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暴走全球最大工业展|在工业4.0发源地,德国企业在做什么

澎湃新闻记者 杨漾 发自德国汉诺威
2016-04-30 08:53
来源:澎湃新闻
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中国企业津津乐道工业4.0的同时,在这一概念的发源地德国,工业界在做些什么?毋庸置疑,拥有69年历史、 全球规模最大的国际工业盛会——德国汉诺威工业博览会是寻找这一答案的最佳场合。4月25-29日,2016年汉诺威工业展在德国下萨克森州首府汉诺威举行。澎湃新闻(www.thepaper.cn)观展后最大的感受是,在德国,工业4.0与其说是一个口号、一种理念,不如说是一种生态。在数字化概念的统领下,从德国政府到企业,都在探索让工业4.0越来越具象化。

五年前,工业4.0概念诞生于汉诺威工业展。如今,这一业内旗舰展会已成为工业4.0的最大秀场。今年汉诺威展的主题是“融合的工业——发现解决方案”。根据官方介绍,本届展会汇集了75个国家和地区的5200多家企业,重点展示工业自动化、数字工厂、能源、工业供应商、研究与技术5个方面的最新工业发展成果,带来了100多项工业4.0的应用实例。


尽管不少企业展台都打出了显眼的“工业4.0”,但被问及对此的理解时,大多数企业都从各自的细分业务出发,介绍如何利用各类工具使工厂更加数字化、智能化及互联互通。他们似乎并不那么乐衷于对工业4.0的内涵与外延作出阐释,不止一家德国企业对澎湃新闻说,直到今天,工业4.0依然是个模糊的概念,我们离真正的工业4.0仍有不短的距离。只有真正广泛落实到各个应用场景中,我们才可以说,它从概念走到了现实。

(再次感慨德国人的严谨务实。整体感受是,他们明白趋势,也知道并承认与4.0愿景间的差距,所以工业4.0更像是一种目标指引,探索现实路径才是当务之急。而在中国的类似主题展上,不少中国企业爱将“工业4.0”挂在口头,尽管他们中的许多可能刚完成“2.5”。)

关键词:数字化、智能化、弹性生产

在数字化的渗透下,“工业”一词的边界正在变得模糊。大数据、云计算、传感、人机协作型机器人、3D打印、甚至VR(虚拟现实),都是本届工博会的关键词。某种程度上,它们正在打破人们固有印象中与工业相关的那些意象:冷冰冰的、批量化的,亦或是整齐划一穿着工服的流水线工人。

按照德国工业4.0促进机构——“工业4.0平台”的说法,工业4.0会持续地改变德国工业未来生产及加工的方法,孕育出涵盖产品整个生命周期的智能价值链,灵活的个性化生产将成为新标准,资源消耗降低,生产的经济效益显著提升。传感技术、云计算技术和物联网技术等与传统制造相结合,使得产品研发周期大大缩短、生产更加精确,弹性化、个性化生产成为可能,人与机器的关系、机器与机器的关系也被重新定义。

作为德国工业界的骄傲,西门子以最大单体展台展示了虚拟世界与现实世界如何融合成一个更灵活、更高可用性的联网“生态系统”。在占地3500平方米的展区,西门子推出了包括配电、自动化、驱动技术、工业软件等各领域的创新成果。软硬件结合、虚拟与现实结合的呈现方式,让制造企业更直观地了解到,虚拟化何以实现?数字化又能为企业带来什么?


