毋庸置疑，汽車業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。隨著汽車生產(chǎn)自動化的程度越來越高，汽車廠商的工廠機(jī)器人越來越多，然而這還不夠。目前，德國正在不斷推進(jìn)“工業(yè)4.0”規(guī)劃，“工業(yè)4.0”是指大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)合，德國制造商開始紛紛加速提升其生產(chǎn)制造的智能化水平，作為德國經(jīng)濟(jì)支柱的汽車制造業(yè)自然也不會落。

除了自動化，德國車企在制造領(lǐng)域、更朝著智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。實(shí)際上，很多汽車制造商早就開始使用機(jī)械臂代替工人進(jìn)行高精度作業(yè)，這些機(jī)器人大多被固定在裝配線的某一位置，進(jìn)行著機(jī)械性操作?，F(xiàn)在，車企希望工業(yè)機(jī)器人變得更加智能化，能主動參與生產(chǎn)過程。此外，他們還運(yùn)用大數(shù)據(jù)在旗下工廠建立智能物流系統(tǒng)，讓其工廠的自動化程度進(jìn)一步升級。

工業(yè)機(jī)器人更加智能化

近日，大眾集團(tuán)材料與制造研發(fā)負(fù)責(zé)人費(fèi)希爾在一次研討會上表示，在貫徹“工業(yè)4.0”規(guī)劃方面，大眾集團(tuán)正在思考怎樣讓工業(yè)機(jī)器人變得更加智能化，讓其能自由移動，更好地參與生產(chǎn)的全過程。對于大眾集團(tuán)而言，未來智能化工廠的一個關(guān)鍵所在就是那些能在整個工廠內(nèi)自由移動、可以自己決定下一步做什么的高度智能機(jī)器人。

關(guān)于大眾集團(tuán)如何踐行“工業(yè)4.0”的問題，費(fèi)希爾回答道：“我們正在討論使用機(jī)器人提高生產(chǎn)自動化程度，而且是可以自由移動的機(jī)器人。”他繼續(xù)說：“大眾集團(tuán)希望未來的工業(yè)機(jī)器人足夠智能化，可以自行決定生產(chǎn)流程。”這是大眾集團(tuán)對于“工業(yè)4.0”如何改變汽車制造業(yè)的一大設(shè)想。

德國克勞斯瑪菲塑料機(jī)械公司技術(shù)主管萊因哈德·希弗表示，目前“工業(yè)4.0”并沒有完善、確定的定義。他認(rèn)為，在某種意義上，制造商可以利用科技公司開發(fā)的數(shù)據(jù)截取和分析技術(shù)，再深入地應(yīng)用于生產(chǎn)制造。操作人員可以準(zhǔn)備好所有原材料和零部件，設(shè)定好機(jī)器在何時啟動生產(chǎn)，讓機(jī)器人進(jìn)一步組織生產(chǎn)工作。“在不久的將來，我們將會看到更多人機(jī)之間的互動，而且在這一領(lǐng)域會實(shí)現(xiàn)一定程度的標(biāo)準(zhǔn)化。”他說。

費(fèi)希爾表示，除了可以在工廠內(nèi)自由移動的智能機(jī)器人，“工業(yè)4.0”在汽車制造方面還有很多不同的表現(xiàn)。例如，現(xiàn)代化工廠都開始聯(lián)網(wǎng)，以便搜集數(shù)據(jù)，幫助提高工廠內(nèi)部物流和資源使用效率。對于大眾集團(tuán)的客戶，相比大批量生產(chǎn)的汽車，“工業(yè)4.0”工廠可以提供更多個性化的潛在選擇。

智能物流構(gòu)建現(xiàn)代化工廠

在“工業(yè)4.0”時代下，客戶需求個性化，產(chǎn)品創(chuàng)新周期縮短，生產(chǎn)節(jié)拍加快，這不僅是生產(chǎn)型企業(yè)面臨的重要課題，也是對支撐生產(chǎn)的物流產(chǎn)業(yè)提出的巨大挑戰(zhàn)。近期，寶馬打造了一款以i3電動汽車電池為動力的自動駕駛運(yùn)輸機(jī)器人，該機(jī)器人目前已在寶馬位于德國瓦克斯多夫的創(chuàng)新園內(nèi)測試。這款智能機(jī)器人被用來運(yùn)輸寶馬整個物流中心的滾筒式集裝箱。

這款自動駕駛運(yùn)輸機(jī)器人是寶馬智能物流項(xiàng)目(也被稱為“寶馬企業(yè)實(shí)驗(yàn)室柔性物流”)的一大進(jìn)展，該項(xiàng)目于2015年9月啟動，由寶馬和德國弗朗霍夫物流研究所合作進(jìn)行，致力于研究物流運(yùn)輸方面的未來解決方案。除了物流領(lǐng)域，該智能運(yùn)輸機(jī)器人未來還將在寶馬的包裝和裝配領(lǐng)域投入使用。

