫,從事 PS 生產。

不過,自動化改變了公司的競爭方式。公司並非只能遷移到勞動力成本低的地方,也必須考慮靠近產品消費的地方,電力供應的穩定性和獲得資本的機會。技能水平差異、勞動力短缺造成的操作不規範,不再是問題。供應鏈已經進行了重組,現在,內部零件製造已成為企業運營的中心,而產品設計也在不斷變化,以適應生產過程的自動化。
除了設計,製造本身也正成為企業創新的觸發器。

參考資料:

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

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

本文來自微信公眾號「機器之能」,作者微胖,愛範兒經授權發佈。


資料來源:愛範兒(ifanr)

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