德國為保持在制造業(yè)的領(lǐng)先地位，在2013年提出工業(yè)4.0概念。有意思的是，中國制造業(yè)界和投資界對工業(yè)4.0的熱情程度超過了德國人。近一年來，國內(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公司帶了一個制造業(yè)和投資考察團參觀了漢諾威展會，拜訪了德國的一些代表性的企業(yè)，如機器人公司KUKA、金屬3D打印公司EOS、寶馬汽車，以及一些新興的無人機企業(yè)。歐洲之行后又參加日本的Tech Frontier（一年一度的日本電子、機械零配件及材料博覽會）展會，并拜訪了日本產(chǎn)綜研AIST、機器人協(xié)會、日立、三菱和野村等企業(yè)和研究機構(gòu)。這些企業(yè)和組織都是實現(xiàn)工業(yè)4.0的主體機構(gòu)。

    通過感觀見聞對比發(fā)現(xiàn)，德國和日本這兩個制造強國對工業(yè)4.0的態(tài)度，有諸多相似之處，我們對工業(yè)4.0的認(rèn)識也更為清晰了，不能一提工業(yè)4.0就是C2B（消費者到企業(yè)）或者C2M（顧客對工廠）。筆者將此以隨筆的形式記錄下來。

數(shù)字工廠和人機是亮點

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

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

    德國企業(yè)在生產(chǎn)自動化上已經(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，德國并不占太大優(yōu)勢。德國企業(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，需要很長時間。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)展上還強調(diào)，做數(shù)字化工廠要注意積累專業(yè)的行業(yè)知識和服務(wù)，而每個行業(yè)、乃至每個企業(yè)，它們的行業(yè)特點和能提供的服務(wù)都有所不同，這就意味著每個行業(yè)甚至每個企業(yè)實踐工業(yè)4.0的路徑都可能會不一樣。

    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、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安倍格市的數(shù)字化工廠樣版。

    漢諾威展會分大小年，2015年是漢諾威工業(yè)展的大年，包含工業(yè)自動化和工業(yè)傳動兩部分，27個展館全部開放，要想走馬觀花地走完全部27個展館，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個館。很多公司每年都有固定的展臺位置，參展的展品從外觀上看沒有太多變化，連展臺的裝修和內(nèi)容都和往年差不多。一方面說明工業(yè)自動化行業(yè)日趨成熟，變化不多。另外也說明對于一些基礎(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，機器人展館是本屆漢諾威工業(yè)展的另一大亮點。而機器人展館最火的是ABB、KUKA和Fanuc展出的協(xié)作機器人。

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

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

    這些機器人之所以有較好的人機協(xié)作，是因為這些機器人所有的軸都具有碰撞檢測功能和關(guān)節(jié)力矩傳感器，在它碰到人時會自動減速或停止，工人也可以輕易地推開它。在安裝工件時，它還能模仿人類的裝配動作，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，感覺反饋回來的力矩，找到合適的角度進(jìn)行裝配。加之機器人具有較輕的機身，動作都較為溫和，對人不易產(chǎn)生傷害。

    德國機器人公司KUKA將今年的創(chuàng)新大獎頒給了ReTeLINK機器人，這是由意大利的研究團隊主導(dǎo)的項目，在LBR IIWA 機器人和一個外骨骼機器手臂間通過位置傳感器等多種傳感器建立通訊連接，人穿上外骨骼機器手臂后，就可以通過機器手臂的運動指揮IIWA做出相應(yīng)的運動。由于是雙向控制，反過來也可以由LBR IIWA指揮外骨骼機器手臂運動，這樣病人或者行動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也用很大的展臺展示其協(xié)作機器人YUMI，這是一臺雙臂機器人，每個手臂有7軸，行加靈活，工作范圍大，敏捷且精確自主。YUMI裝備了很多機器視覺產(chǎn)品和傳感器，能自己觸摸到小型零部件后通過傳感器來感知并完成相應(yīng)動作，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、平板電腦以及臺式電腦零件的裝配與生產(chǎn)操作。

    根據(jù)IHS公司的研究報告，目前工業(yè)機器人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，未來機器人的應(yīng)用增長空間有限。目前ABB和KUKA大力推廣協(xié)作機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)作機器人。

    很多日本機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)作機器人，F(xiàn)anuc展出的協(xié)作機器人相當(dāng)?shù)驼{(diào)，在一個小小的展臺展出，F(xiàn)anuc的機器人一般都是黃色的，而這臺Fanuc的協(xié)作機器人卻是綠色的，以示區(qū)別。

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

    我們還在展會上看到4架無人機共同協(xié)作，它們拖了網(wǎng)兜去接拋過來的球，這種機器之間的協(xié)作，某種程度上擁有了連接的智能。