汉诺威的工业狂欢

　　以智能机器人为代表的智能生产似乎只有一步之遥。

　　晚上八点半的汉诺威，依然明亮如昼。怒放的满树樱花在湛蓝夜空的映衬之下，于微凉的夜风中轻轻抖动，明艳又安静地目送着每日离开的人们。这座位于德国北部的小城因展会而闻名世界，继今年3月的CeBIT电子展之后，4月这里又迎来了Hannover Messe（汉诺威工业博览会，以下简称工业展）。

　　创始于1947年的Hannover Messe是世界上最领先的工业技术展，净展出面积达40万平方米，请随便想像一下大概有56个足球场大的展会，以及5天内超过22万的贸易访客，其中7万多人来自德国本土以外的人流。今年的主题是“融合的工业——加入网络”(Integrated Industry-Join the Network)，展出的内容包括了来自全球70个国家和地区近6500家企业的涵盖工业自动化与信息化技术、能源和环境科技、动力传动和控制、工业产品和生产工艺及服务等方面。

　　“工业4.0”无疑是最热的话题。事实上，鉴于技术的发展程度，“工业4.0”仍是一个演进中的概念。但不可否认的是，这是一场正在发生的未来。几乎所有的工业巨头都已经意识到必须在2020年之前数字化自己的所有价值链条，仅德国企业就计划为此投资400亿欧元。在本届汉诺威工业展开幕前两天，德国工业企业的主要竞争对手之一美国通用公司（GE）宣布，计划大量出售大部分的金融资产，并将公司的重心回归到原本的强项——工业制造。

　　工业制造的重要性不言而喻，这使得这个产业话题上升到国家层面。今年的工业展上，德国总理默克尔宣布启动升级版的“工业4.0平台”，这意味着最初由德国行业协会发起的制造业未来战略正式由政府接管。

　　一场国家与国家之间的工业级别的互联网化竞速赛已然鸣枪。

　　机器人的狂欢

　　在这场比赛中，机器人是德国制造业推行“工业4.0”战略所涉及的重点领域。被视为“制造业皇冠顶端的明珠”的机器人肩负着“德国制造的传说”，基于人是会犯错的理念，德国企业在生产制造中尽量将工作分解成机器能执行的任务，以全面的自动化提升生产效率，帮助人类更好地工作。

　　在工业展的现场，机器人展馆无疑是最受欢迎的。机器人Titan在为参观者做表演，娱乐和扫地做饭、搬运行李之类的功能对于工业用机器人来说不过是助兴节目。来自日本的机器人展示了力量与轻巧，FANUC公司的大力士机械手臂能够举起整车方便工人安装调试，而川崎公司的机器手可以轻轻抓起试管玻璃瓶进行灌装。ABB公司的双臂协调机器人YuMi专门适用于精密制造，处理一些仅为几百克重的零件，如手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理。YuMi的双臂以软性材料包裹，可以应用于开放环境中。

　　德国企业在机器人的研发上显示了自己的实力：博世公司开发的巴克斯特智能机器人，它不需要传统的程序编入，也不需要隔离罩和特殊保护，具有自我适应环境的功能，可以通过网络连接直接和人一起工作，轻松地集成到自动化生产线上。Staubli公司的快速拾放机器人，当拾取的重量达到100克时，这种机器的取放速度达到超过200次/分钟。只有当快速拾放机器人的实际负载超过最大负载即1千克时，它的性能才会略降，适合有固体芯片的电子产品的生产，包括太阳能电池，以及产品的分拣。IBG公司展出的汽车自动化安装机器人项目，其中的电动车辆开发和关联的“iProcell”技术入围2015年德国经济创新奖。“iProcell”技术称为智能车辆总装细胞技术，利用汽车自动化安装机器人，通过3D摄像机测量车辆部件安装位置，然后将数据传送给机器人，进行众多部件的精确安装。

　　Festo公司的仿生蜻蜓、仿生蚂蚁以及仿生蝴蝶等机器人技术，其精巧为部分恢复残障人士机能提供了可能。而身高2.4米的NOX来自德国普福茨海姆大学，其与人互动的能力正是未来智能机器人的发展方向。KUKA公司的七轴联动机器人，它具有非常灵活柔性的手臂，每个运动关节有六个传感器，可以在非常狭小的空间内做高难度动作，适合精密制造领域，尤其是航空航天的零部件安装。KUKA提出“为工业4.0而预备”的设计思路，最新的机器人都有多种外部通信端口和一个开放的、模块化的编程环境，可以实现和外部系统连接以及机械控制系统操作上的便捷。实际上，KUKA展出的获得2105创新奖的可穿戴手臂，已经可以让人们“穿戴”上手臂和机器同步操作。

