近日，美的集團(tuán)要約收購德國機(jī)器人制造巨頭庫卡集團(tuán)的消息，引發(fā)業(yè)界震動。這家位于佛山的家電企業(yè)，喊出要做“世界級”企業(yè)的口號。在廣東，美的的同行者越來越多，在它們開啟新一輪全球布局的背后，是廣東加快邁向全球制造之巔的雄心。

制造業(yè)是一個大國的脊梁，廣東是“中國制造2025”的探路先鋒。在“十三五”的新起點(diǎn)上，廣東正以創(chuàng)新驅(qū)動為核心戰(zhàn)略，加快實(shí)現(xiàn)由制造業(yè)大省向制造業(yè)強(qiáng)省的歷史性轉(zhuǎn)變。

作為廣東制造重鎮(zhèn)的佛山，是全國唯一的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級綜合改革試點(diǎn)，正在邁向中國制造業(yè)一線城市。做制造業(yè)一線城市，就是要為建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國的理想代言，要為廣東再創(chuàng)發(fā)展新優(yōu)勢闖關(guān)。為此，今年1月至4月，南方報業(yè)傳媒集團(tuán)與佛山市聯(lián)合發(fā)起“佛山制造問策全球——中國制造2025對話世界新工業(yè)革命”跨國大調(diào)研，奔赴德國、美國、以色列、日本、瑞士、加拿大等制造業(yè)強(qiáng)國，走訪新工業(yè)革命的一線現(xiàn)場，為廣東創(chuàng)新驅(qū)動和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級探尋路徑。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，一具身體模型躺在手術(shù)臺上，但圍繞它的并不是醫(yī)生，而是數(shù)臺醫(yī)學(xué)機(jī)器人手臂。它們靈活移動，協(xié)助主刀醫(yī)生完成手術(shù)。但主刀醫(yī)生不在手術(shù)臺前，也沒有直接接觸病人，而是在手術(shù)室外遠(yuǎn)程遙控。通過機(jī)器人手臂上的傳感器，主刀醫(yī)生能實(shí)時感知病人皮膚張力、血液流動等情況。

這是德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院正在研發(fā)的手術(shù)機(jī)器人。5年前，德國在漢諾威工業(yè)博覽會上首次提出“工業(yè)4.0”概念，隨后上升為德國引領(lǐng)制造業(yè)變革的國家戰(zhàn)略。今年漢諾威工業(yè)博覽會以“融合的工業(yè)——發(fā)現(xiàn)解決方案”為主題，展示百余項(xiàng)工業(yè)4.0應(yīng)用與解決方案，標(biāo)志著工業(yè)4.0逐漸從概念走向?qū)嵺`。

作為中國和廣東制造的典型代表，佛山正大力推進(jìn)以信息化和自動化為核心的“中國制造2025”計劃。在本屆漢諾威工業(yè)博覽會上，數(shù)十家企業(yè)組成“佛山制造軍團(tuán)”集中亮相，嘉騰、利迅達(dá)、科達(dá)潔能等佛山企業(yè)首次參展便成功躋身核心展區(qū)，與庫卡、ABB等國際機(jī)器人巨頭同臺“炫技”。

廣東向德國工業(yè)4.0學(xué)習(xí)什么？為此，在漢諾威工業(yè)博覽會舉行前后，南方日報與佛山市政府組成聯(lián)合調(diào)研組奔赴德國，深入德國科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)一線與展會現(xiàn)場，直擊德國新工業(yè)革命正在發(fā)生的變化，為廣東制造探尋從量到質(zhì)的升級之道。

隔空操作機(jī)器讓機(jī)器像人一樣靈活反應(yīng)

視覺系統(tǒng)研究區(qū)內(nèi)，一只大型“蜘蛛”正尋找目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)后迅速鎖定“獵物”，并快速移動到目標(biāo)面前，伸出兩只長長的“手臂”，熟練地對目標(biāo)物體實(shí)施焊接。該項(xiàng)目的研究人員HuaYingbing說，機(jī)器人精準(zhǔn)定位目標(biāo)物體，是通過其身上的攝像頭來實(shí)現(xiàn)的，相當(dāng)于人的“眼睛”。

實(shí)際上，讓攝像頭充當(dāng)人的“眼睛”捕捉物體影像并不難，難的是攝像頭背后的那一套復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)。攝像頭所捕捉到的信息，要實(shí)時傳回后臺的電腦系統(tǒng)，讓系統(tǒng)及時判斷并作出指令，實(shí)時指揮機(jī)器人作出反應(yīng)。

