工业4.0之父解读智能制造

  德国提出的工业4.0计划,其核心是智能生产技术和智能生产模式,旨在通过“物联网”和“务(服务)联网”,把产品、机器、资源、人有机联系在一起,推动各环节数据共享,实现产品全生命周期和全制造流程的数字化。而中国已成为世界上最大的智能制造需求市场,这也是实现“中国制造2025”的重点。本期高端访谈邀请德国人工智能研究中心(DFKI)CEO Wolfgang Wahlster教授、德国工业4.0概念提出者解读智能制造实施中的困惑。

  Q:从2011年工业4.0这个词被提出之后,现今在德国的发展及应用情况怎样的?

  A:现在工业4.0已经成为全球各国通用的词汇。工业4.0形成涵盖大量人员、IT系统、自动化组件和机器的高度联网系统结构。在德国,工业4.0已经出现的成果包括基于网络的工厂,人们能够看到生产力提升25%,出现500台机器的互联和信息共享的工厂,能够提升解决故障及提高性能的效率。一个现实例子是,通过工业4.0的生产模式,汉堡可以节约165万瓦特的电力。

  在未来,工业4.0可以把工业机器人联合在一起。比如在宝马和奥迪的工厂中,现在使用的机械手能够与人进行协作,并且在工作中,机械手能够分辨出人的存在,因此这种协作方式不存在风险,人可以通过语音给机械手发放指令,这种模式是制造业的未来。与之类似的还有FRANKA机械手公司,该公司用机械人来制造下一代机械手。这是一种具有自我更新性质的机械手系统。这些都是工业4.0所要达到的目标。

  Q:在智能制造的实现过程中,您是怎样看待自动化与人的关系?

  A:很多行业已经实现了高度的自动化,而如今工业4.0要做的是进入更加广泛的行业,如智能电话、通信、汽车工业。一方面,工业4.0能够很好地控制质量,另一方面,它能够降低人为因素在生产过程中的介入与干扰。

  在工业4.0的探索中,德国的企业也在不断吸取经验教训。我们必须承认在某些行业推行完全的自动化是失败的。从经济学的角度来看,宝马的完全自动化生产是一个很好的例子。他们在美国的工厂,把门装到车身上时,需要把门组装起来,门本身是一个铁板,可是门板的里面会有一些内饰,有时会是木料,他们尝试着做全自动化。因为生产线是全自动化的,每一次订单的不同都会导致生产线的重新配置,生产的成本反而升高。在这类案例中,完全自动化并不是最好的解决办法,在流水线上配置部分人工操作,能够更加地提高生产效率。因此,在某些生产环节中,完全自动化反而不是最有选择,未必能达到最好的效果。

  Q:对于中小企业而言,在走向工业4.0的实施步骤中,您有哪些建议?

  A:我们能看到GE、西门子和博世这类大公司在工业4.0方向上的探索。但要看到,中小企业如果需要推行工业4.0,首先需要找到合适的人。从德国的经验来看,行业如果能够有正确合适的人选,成功的几率会大很多。光想用技术解决问题一定不能成功。企业需要考虑的是最终的解决方案,不是技术。合适的人能够让企业更上一层台阶,并提供技术方面的分析和支持。

  从实际操作层面来说,要实现机器之间的互联互通。在机器互相连接之后,机器之间不仅可以分享数据,还能够确保其他及其能够分享他们的服务,并在服务的层面上互相理解对方。不过,这些机器大多都具备市面上销售的分析类产品,可以利用相应数据进行进一步的分析。在此之后,企业就能够进入预防性的维护和维修,增加相应的机器人、机械手。

  文/郑悦 摄影/Jim Rakete


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