　　机器人是一个国家的科技创新和高端制造业水平的体现。德国企业对“工业4.0”的理解正体现在对机器人的研发上——智能机器人与传统的工业机器人相比，可以通过网络进行人机对话，并具有自我学习适应环境的能力，而这正是制造业的根基。无处不在的数据与联网设备，在机器学习技术之下的物联网（IoT）正在将虚拟世界与现实世界合二为一。

　　虚拟与真实的模糊边界

　　在工业展上另一个关注点便是各种各样的“智能工厂”，机器人与生产线的配合形成了工业特有的美感。KUKA有一种灵敏的轻型机器人，依靠精准的动作和传感器技术，机器人能在执行复杂任务的时候感知周围的环境，顺利完成诸如将管子旋进洗碗机背后的一个小孔这样的高难度动作。而这种机器人展现了“工作助手”与人协作完成任务的能力，在这一过程中完全无需人为控制或者是使用视觉探测系统。

　　KUKA所使用的系统名叫“智能工业作业助手（LBR iiwa）”，是KUKA与微软联合开发的智能工厂解决方案的组成部分。微软公司在工业展上的出现，表明了自己对于KUKA、富士通以及美诺（Miele）等生产制造领域合作的重视。在这个“栗子”中，借助云和数据分析，工作人员可以追踪日本会津若松市专门用来种植莴苣工厂的生产信息，实现更有效的生产。微软公司全球副总裁，大客户和合作伙伴事业部总经理Susan Hauser表示：“能成功实现业务变革的根源在于他们已经懂得用全新的数字视角去看待事物”。

　　不仅仅是软件，处于联、感、知的基础和执行问题的芯片业也在走向“工业4.0”。作为德国最大的半导体企业，英飞凌德累斯顿200毫米晶圆厂已完全依靠机器人操作，所有零部件全程可追溯，工厂之间具备高效物流。芯片生产分为前道和后道，在德国做的前道生产，可以和位于中国无锡的后道工厂之间进行安全的数据传输。在智能工厂中，工业传感器捕捉生产环境下的有效数据，高性能的微控制器产品对这些有效数据进行分析和计算，然后发出指令对生产进行智能控制；微控制器再将指令传达给功率半导体，保障高能效地生产。英飞凌提供这些走向“工业4.0”所需要的高精度工业传感器、微控制器、电子标签和功率器件。

　　这样一场自动化与信息化以及互联网云计算、大数据的融合正在触动着产业中的每一个角色。工业展的常客也以新面貌出现在工业展上。作为参展已有68年历史拥有最大展台的参与者西门子公司，将电气化、自动化和数字化作为自己的展示亮点。除可再生能源之外，在西门子推出全集成自动化（TIA）、集成驱动系统（IDS）、工业软件和工厂数据服务等多种工业解决方案。值得关注的是，人们可以发现云平台和数据分析这些IT行业的“热词”也已经走向了工业用户。西门子宣布推出工厂数据服务（Plant Data Services）、工厂安全服务（Plant Security Services）和工厂云服务 （Plant Cloud Services）。西门子大中华区首席执行官、西门子（中国）有限公司总裁兼首席执行官赫尔曼用“西门子将全力挖掘制造业和数字化发展过程中的潜力”来描述西门子应对数字化所做的努力。

　　而另一些互联网领域的“潮”技术也将为工业生产增加一些灵动的色彩。还记得大受游戏达人欢迎的“潮”品Oculus吗？沉浸式的体验令人欲罢不能。Infosys公司在自己的展台上展出了适合工厂使用的虚拟现实眼镜。这种眼镜可以帮助生产线上的工人了解其他环节的工作，也可以在产品设计上令设计人员更得心应手。

　　实际上，在实现C2B生产的过程中，工业化的大批量与互联网的定制化，存在着一对看似不可调和的矛盾需求，而这样的矛盾正在通过技术手段被网络所融合。就在不远的展台上，西门子的一条“混线生产线”正在有条不紊地进行着黑白两色香水瓶的包装。从输入需求到取货，只要20秒，一款印有定制名字的香水瓶就产生了。除了刻名字，香水品种、瓶子形状、盖子等也可以被定制。这台和Festo合作的香水包装机包含三个机器模块——灌装、封盖和贴标签，通过将各种输送及运动控制任务进行全面同步，实现定制化大批量生产。数字化正在将沉稳有序的工业生产与灵动多变的消费需求连接起来。

　　文、摄影/郑悦

　　（本刊主笔赵艳秋对此文亦有贡献）