讓機(jī)器人能像人類一樣瞬時作出判斷和反應(yīng)，正是德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院正在研究的內(nèi)容。該學(xué)院計算實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人JrgRaczkowsky博士說，他們正嘗試通過肢體、觸感等方式，讓機(jī)器人能與人進(jìn)行密切交流與對話，以實(shí)現(xiàn)多種適應(yīng)性調(diào)整。

實(shí)驗(yàn)室里，一個依靠電磁感應(yīng)和人進(jìn)行交互的機(jī)器人，機(jī)器手臂上裝有八塊電磁傳感器，能根據(jù)不同方位的磁場強(qiáng)弱，準(zhǔn)確分辨出物體的位置、大小和方向。跟普通機(jī)器人不一樣，該機(jī)器人能更好感受物體表面的曲線分布，抓取不規(guī)則物體。與這臺機(jī)器人相距不遠(yuǎn)，一臺重達(dá)數(shù)十斤的機(jī)器手臂，正跟隨操作者的各種動作靈活擺動，像是大人“手把手”教小孩，并且比小孩更加“聽話”。

HuaYingbing說，通過電磁感應(yīng)加上力學(xué)傳感器，操作者能真實(shí)感知機(jī)器人的“感受”，換言之，人類將可以隔空操作各種機(jī)器。

全面自動化實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)融為一體

位于斯圖亞特的弗勞恩霍夫協(xié)會是德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的發(fā)起機(jī)構(gòu)之一，該協(xié)會在去年新組建工業(yè)4.0應(yīng)用中心，專門研究工業(yè)4.0時代的“未來工廠”。在該中心，研發(fā)人員Biltin向聯(lián)合調(diào)研組展示了一個裝有“眼睛”的智能裝配盒：當(dāng)盒中物料減少到一定程度時，盒子就會自動發(fā)出警報，并將信息實(shí)時傳遞給供應(yīng)商，提醒供應(yīng)商及時補(bǔ)充物料。

用智能設(shè)備代替人類成為自動化的“工人”，是“未來工廠”的一個重要特點(diǎn)。弗勞恩霍夫協(xié)會工業(yè)4.0應(yīng)用中心主任MartinLandherr說，未來各生產(chǎn)環(huán)節(jié)將布滿攝像頭之類的“眼睛”，隨時隨地監(jiān)看物料運(yùn)輸和生產(chǎn)流程，向集成系統(tǒng)實(shí)時傳遞信息，并根據(jù)信息指令即時調(diào)整生產(chǎn)。

在距離應(yīng)用中心數(shù)百公里的慕尼黑寶馬總部工廠車間中，機(jī)器轟鳴聲中各種機(jī)器人在忙碌地工作。噴涂車間內(nèi)，一臺臺“披”著銀灰色“衣服”的機(jī)器人靈巧地?fù)]舞著手臂，打開車門再轉(zhuǎn)動手腕，為車殼內(nèi)外噴漆。它們比人工操作更加溫柔、到位。機(jī)器人之間流暢的配合，確保每一道生產(chǎn)工序都能在58秒內(nèi)完成。

在漢諾威工業(yè)博覽會上，西門子公司展出了一個將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界靈活融合，具有更高可用性的“生態(tài)系統(tǒng)”。參觀者只要坐上體驗(yàn)臺，就能在虛擬環(huán)境下駕駛飛機(jī)。即使是操控體量巨大的挖掘機(jī)，也可以在電腦平臺上建立一個三維模型，設(shè)定挖掘機(jī)的工作路徑和活動軌跡，然后挖掘機(jī)就會自動按照模型中設(shè)定的方式進(jìn)行操作。此時，虛擬與現(xiàn)實(shí)的界限已經(jīng)消失，真實(shí)的挖掘機(jī)和數(shù)字化的挖掘機(jī)連為一體，也無需再有工人參與操作。

人機(jī)協(xié)作珠三角中小企業(yè)的現(xiàn)實(shí)路徑

在漢諾威工業(yè)博覽會開幕式上，德國機(jī)器人巨頭庫卡展出了最新產(chǎn)品KMRiiwa機(jī)械手。而就在此后不久的5月18日，美的發(fā)布公告稱，該集團(tuán)旗下子公司MECCAInternational（BVI）Limited有意通過自愿要約，以每股115歐元價格，合共不超過40億歐元、折合人民幣292億元收購庫卡集團(tuán)超過30%的股權(quán)。