西门子展台俯瞰。

汉诺威工业展上,这家“百年老店”展示了一套高度一致的数据模型“闭环制造”。技术价值链中的单个步骤被相互连接起来,在开发环节和工程环节之间形成了一条双向流动的数据流。事实上,单靠硬件设备自动化程度的提升,很难对工业4.0形成足够的支撑,要实现“机器与机器的自主对话”,还是倚赖于打通从设计到后期维护各环节之间的衔接点,让数据流淌起来,贯穿整个产品生命周期。


西门子汽车产业展厅。

MindSphere西门子工业云在此次展会上首度亮相。MindSphere是一项开放的生态系统,工业企业可据此作为实现自身数字化服务的基础,如预防性维护、能源数据管理,工厂资源优化等。尤其是机械生产商和工厂建设商,都可以通过这一平台监测其设备机群。


西门子mindsphere。

在博世集团展位,机械、传感器和软件相互结合形成了数字化的互联工厂。

以传感器解决方案为例,被称作“TraQ”(质量跟踪)的传感器用来监测供应链。为了达到这个目标,包装中或者产品上的传感器会在运输中记录质量相关信息,例如气温、振动、光线以及湿度,然后传送到博世物联网云端。博世云端的应用软件将从传感器接收到的数据与允许值进行比较。如果其中一项有偏差,客户、供应商以及服务提供商会立即收到通知和警报。


博世展台。

博世推出的智能工作站将工作台、协作的机械手臂和展示工作指令的监控器结合在一起。因为有反应灵敏的皮肤传感器,当人靠近时,生产辅助系统会自动停止工作。所以人和机器可以一起工作,不需要防护栏杆。

同样是工业4.0的积极推动者,德国菲尼克斯电气集团展示了从风力发电到电动车充电设施、从机械手臂到云平台(profi-iCloud)的各类产品,全面呈现了其在数字化制造、新能源、基础设施建设等领域的解决方案。现场的新品包括当运行参数偏离规定值时会自动停机的光伏面板智能停机,可随时随地为线缆打印标记的移动式热转印打印机等等。


菲尼克斯。

西门子、博世、菲尼克斯,都是德国工业4.0的最初发起者和先锋力量。如果说这些明星级的跨国企业是推动工业4.0走向现实的重要驱动力和“榜样”,那些聚光灯背后的家族企业,尤其是被称为“隐形冠军”的中小型企业又在想什么、做什么?

工业4.0平台:帮助中小企业找到通往工业4.0的现实路径

“动态的弹性生产要求生产线在不停产的情况下,根据各个订单的不同要求随时调整参数,生产出差异性、个性化的产品。”德国传感器家族制造企业西克(SICK)高级工程师Bernhard Müller指着眼前正在镂空切割汽车前网的机械臂对澎湃新闻说,“这上面安装的传感器不光是相机,而已经是一个智能集成的传感单位,在拍摄收集数据之后能根据客户的需求自行分析,并直接给机器下达命令,下一步应该怎么做、进行怎样的切割。”


SICK传感。

(西克公司演示了在生产过程中和供应链上,产品特征是如何被机器识别的。比如,通过云计算,系统可以识别出金属罐是否被正确摆放、封盖是否有残次等。即使是小批量、不同型号的产品,也可放在同一条检测线上检测错误。)

这家刚刚度过70岁生日、拥有7400多名雇员的家族企业自成立之初便从事传统传感制造。现场的另一位工程师告诉澎湃新闻,如何看待工业4.0,这与企业自身的发展战略息息相关。创新是成功的关键,对德国企业而言尤其如此。作为制造商,只要朝着要求的方向努力,就是在实现工业4.0。

作为德国中型家族企业的代表,易福门集团董事长Michael Marhofer说:“我们主要研发用于触发和控制过程的现代传感器、系统和软件,它们相互之间依照工业4.0标准通信。”


美国总统奥巴马与德国总理默克尔参观易福门展台,试戴VR设备。

不久之前,德国信息产业、电信和新媒体协会(Bitkom)在一份报告中指出,相比于大企业的积极布局,仍有不少德国中小型企业依然对工业4.0有所迟疑。

“我想这是由很多原因导致的:有些中小企业担心的是系统安全,数字化后自己的工业软件会不会遭受攻击,有的则是考虑到高昂的升级成本。”忙着接待咨询者、好不容易抽出空的Janina Henning告诉澎湃新闻。她所供职的“工业4.0平台”正在做的事,就是牵线搭桥,由德国政府、企业、工会及科研机构在内的100多个成员构建起一套沟通体系,帮助中小企业找到通往工业4.0的现实路径。