據(jù)悉，這些可供回收使用的i3電動汽車鋰離子電池，充電一次至少能保證該智能機(jī)器人運(yùn)行8小時，足以支撐一整天的工作時間。寶馬集團(tuán)供應(yīng)副總裁德克·德勒埃表示：“智能運(yùn)輸機(jī)器人是寶馬集團(tuán)在生產(chǎn)物流的數(shù)字化和自動化方面的重要突破。這個創(chuàng)新項(xiàng)目將加速寶馬運(yùn)輸鏈的運(yùn)行，在物流和生產(chǎn)上能更快、更靈活地適應(yīng)不斷變化的需求。”該智能運(yùn)輸機(jī)器人“個頭”只有箱子大小，通過無線電發(fā)送器控制。據(jù)悉，寶馬的智能運(yùn)輸機(jī)器人將在今年年底之前批量生產(chǎn)，投入使用。

此外，寶馬還在其工廠引入智能化能量管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)(iEMDS)，該系統(tǒng)基于智能儀表打造，可以不間斷地測量生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)器人的能量消耗，并把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到公司中心大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)不僅使生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)低能耗、高產(chǎn)出，而且還能保證產(chǎn)品的品質(zhì)。智能化能量管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)也是寶馬“工業(yè)4.0”生產(chǎn)理念的組成部分。

打造“工業(yè)4.0”原型車

費(fèi)希爾表示，大眾集團(tuán)從2013年開始才真正在該集團(tuán)執(zhí)行嚴(yán)格意義上的“工業(yè)4.0”規(guī)劃，不過其發(fā)展速度很快。截至目前，大眾集團(tuán)已經(jīng)成功打造一款具有“工業(yè)4.0”概念的原型車，這款車每一個零件都裝有RFID(射頻識別)芯片或者可掃描的編碼。費(fèi)希爾說：“因此，這輛車每一個零件的所有信息都可被查詢到，包括產(chǎn)地、制造工藝以及使用情況。”

這種產(chǎn)品開發(fā)過程將對汽車的維修保養(yǎng)起到很大幫助。“工業(yè)4.0”將根本性地改變汽車開發(fā)制造過程。制造業(yè)管理流程的復(fù)雜性日益增長，這是大眾致力于投入“工業(yè)4.0”研發(fā)的一大動力。目前，大眾集團(tuán)在全球有115家工廠，12大品牌以及280多款車型。大眾預(yù)計(jì)，該公司的“工業(yè)4.0”規(guī)劃將大大縮短新車開發(fā)時間，并能對旗下車型實(shí)現(xiàn)更加系統(tǒng)化的管理。

奔馳在去年的法蘭克福車展上發(fā)布了一款I(lǐng)AA概念車，該公司在設(shè)計(jì)這輛車時就明確提出了“工業(yè)4.0”的概念。在奔馳看來，“工業(yè)4.0”的關(guān)鍵在于數(shù)字化，并將它貫穿于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造階段。這款概念車也揭示了未來奔馳S級、CLS級等車型的設(shè)計(jì)語言。

很多人談到“工業(yè)4.0”，都認(rèn)為未來機(jī)器人將徹底取代工人，生產(chǎn)自動化程度會提升至100%，工廠實(shí)現(xiàn)完全無人化。實(shí)際上，這是一個很大的誤區(qū)，在“工業(yè)4.0”的起源國——德國并沒有這樣的概念。

前不久，奔馳甚至“趕走”了一些在德國工廠奔馳S級生產(chǎn)線的機(jī)器人。這是怎么回事?原來，奔馳S級現(xiàn)在提供的個性化配置選項(xiàng)越來越多，例如碳纖維內(nèi)飾、加熱和制冷杯架等，目前的工業(yè)機(jī)器人似乎還不夠“聰明”，無法高效地完成這些個性化的需求。隨著個性化與定制化成為拉攏當(dāng)今消費(fèi)者的關(guān)鍵所在，人類的靈活性和敏捷性在奔馳裝配線上表現(xiàn)得淋漓盡致。

“機(jī)器人不能滿足我們要求的生產(chǎn)定制化需求。”奔馳生產(chǎn)總監(jiān)馬庫斯·謝弗說。“盡管機(jī)器人非常善于一些固定的、高強(qiáng)度、機(jī)械性的工作，但是它們并不適應(yīng)情況的變化，尤其是在車企旗下車型變得越來越多，每款車型的新功能讓人眼花繚亂的情況下。

當(dāng)然，機(jī)器人不可能在汽車組裝廠消失，但是它們未來會變得更加輕便，更加靈活，而且與人類同事共同協(xié)作。在“工業(yè)4.0”時代，機(jī)器人并不會取代工人，新的智能機(jī)器人能夠與工人和諧共處、一起工作，使得生產(chǎn)同時兼具自動化的高效以及手工的靈活與技巧。

目前，奔馳、寶馬和奧迪都在測試輕量化、搭載傳感器的機(jī)器人，以使機(jī)器人與工人合作時足夠安全。汽車制造商需要迎合消費(fèi)者的個性化需求。對奔馳而言，這意味著到2020年，他們將增加30款車型，打造10款全新內(nèi)飾風(fēng)格，增加一些顧客自定義選項(xiàng)，比如竹紋內(nèi)飾、內(nèi)飾香氛以及情景化照明。“在提高自動化水平的同時，我們也讓工人在工業(yè)化生產(chǎn)過程中發(fā)揮更大的作用。我們需要變得更加靈活高效。”謝弗說。