如收購成功，美的將憑借庫卡在工業(yè)機(jī)器人和自動化生產(chǎn)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品線，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率并推動公司制造升級，同時與庫卡合作向全國一般工業(yè)企業(yè)推出一流自動化制造解決方案。有評論認(rèn)為，這種技術(shù)并購方式或許將為佛山企業(yè)邁向“中國制造2025”提供新模式。

不過，這種模式并不適用于大多數(shù)企業(yè)。實(shí)際上，無論是卡爾斯魯厄理工學(xué)院所展示的前沿技術(shù)，亦或是寶馬、西門子所展示的自動化、虛擬生產(chǎn)場景，對佛山的中小企業(yè)來說，要真正應(yīng)用到生產(chǎn)之中還非常困難。

聯(lián)合調(diào)研組在MAN公司看到了工業(yè)4.0實(shí)踐中的另外一種方式：人機(jī)協(xié)作。因?yàn)榭ㄜ囆吞柋姸啵@家世界著名的重型卡車生產(chǎn)企業(yè)并沒有推行全面自動化，而是采用熟練工人和機(jī)器人配合的方式來提升生產(chǎn)效率。“我們是小批量生產(chǎn)，全面自動化投入產(chǎn)出比不劃算，但通過人與機(jī)器協(xié)作實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，既保證生產(chǎn)效率，又可降低成本。”MAN公司員工MatthiasLessel說。

這也是漢諾威應(yīng)用科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授赫爾貝格的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，企業(yè)要不要實(shí)施工業(yè)4.0，從哪個環(huán)節(jié)切入工業(yè)4.0，更應(yīng)考量整體效益，把上下游價值鏈中看得見的生產(chǎn)設(shè)備組織起來，實(shí)現(xiàn)高度靈活生產(chǎn)。

“協(xié)同上下游產(chǎn)業(yè)鏈，一定要建立統(tǒng)一的工業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。”在德國一家大型電控公司從事工業(yè)大數(shù)據(jù)工作的華人工程師小林說，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0首先要推動原始數(shù)據(jù)收集和共享。在目前情況下，行政管理問題比技術(shù)更加重要，公司要嘗試從生產(chǎn)一線開始導(dǎo)入數(shù)據(jù)管理，為推動全面信息化提供基礎(chǔ)。

啟示

德國工業(yè)4.0研究體系啟迪中國制造2025

緊貼企業(yè)需求快速轉(zhuǎn)化成果

盡管中德在技術(shù)研發(fā)上仍存在差距，但聯(lián)合調(diào)研組在德國走訪的過程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)動社會機(jī)構(gòu)與企業(yè)參與研究，是德國推動工業(yè)4.0戰(zhàn)略的重要路徑。

“企業(yè)提供現(xiàn)實(shí)案例，大學(xué)主要做基礎(chǔ)研究，政府則打造適宜的環(huán)境，三者經(jīng)常聚在一起共同研討如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。”德國下薩克森州管理學(xué)院國際項(xiàng)目總監(jiān)HaraldBecker說。在德國政府提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略之后，從高等院校到技術(shù)應(yīng)用研究所再到各種經(jīng)濟(jì)促進(jìn)機(jī)構(gòu)和企業(yè)，各方迅速響應(yīng)形成一個多層次、多維度的工業(yè)4.0研究體系，持續(xù)推進(jìn)工業(yè)4.0從概念走向?qū)嶋H應(yīng)用。

作為一項(xiàng)高科技戰(zhàn)略計劃，德國聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合出資2億歐元資助各種工業(yè)4.0研究項(xiàng)目，旨在建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，提升制造業(yè)的智能化水平。這些資助經(jīng)費(fèi)面向社會進(jìn)行公開“招標(biāo)”，科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)可根據(jù)科研主題或單獨(dú)或組成聯(lián)合體進(jìn)行申報，通過競爭獲得資金。同時，政府也會根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，委托科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)課題研究，如弗勞恩霍夫協(xié)會，約有三分之一的經(jīng)費(fèi)來自聯(lián)邦和州政府的項(xiàng)目委托。

在研發(fā)引導(dǎo)之外，政府還負(fù)責(zé)打造工業(yè)4.0環(huán)境。比如，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的下薩克森州專門成立政府作為大股東的下薩克森州管理學(xué)院，該學(xué)院會組織相關(guān)討論會，設(shè)置工業(yè)4.0課程，為轄區(qū)內(nèi)外的企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)。在大眾汽車總部所在地沃爾夫斯堡，該市經(jīng)濟(jì)促進(jìn)有限公司的工作之一，就是要促進(jìn)高校科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的技術(shù)對接。

