德國(guó)為保持在制造業(yè)的領(lǐng)先地位，在2013年提出工業(yè)4.0概念。有意思的是，中國(guó)制造業(yè)界和投資界對(duì)工業(yè)4.0的熱情程度超過(guò)了德國(guó)人。近一年來(lái)，國(guó)內(nèi)幾乎每天都有工業(yè)4.0相關(guān)主題的演講、論壇和沙龍，業(yè)內(nèi)業(yè)外都在熱烈討論工業(yè)4.0。按其熱度，似乎工業(yè)4.0馬上要落地，真實(shí)的工業(yè)4.0到底距離我們還有多遠(yuǎn)？

    2015年4月，IHS公司帶了一個(gè)制造業(yè)和投資考察團(tuán)參觀了漢諾威展會(huì)，拜訪了德國(guó)的一些代表性的企業(yè)，如機(jī)器人公司KUKA、金屬3D打印公司EOS、寶馬汽車，以及一些新興的無(wú)人機(jī)企業(yè)。歐洲之行后又參加日本的Tech Frontier（一年一度的日本電子、機(jī)械零配件及材料博覽會(huì)）展會(huì)，并拜訪了日本產(chǎn)綜研AIST、機(jī)器人協(xié)會(huì)、日立、三菱和野村等企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)。這些企業(yè)和組織都是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的主體機(jī)構(gòu)。

    通過(guò)感觀見聞對(duì)比發(fā)現(xiàn)，德國(guó)和日本這兩個(gè)制造強(qiáng)國(guó)對(duì)工業(yè)4.0的態(tài)度，有諸多相似之處，我們對(duì)工業(yè)4.0的認(rèn)識(shí)也更為清晰了，不能一提工業(yè)4.0就是C2B（消費(fèi)者到企業(yè)）或者C2M（顧客對(duì)工廠）。筆者將此以隨筆的形式記錄下來(lái)。

數(shù)字工廠和人機(jī)是亮點(diǎn)

    西門子的戰(zhàn)略很清晰，在漢諾威展會(huì)上的標(biāo)語(yǔ)就是“On the way to Industrie 4.0-Driving the Digital Enterprise” ——工業(yè)4.0就是要實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。

    話雖如此，但德國(guó)人首要的突破口是數(shù)字化工廠，為什么不是自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化呢？

    德國(guó)企業(yè)在生產(chǎn)自動(dòng)化上已經(jīng)達(dá)到很高水平，同樣的，日本企業(yè)的精益生產(chǎn)方面也有很高水平，但兩相比較，德國(guó)并不占太大優(yōu)勢(shì)。德國(guó)企業(yè)要想獲得領(lǐng)先，必須有新突破，而網(wǎng)絡(luò)化涉及的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)太多，整合難度較大，需要很長(zhǎng)時(shí)間。所以目前的突破口只有選在數(shù)字化工廠。西門子在本屆漢諾威工業(yè)展上還強(qiáng)調(diào)，做數(shù)字化工廠要注意積累專業(yè)的行業(yè)知識(shí)和服務(wù)，而每個(gè)行業(yè)、乃至每個(gè)企業(yè)，它們的行業(yè)特點(diǎn)和能提供的服務(wù)都有所不同，這就意味著每個(gè)行業(yè)甚至每個(gè)企業(yè)實(shí)踐工業(yè)4.0的路徑都可能會(huì)不一樣。

    數(shù)字工廠既包含產(chǎn)品的數(shù)字化，也包含生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化，以及全生命周期的數(shù)字化。西門子推廣工業(yè)4.0，不會(huì)忘記推銷自家現(xiàn)成的軟硬件產(chǎn)品和方案，其涵蓋從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、工藝工程、生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全套數(shù)字化軟件方案，也提供了可資參考的德國(guó)安倍格市的數(shù)字化工廠樣版。

    漢諾威展會(huì)分大小年，2015年是漢諾威工業(yè)展的大年，包含工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)傳動(dòng)兩部分，27個(gè)展館全部開放，要想走馬觀花地走完全部27個(gè)展館，一般人的體力很難勝任。由于工作需要，我從2010年開始幾乎每年都參觀漢諾威，基本都要走完全部27個(gè)館。很多公司每年都有固定的展臺(tái)位置，參展的展品從外觀上看沒有太多變化，連展臺(tái)的裝修和內(nèi)容都和往年差不多。一方面說(shuō)明工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)日趨成熟，變化不多。另外也說(shuō)明對(duì)于一些基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化原件，做到精益求精就足夠了，無(wú)需大修大改。

    數(shù)字工廠展館是從2012年才開始設(shè)置的，本屆漢諾威展會(huì)的數(shù)字工廠展館比往屆更大，參展廠商更多。眾多的工業(yè)軟件公司展示了自己的軟件和方案，如SAP的未來(lái)工廠方案，多家工業(yè)4.0聯(lián)盟企業(yè)也展示了模塊化生產(chǎn)線的概念。