去年,该平台正式推出了“工业4.0平台地图”。地图上清晰标注了遍布德国各地的工业4.0应用实例和试验点,向中小型企业展示了当下数字化生产带来的可能性,以及为何值得投资数字化改造。


工业4.0地图。

比如,在德国北部城市不来梅附近的一家工厂,智能眼镜已在生产线上投入使用。工人可按照智能眼镜的指示,一步步完成组装工作;在中西部黑森州,一家海绵垫生产商将设计环节交给了客户,客户可通过手机应用,设计自己想要的海绵垫,然后直接传到工厂生产,实现廉价、快速的个性化定制。

地图上的工业4.0应用实例涉及产品设计、生产、物流、服务等多个领域,试验点则主要针对工业4.0的应用展开研发和测试。借助试验点,中小企业在尝试满足工业4.0要求的升级改造时,可以不必自行投资昂贵的研究设备。德国教研部部长万卡说,德国针对工业4.0开展了大量研究,主要是为了帮助中小企业实现互联生产。试验点的设立有助于中小企业测试他们的新想法和新技术。

“对那些案例感兴趣的企业,可以前去调研和交流。我们也会举办交流活动,邀请合作伙伴、企业来共同探讨,他们所担心的究竟是什么、如何去解决这些问题、哪些专家可以为其提供咨询服务。针对工业4.0的若干要素,我们还有五个不同主题的工作组。比如,有一个组是专门制定通讯协议标准的,IT安全组则会指导企业建立自己的安全系统。”当澎湃新闻问及该平台的具体实施效果时,Janina Henning说,工业4.0平台成立于去年,现在还没有具体的效果评估数据。“但从我电话响起的频率来看,有越来越多的企业正朝着这个方向走,这个话题也变得越来越重要了。我们并没有非常具体的目标,比如必须让几百家中小企业立即构建起自己的工业4.0发展战略,我们希望的是,尽可能让这些中小企业行动起来。”

Tec2You:面向未来制造业的下一代人才储备

工业4.0,无非是围绕人、机器和互联网三大主体展开的一系列变革。除了紧密互联甚至能自主学习的智能设备、支撑数字化工厂运转的软件平台外,培养、储备一批适应未来制造业的人才也至关重要。自2007年以来,Tec2You已经成为汉诺威工业博览会关于“下一代人才”的中心地带。


汉诺威工业展的tec2you展厅。

众所周知,德国推行双轨制职业教育,选择进入职业学校的德国年轻人一半时间在职业学校学习,另一半时间以“学徒”身份进入企业接受职业技能培训和实践。Tec2You平台的目标就是让中学生们尽早找到自己的职业兴趣点。工博会期间,学生们可以通过研讨会、培训会和向导全程解说,来了解和接触最前沿的工业技术。


西门子tec2you。

在西门子的Tec2You展厅,一群学生正沉浸在焊接和虚拟冲浪游戏中。以竞赛游戏的形式,企业深入浅出地向学生们展示了一家美国冲浪板企业如何运用西门子软件实现自身流程创新和数字化升级。“通过这些活动,学生们可以自己去挖掘,对什么工种感兴趣、未来要成为怎么样的职业技术人才。平时他们也可以在线申请,来西门子工厂参观或是申请实习。”现场一位西门子工作人员介绍说。

Tec2You平台已成立10年。该组织的一位工作人员对澎湃新闻说,丰富的对接企业的渠道能让学生们更好地作出职业选择,我适合当工程师吗?哪家企业、哪个工种更适合我?他们可以在实践中找到答案,大多数学生的事后评价都非常正面积极。

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