與其他地方不同，德國工業(yè)4.0的研究凸顯了跨界綜合應(yīng)用和緊貼企業(yè)實(shí)際需求的兩大特點(diǎn)。

位于斯圖亞特的弗勞恩霍夫協(xié)會在去年新組建了工業(yè)4.0應(yīng)用中心，該中心有35名工作人員分別從不同研究所和不同的部門抽調(diào)而來，擁有不同的專業(yè)背景，同時在研究的過程中還會引入企業(yè)員工參與。又如卡爾斯魯厄理工學(xué)院的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，在智能醫(yī)療機(jī)器人研究中，也涉及計算機(jī)、裝備制造、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，甚至在研發(fā)的過程中就已經(jīng)考慮其商業(yè)模式及政府政策等問題。

無論是工業(yè)4.0應(yīng)用中心，抑或是卡爾斯魯厄理工學(xué)院，其科研方向均與企業(yè)實(shí)際需求密切相關(guān)。工業(yè)4.0應(yīng)用中心有關(guān)負(fù)責(zé)人說，該中心與工業(yè)領(lǐng)域有著非常好的合作，同時為工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供培訓(xùn)。從這兩個活動中，中心可以了解到工業(yè)領(lǐng)域所面臨的困難和問題以及他們最希望的前沿科技是什么，然后把這些信息作為一個科研項(xiàng)目立項(xiàng)。這個項(xiàng)目一旦成功了，就將成果轉(zhuǎn)化到工業(yè)企業(yè)里面去。

佛山實(shí)踐

佛山企業(yè)組團(tuán)亮相漢諾威工業(yè)博覽會，對標(biāo)全球先進(jìn)技術(shù)

嫁接德國經(jīng)驗(yàn)力求“彎道超車”

今年4月，佛山提出將建設(shè)成為中國“互聯(lián)網(wǎng)智能制造”試點(diǎn)城市，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助力供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。如今，智能化、數(shù)字化的無人工廠、3D打印、云制造、柔性制造、物聯(lián)網(wǎng)等新模式、新技術(shù)已經(jīng)在佛山制造集群中蔚然成風(fēng)。

在不久前落幕的漢諾威工業(yè)博覽會上，中國以約700家參展商的規(guī)模再次成為僅次于東道主德國的最大參展國。在中德工業(yè)服務(wù)區(qū)的組織下，嘉騰、利迅達(dá)、科達(dá)潔能等佛山制造的代表，首次參展便成功躋身到庫卡、ABB等國際機(jī)器人巨頭云集的核心展區(qū)。

作為珠三角機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的后起之秀，機(jī)器人集成商利迅達(dá)展出一款行走機(jī)器人。與常見的工業(yè)機(jī)器人不同，利迅達(dá)的行走機(jī)器人由一臺機(jī)械手與一臺移動的小車嫁接，通過設(shè)定其運(yùn)動參數(shù)和軌跡，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手在不同工位的自由移動，從而降低機(jī)械手的使用數(shù)量，提高整個工作單元的生產(chǎn)效率。該公司董事長霍錦添介紹，這款新產(chǎn)品受庫卡機(jī)械手的啟發(fā)，經(jīng)過大半年的研發(fā)而成，目前已在順德杏壇櫻奧廚具的無人打磨車間上開始試用。

“代表國產(chǎn)機(jī)器人行業(yè)來參加這種國際性的盛會，不能給中國人丟臉。”嘉騰機(jī)器人公司董事長陳友表示，此次帶來的AGV機(jī)器人“大黃蜂”和“小白豚”剛剛斬獲全球工業(yè)設(shè)計界最權(quán)威的獎項(xiàng)——德國紅點(diǎn)獎，其采用的陀螺儀定位慣性導(dǎo)航技術(shù)更是世界獨(dú)創(chuàng)。

目前，嘉騰機(jī)器人已經(jīng)打入日本汽車工業(yè)市場，并遠(yuǎn)銷土耳其、法國，希望通過這次參展進(jìn)一步開拓德國、匈牙利以及北歐的市場。同時，與全世界激光導(dǎo)航的領(lǐng)跑者瑞典Kollmorgen的戰(zhàn)略合作，將加快嘉騰在國際市場上拓展。