    除了數(shù)字工廠，機(jī)器人展館是本屆漢諾威工業(yè)展的另一大亮點(diǎn)。而機(jī)器人展館最火的是ABB、KUKA和Fanuc展出的協(xié)作機(jī)器人。

    為了工人安全，一般工業(yè)機(jī)器人的工作區(qū)與工人隔離開，機(jī)器人像野獸一樣被關(guān)在籠子里。同時(shí)，還安裝了很多機(jī)器安全設(shè)備，如安全繼電器、安全地毯、安全光幕、急停開關(guān)等，以防止對(duì)人身產(chǎn)生傷害。而本屆漢諾威展出的協(xié)作機(jī)器人可以和工人一起協(xié)同工作，無(wú)需安全護(hù)欄，顯然參展企業(yè)認(rèn)為自己的機(jī)器人沒有安全隱患。

    現(xiàn)場(chǎng)的KUKA LBR IIWA機(jī)器人為觀眾倒啤酒，從拿杯子、開瓶、倒啤酒，動(dòng)作流暢靈活，一氣呵成。KUKA的LBR IIWA機(jī)器人有七個(gè)軸，特別適用于電子、醫(yī)藥、精密儀器等行業(yè)，這些行業(yè)對(duì)柔性、靈活度和精準(zhǔn)度要求較高。

    這些機(jī)器人之所以有較好的人機(jī)協(xié)作，是因?yàn)檫@些機(jī)器人所有的軸都具有碰撞檢測(cè)功能和關(guān)節(jié)力矩傳感器，在它碰到人時(shí)會(huì)自動(dòng)減速或停止，工人也可以輕易地推開它。在安裝工件時(shí)，它還能模仿人類的裝配動(dòng)作，它可以像人類一樣用鑰匙開門，它將鑰匙插入鑰匙孔一樣，上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)，感覺反饋回來(lái)的力矩，找到合適的角度進(jìn)行裝配。加之機(jī)器人具有較輕的機(jī)身，動(dòng)作都較為溫和，對(duì)人不易產(chǎn)生傷害。

    德國(guó)機(jī)器人公司KUKA將今年的創(chuàng)新大獎(jiǎng)?lì)C給了ReTeLINK機(jī)器人，這是由意大利的研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的項(xiàng)目，在LBR IIWA 機(jī)器人和一個(gè)外骨骼機(jī)器手臂間通過(guò)位置傳感器等多種傳感器建立通訊連接，人穿上外骨骼機(jī)器手臂后，就可以通過(guò)機(jī)器手臂的運(yùn)動(dòng)指揮IIWA做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。由于是雙向控制，反過(guò)來(lái)也可以由LBR IIWA指揮外骨骼機(jī)器手臂運(yùn)動(dòng)，這樣病人或者行動(dòng)不便的人戴上外骨骼手臂之后，就可以在IIWA的指揮協(xié)調(diào)下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

    ABB也用很大的展臺(tái)展示其協(xié)作機(jī)器人YUMI，這是一臺(tái)雙臂機(jī)器人，每個(gè)手臂有7軸，行加靈活，工作范圍大，敏捷且精確自主。YUMI裝備了很多機(jī)器視覺產(chǎn)品和傳感器，能自己觸摸到小型零部件后通過(guò)傳感器來(lái)感知并完成相應(yīng)動(dòng)作，并且保證一定的操作精度（準(zhǔn)確到0.02毫米），相當(dāng)于人手能感覺到的最小縫隙。這樣的能力使得YuMi能夠輕松組裝各種小件，比較適合手機(jī)、平板電腦以及臺(tái)式電腦零件的裝配與生產(chǎn)操作。

    根據(jù)IHS公司的研究報(bào)告，目前工業(yè)機(jī)器人85%以上的應(yīng)用都在汽車相關(guān)行業(yè)，而汽車行業(yè)已經(jīng)成熟，未來(lái)機(jī)器人的應(yīng)用增長(zhǎng)空間有限。目前ABB和KUKA大力推廣協(xié)作機(jī)器人是將目光投向了潛力更大的3C制造，該行業(yè)需要應(yīng)用更多的協(xié)作機(jī)器人。

    很多日本機(jī)器人廠商也在漢諾威參展，包括Fanuc、Yaskawa，、SanyoDenso等。相比于ABB和KUKA大張旗鼓地推廣協(xié)作機(jī)器人，F(xiàn)anuc展出的協(xié)作機(jī)器人相當(dāng)?shù)驼{(diào)，在一個(gè)小小的展臺(tái)展出，F(xiàn)anuc的機(jī)器人一般都是黃色的，而這臺(tái)Fanuc的協(xié)作機(jī)器人卻是綠色的，以示區(qū)別。

    除了人機(jī)協(xié)作，還有M2M（Machine to Machine）協(xié)作，通過(guò)機(jī)器人之間的通信，自我組織自動(dòng)化生產(chǎn)，這樣可以獲得更高的效率。

    我們還在展會(huì)上看到4架無(wú)人機(jī)共同協(xié)作，它們拖了網(wǎng)兜去接拋過(guò)來(lái)的球，這種機(jī)器之間的協(xié)作，某種程度上擁有了連接的智能。