“工业4.0”是近很火的概念“工业4.0”,“4.0”虽然只是个数字,但在不远的未来,它将和我们每一个人的生活息息相关。上个月,中德两国领导人发布《中德合作行动纲要》,宣布中德两国将开展“工业4.0”合作。那么什么是工业4.0呢?它和我们的生活究竟有什么关系呢?
工业4.0=智能工厂+智能制造
工业4.0早是在 2011 年的汉诺威工业博览会提出的,它是对于工业发展的不同阶段作出的划分。工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代,工业4.0也就是工业生产的数字化,简单地讲就是智能工厂加上智能制造。
来自德国的科学家为我们描述了一个关于4.0时代的景象:在某家汽车工厂的一条生产线上,机器人们正在装配着各种不同型号、风格迥异的汽车,这些机器人不仅工艺娴熟,还懂得彼此沟通:如果前一台机器人出现故障或者状态,它会通知后一台机器人做好准备;当汽车投入使用时,车上装载的传感器会收集汽车行驶时的各种数据,这些数据经过系统分析,可以精确检测汽车状况,预测故障,提升汽车的安全性,延长汽车使用寿命。
对于消费者来说,工业4.0是一个把生产原料、智能工厂、物流配送和消费者自己编织在一起的大网。还是以汽车为例,消费者只需要通过手机选择或者设计自己喜欢的车辆外观、发动机类型等个性化要求下订单,网络就会把订单信息自动发送给智能工厂,工厂进行原料采购、设计和生产,再通过网络配送直接交付给消费者。
工业4.0实验室:个性产品 规模生产
工业4.0将使未来的工业有无数可能,但是4.0时代的真正到来还有很长一段路,现在中德工业4.0合作已经迈出实质性的一步,在上海有一个由中德两国共同投资建设的工业4.0实验室。
国内个“工业4.0—智能工厂实验室”位于上海同济大学内,由中德两国共同投资建设的。在这里,有机器人、数控车床等加工设备,有机器人滑行导轨、智能照相机以及多台服务器等一系列硬件设备和支撑软件。系统将这里的硬件设备进行集成,实现了人、加工件与机器的智能通讯与协同工作。
陈明教授说:“机器人自己会去寻找什么样的原材料或者工件,从原材料的库当中选出来,因为互相之间有通讯,所以他也知道下一步他应该到那一个机床去加工,加工完了以后他也知道他再到哪一步,后整个加工完了之后,通过智能照相机这个环节对产品进行一个检测。”
陈明介绍,这条流水线大的特点就是流水线上生产的产品都可以各不相同,实现了大规模的个性化定制。目前只是一个期投入,下一步将引入智能立体仓库、自动导向车等硬件,纳入当前工业生产领域主要的生产元素与资源,建立起一个个性化和数字化的产品与服务的生产模式,成为生产制造业构建数字化智能工厂的应用示范工程。
工业4.0:两个强大竞争对手的合作
按照《中德合作行动纲要》,我国的工信部、科技部将和德国的相关部门建立对话,为两国企业的合作搭建平台,而且中德两国商定将在标准问题上紧密合作,将“工业4.0”议题纳入中德标准化合作委员会。另外,电动汽车、高能效智慧能源控制、智慧家居、供水及污水处理都是两国共同关注的未来领域。
其实从在中国大街上随处可见的德国品牌汽车就能窥一斑而知全豹,中国是德国在欧洲之外重要的贸易伙伴。中国是德国大的海外汽车市场,中国是德国大的机械出口市场,中国是德国大的机器人市场,中国是德国电气产品第二大出口市场等等。今年1月至8月,中德贸易总额已达1173亿欧元,预计到2015年将达到2000亿欧元。同时,德国是中国在欧洲大的贸易伙伴,同时也是重要的资金及技术来源国,中国从欧盟的技术引进中有四成来自德国,未来双方还有很多合作的新领域,如高科技、环境科技以及健康产业等。
中德两国不仅是贸易伙伴,同时也是竞争对手,从2009年开始,中国已经取代德国成为大的商品出口国。2013年全球的机械出口份额,德国以16%的份额占据位,中国以11%的份额,略低于美国位于全球第三,尽管德国依然是机械和装备制造业的老大,但中国让德国工业感觉到了威胁,德国《世界报》网站在今年3月报道称“中国机械制造业严重威胁德国!”专家认为,这种竞争会越来越激烈,与其这样,不如双方加强合作,对双方都有利。
颠覆思维方式 智能工业改变生活
虽说4.0时代何时能到来我们还不得而知,但根据刚刚实验室中的雏形我们可以想象,未来随着智能工厂和智能生产的深入,现在的生活将被翻天覆地的改变。
4.0时代,消费者将直接在制造企业的平台上下个性化需求的订单,企业按照订单进行设计、采购、生产、发货,电商将成为企业的标配,各种网络的搜索、导航的使用会越来越多,但是处于中间的销售渠道可能将会消失。4.0时代,大量的机器人、无人工厂、无人仓储物流、3D打印的广泛使用,人人都可能是创客,人人都可能有自己的工厂,个性化的工厂会越来越多,但是处于中间的各种技术工人可能会消失。然而,继续工作的工人能够更舒适的工作。未来,通过信息技术的应用,远程操作机械设备,不需要每天都上下班,员工能够在安全场所舒适地工作。当然还有能源问题。现在工厂在生产间歇期间,为了确保生产设备处于随时可以运转状态,消费着大量能源的状态将会得到改变。未来,能够根据工厂的实际作业情况,实时对能源供给进行调整,减少大量的能源消费。