你相信嗎?在不久的將來，我們吃的藥是根據(jù)每個(gè)人的基因來配方的;我們的早餐可以根據(jù)個(gè)人的口味和營(yíng)養(yǎng)需求來調(diào)配生產(chǎn);工廠生產(chǎn)線可以按照工人希望的時(shí)間開工，無需擔(dān)心下午3點(diǎn)沒法去接孩子;生產(chǎn)車間里是機(jī)器告訴機(jī)器下一步做什么，而非中心控制臺(tái)的技術(shù)員在操作。
德國人工智能研究所首席執(zhí)行官兼科學(xué)總監(jiān)沃夫?qū)B瓦爾斯特(Wolfgang Wahlster)教授告訴《陸家嘴》記者，這些現(xiàn)在的愿景都將通過“工業(yè)4.0”的技術(shù)和生產(chǎn)方式在不久的將來成為實(shí)現(xiàn)。
自從2013年漢諾威工業(yè)展上，德國向世人第一次演示了智能工廠(Smart Factory)的模擬生產(chǎn)過程之后，德國工業(yè)4.0就成為了產(chǎn)業(yè)界和經(jīng)濟(jì)界的熱門話題。而且，一場(chǎng)機(jī)器與機(jī)器對(duì)話的工業(yè)革命，正在德國各地悄悄興起。那么到底什么是工業(yè)4.0?為什么這個(gè)聽上去非常抽象的名詞，關(guān)聯(lián)到的卻是一場(chǎng)改變?nèi)祟惿a(chǎn)方式的革命?
到底什么是德國工業(yè)4.0?
瓦爾斯特說：“德國工業(yè)4.0是德國政府推行的‘新一代智能工廠計(jì)劃’，以物聯(lián)網(wǎng)(Cyber-Physical System)為基礎(chǔ)。這意味著網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入工廠大生產(chǎn)，是一個(gè)嶄新的工業(yè)制造邏輯和方式。過去是以中心控制指揮系統(tǒng)，每一分鐘對(duì)機(jī)器發(fā)出指令。現(xiàn)在我們有了完全不同的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，按照商品所附帶的信息，由這些信息告訴機(jī)器需要什么樣的生產(chǎn)過程，以制造出符合客戶要求的產(chǎn)品。所以，工業(yè)4.0是第四次工業(yè)革命，因?yàn)檫@是向符合個(gè)體化需求的大生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。”
瓦爾斯特是最早提出工業(yè)4.0概念的人士之一。他在德國中部小城凱澤斯勞滕(Kaiserslauten)的智能工廠里，向遠(yuǎn)道而來打探虛實(shí)的本刊記者解釋：“所謂物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，就是通過網(wǎng)絡(luò)、實(shí)體物件之間的相互連接，而且應(yīng)用相同的語言，進(jìn)行溝通并相互理解。運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，最重要的是產(chǎn)品和機(jī)器之間的信息互聯(lián)和溝通，由產(chǎn)品上的信息告訴機(jī)器設(shè)備去做什么。”
目前德國和國際制造業(yè)主要和普遍采用的是“嵌入式系統(tǒng)”，這是一種將機(jī)械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。德國“嵌入式系統(tǒng)”在全球的市場(chǎng)巨大，每年獲得的市場(chǎng)效益高達(dá)200億歐元，到2020年將翻番。而工業(yè)4.0正是在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的革新，并逐步過渡到智能生產(chǎn)。
記者同時(shí)了解到，所謂的德國工業(yè)4.0，事實(shí)上是德國政府2012年發(fā)布的10項(xiàng)未來高科技戰(zhàn)略計(jì)劃中的一個(gè)內(nèi)容，是一項(xiàng)由政府投資2億歐元，針對(duì)如何保證德國制造業(yè)傲立世界頂尖地位的“產(chǎn)業(yè)革命”計(jì)劃，即在10~15年的時(shí)間里，通過“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)完成大生產(chǎn)，最大程度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全自動(dòng)化、個(gè)性化、彈性化、自我優(yōu)化和提高生產(chǎn)資源效率，降低生產(chǎn)成本的全新生產(chǎn)方式，以實(shí)現(xiàn)革命性、大幅度提高生產(chǎn)力的最終目標(biāo)。根據(jù)德國國家科學(xué)與工程院的研究，估計(jì)企業(yè)的生產(chǎn)效率可以通過“工業(yè)4.0”提高30%。其次，實(shí)現(xiàn)資源的最佳利用，以保護(hù)環(huán)境，因?yàn)槟茉春驮牧系氖褂迷礁咝В瑢?duì)環(huán)境的污染就越少。
德國工業(yè)4.0計(jì)劃，目前正由德國人工智能研究所的智能工廠與眾多和信息技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、激光感應(yīng)技術(shù)相關(guān)企業(yè)合作，進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。其中部分研究成果已開始在德國的大企業(yè)，如博世、西門子、巴斯夫的個(gè)別產(chǎn)品生產(chǎn)流水線上進(jìn)行嘗試性實(shí)施。
智能工廠究竟有多智能?
坐落在大概只有足球迷才知道的德國中部小鎮(zhèn)凱澤斯勞滕，神秘的智能工廠給記者的第一印象是非常“卡通”。不超過200平方米的“廠房”里擺放了兩排小型機(jī)器。其中罩在玻璃中的，正是那臺(tái)曾在漢諾威工業(yè)展上“初露神姿”的智能名片盒的流水線。
德國人工智能研究所研究部副總監(jiān)、在智能工廠做研究工作已經(jīng)4年的多米尼克˙高瑞奇(Dominic Gorecky)博士向記者完整展示了用智能技術(shù)制作個(gè)人名片盒的整個(gè)生產(chǎn)過程。
第一步，通過無線電射頻技術(shù)(RFID)從電腦采集和儲(chǔ)存?zhèn)€人信息及產(chǎn)品信息，建立一個(gè)“產(chǎn)品個(gè)體身份”，這些信息將在生產(chǎn)流水線的各個(gè)環(huán)節(jié)被射頻感應(yīng)器閱讀獲得，然后向制造設(shè)備發(fā)出滿足該產(chǎn)品的信息指令;第二步，將有了“個(gè)人身份”的名片盒的底盤部分放入生產(chǎn)流水線;第三步，在具有“身份”的底盤進(jìn)入裝配程序之后，被掃描到的射頻碼會(huì)告知流水線上的機(jī)器人先在底盤放一個(gè)夾子，然后套上客戶指定顏色的封蓋;第四步，在名片盒的封蓋上建立一個(gè)包含了名片上個(gè)人信息的二維碼，也就是將名片信息數(shù)碼化，用智能手機(jī)掃描二維碼，這些信息就可以被該手機(jī)獲得并通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳播;最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，保證該產(chǎn)品是根據(jù)具體客戶而生產(chǎn)，產(chǎn)品完全符合該客戶的個(gè)人要求。
多米尼克向記者解釋，智能生產(chǎn)除了由機(jī)器對(duì)機(jī)器進(jìn)行對(duì)話發(fā)指令之外，還有一個(gè)非常重要的部分就是靈活性和模塊化。在智能流水線上，安裝著不同性能的組件模塊，每一個(gè)組件都符合具體客戶在電子和機(jī)械兩個(gè)方面的需求標(biāo)準(zhǔn)，并可根據(jù)實(shí)際需要添加或拆卸，以便隨時(shí)按照客戶的具體要求來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整。