“中國作為制造大國有很大的優(yōu)勢，我們在不斷努力地追趕。”陳友表示，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才是支撐德國工業(yè)4.0的關(guān)鍵要素，中國也應(yīng)該學(xué)習(xí)德國的職業(yè)教育體系，提升智能制造上的整體競爭力。

曾多次赴德國考察的廣東寶麗雅實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司董事長葉中平則認(rèn)為，德國制造的高水平并非一蹴而就，其也經(jīng)歷過從量到質(zhì)的蛻變，而把握住互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的機(jī)遇，中國制造業(yè)完全有機(jī)會實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。

就在本屆漢諾威工博會上，佛山與德國漢諾威展覽公司正式簽約，將引入這一國際會展業(yè)巨頭為廣東（潭洲）國際會展中心提供運(yùn)營、管理、咨詢服務(wù)。霍錦添認(rèn)為，佛山制造應(yīng)該把握住這個中德合作的重要機(jī)遇。“專業(yè)展會如果能夠嫁接到佛山，能夠使行業(yè)上下游集約度更高，吸引更多世界性的技術(shù)、創(chuàng)新、人才要素集聚，推動佛山智能制造產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

對話

弗勞恩霍夫協(xié)會工業(yè)4.0應(yīng)用中心主任MartinLandherr：

建立“數(shù)字—物理”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)實(shí)時互動“工業(yè)4.0要實(shí)現(xiàn)兩個目標(biāo)，一是按照客戶的個性化需求進(jìn)行生產(chǎn)，二是要盡量不增加成本，使其與大批量生產(chǎn)的成本基本相同。”弗勞恩霍夫協(xié)會工業(yè)4.0應(yīng)用中心主任MartinLandherr說，這種情況只有通過數(shù)據(jù)化和信息化才能做到，因此必須建立一個“數(shù)字—物理”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時流動，讓人與機(jī)器、設(shè)備高度互動起來。

成立于1949年的弗勞恩霍夫協(xié)會是世界第一個工業(yè)研究所，也是第一個開發(fā)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智能化生產(chǎn)”技術(shù)和設(shè)備的研究所。作為德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的發(fā)起和推進(jìn)單位之一，該協(xié)會去年開始在斯圖亞特成立工業(yè)4.0應(yīng)用中心，匯聚不同領(lǐng)域的專家，研發(fā)和展示新技術(shù)。

記者：工業(yè)4.0要實(shí)現(xiàn)怎樣的目標(biāo)？

MartinLandherr：工業(yè)4.0最終的目標(biāo)，就是要在不提高成本的前提下，能夠做到個性化的定制生產(chǎn)。這是2000年以來全球工業(yè)生產(chǎn)變革的一個趨勢。產(chǎn)品不再是大批量地針對廣大消費(fèi)者的集體愛好，而是根據(jù)每個人的興趣愛好來做個性化產(chǎn)品。

記者：如何實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)？

MartinLandherr：小批量個性化定制生產(chǎn)，對整個產(chǎn)品的組織流程、生產(chǎn)流程要求非常高，也非常復(fù)雜，只有通過數(shù)據(jù)化、信息化管理，才能做到。主要是用“數(shù)字—物理”系統(tǒng)來組織生產(chǎn)。“物理”可以理解為看得見、摸得著機(jī)器、設(shè)備，“數(shù)字”則是看不見、摸不著的信息系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)結(jié)合在一起進(jìn)行生產(chǎn)。

為降低成本，需要一個動態(tài)的、實(shí)時的、可以自己組織生產(chǎn)的最優(yōu)化合作，包括企業(yè)內(nèi)部以及整個產(chǎn)品價值鏈條的合作。這里面涉及兩個概念，一個是信息實(shí)時傳遞，另一個是人與設(shè)備或機(jī)器實(shí)現(xiàn)互動。

記者：其中核心的要素是什么？

MartinLandherr：關(guān)鍵是利用好信息傳輸來更好地組織生產(chǎn)。我們今后的目標(biāo)是要達(dá)到實(shí)時控制和實(shí)時生產(chǎn)。過去，我們是依托經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計工廠生產(chǎn)，從當(dāng)天開始安排下一個星期的生產(chǎn)計劃。但在新的模式下，生產(chǎn)過程中的每一分鐘都可以有一個新的指令過來，然后立刻進(jìn)行調(diào)整。因此，我們現(xiàn)在要對所設(shè)計的工廠進(jìn)行實(shí)時信息記錄，然后實(shí)時映射到系統(tǒng)上，系統(tǒng)再根據(jù)這些信息來指揮生產(chǎn)。