漢諾威應(yīng)用科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授赫爾貝格認(rèn)為，“工業(yè)4.0所需要的技術(shù)并不新，工業(yè)4.0更多是如何利用好這些已有的技術(shù)將生產(chǎn)串接起來邁向虛擬生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度靈活的生產(chǎn)。”

“無人化”工廠里的信息力量

沃爾夫斯堡的大眾汽車總部的玻璃體“倉庫”內(nèi)，一輛輛已被訂購的大眾汽車分格儲存。來取車的客戶只需輸入一個(gè)電子指令，“倉庫”內(nèi)的大型機(jī)器手就緩緩伸起，準(zhǔn)確地停在相應(yīng)車前，伸出八爪魚般的“觸手”吸附著車軌，平穩(wěn)地將車抽取出降至底部，再通過內(nèi)部隧道直接送達(dá)客戶跟前，整個(gè)過程不超過5分鐘。

這是大眾的智能車庫，整個(gè)終端取車過程已全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在這終端背后，是德國工業(yè)4.0應(yīng)用最前沿的領(lǐng)域：汽車制造。從一片鋼板到最后整車下線，全部在信息化的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)。

柏林時(shí)間4月21日中午，德國調(diào)研組走進(jìn)位于慕尼黑奧林匹克體育場附近的寶馬總部工廠。三層樓高的噴涂車間內(nèi)，只聞機(jī)器臂運(yùn)行的轟鳴聲，卻罕見工人。當(dāng)寶馬汽車外殼被送入噴涂車間，一臺臺“披”著銀灰色“衣服”的機(jī)器人臂開始忙碌起來。

靈活的一號機(jī)器臂滑動(dòng)在軌道上，用細(xì)細(xì)的“手指”打開左邊兩道車門，再穩(wěn)穩(wěn)地扶一下。相比人輕重不一的力度，它每次開門都相當(dāng)柔和，力度控制得恰到好處，幾乎每一個(gè)車門打開角度都維持在45度左右。隨后，它往前滑行掀開車前蓋，轉(zhuǎn)了下“手腕”，開始進(jìn)行360度的噴涂。

就在車門被打開的同時(shí)，接到指令的二號和三號機(jī)器臂開始進(jìn)行兩邊的車框噴涂。整個(gè)過程，靈活的機(jī)器臂就如跳舞一般自帶韻律。噴涂完成，二號機(jī)器臂隨即將車門關(guān)上?！芭九尽眱陕暫?，車輛迅速被送往下一個(gè)環(huán)節(jié)，三個(gè)機(jī)器臂優(yōu)雅地轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)“頭”，安靜地縮回至工位上，等待下一輛車的到來。

在寶馬工廠里，這樣的“小團(tuán)隊(duì)”合作是每道自動(dòng)化工序的常態(tài)。裝配車間內(nèi)，安裝在車間面板上的幾個(gè)攝像頭猶如人的“眼睛”，正等待寶馬車架的到來。

在機(jī)器臂安裝車身鈑金塊前，每只“眼睛”都會在自己的“崗位”上，對每塊鈑金塊進(jìn)行“體檢”，收集好數(shù)據(jù)，并即時(shí)傳送至后臺進(jìn)行儲存。隨后，一旁的機(jī)器臂將“體檢”完的鈑金塊安置到位，并撤走自己的機(jī)器。幾乎同時(shí)，另外兩臺機(jī)器臂立刻跟上，將這一鈑金塊牢牢焊接到車身中。

流暢的信息溝通和機(jī)器合作，使寶馬汽車的每一道生產(chǎn)工序都保證在58秒內(nèi)完成。也因此，在寶馬工廠內(nèi)，“平均58秒就能生產(chǎn)一輛車?！必?fù)責(zé)接待的寶馬負(fù)責(zé)人介紹。

地球“賽博坦”里的人機(jī)協(xié)作

當(dāng)寶馬全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的時(shí)候，在德國企業(yè)中，這種模式是不是全部實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用？就在離寶馬總部工廠約10公里的MAN公司，調(diào)研組看到，這里更多是通過人機(jī)協(xié)作開展生產(chǎn)。

MAN公司是世界上最著名的重型卡車生產(chǎn)企業(yè)之一，是世界500強(qiáng)公司，現(xiàn)在已經(jīng)被大眾集團(tuán)收購。在它位于慕尼黑的廠區(qū)，主要生產(chǎn)TG系列重型卡車，在這里可以實(shí)現(xiàn)重型卡車的“全過程生產(chǎn)”。有不少人將這里戲稱為地球的“賽博坦”，專門批量生產(chǎn)變形金剛“擎天柱”。

走進(jìn)MAN工廠，在一輛“擎天柱”正在裝配的底盤前，根據(jù)訂單的特殊需求，幾名工人正在裝配螺絲?！霸谶@個(gè)工位，當(dāng)擰螺絲的機(jī)器手來到四個(gè)特殊螺絲位之后，要由工人在后方按下控制鈕進(jìn)行安裝?！睅ьI(lǐng)調(diào)研組參觀的員工MatthiasLessel說，這個(gè)環(huán)節(jié)中，工人指引機(jī)器手正確落位后，再控制機(jī)器人迅速上螺絲，保證了這道工序的快速完成。

他介紹，這里的工人都是熟手，再加上機(jī)器人的應(yīng)用，所以每個(gè)環(huán)節(jié)，他們都能夠設(shè)定最優(yōu)時(shí)間，然后搬運(yùn)機(jī)器人就會根據(jù)工廠早已設(shè)定好的程序走向下一個(gè)工位，進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的操作。

這只是MAN工廠人機(jī)協(xié)作的一角。雖然并沒有如寶馬一樣實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化生產(chǎn)，但MAN工廠仍然很好地將人機(jī)協(xié)作在工業(yè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行了應(yīng)用。MatthiasLessel說，首先，搬運(yùn)機(jī)器人減輕了工人定時(shí)搬運(yùn)之苦，減低了在這個(gè)環(huán)節(jié)所造成的時(shí)間與人力的浪費(fèi)。其次，卡車上共性的東西他們早已通過自動(dòng)化生產(chǎn)線上的機(jī)器人進(jìn)行裝配。最終，涉及到不同型號的重卡個(gè)性化的裝配件，才是由工人進(jìn)行裝配。

為何MAN工廠不采取全面自動(dòng)化？MatthiasLessel告訴記者，他們每天最多生產(chǎn)約200輛重卡，且產(chǎn)品有強(qiáng)烈的個(gè)性化色彩，為了達(dá)到生產(chǎn)效率與控制成本的平衡，他們并沒有在生產(chǎn)線全面應(yīng)用機(jī)器人生產(chǎn)。

MatthiasLessel進(jìn)一步解釋，不同型號的重卡部件安裝都有其特殊性，對于他們這樣非大批量生產(chǎn)的企業(yè)來說，全面投入自動(dòng)化的產(chǎn)出比并不劃算。故他們更多的還是通過人與機(jī)器的協(xié)作實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，既保證生產(chǎn)效率，又最大限度地減輕成本。

信息技術(shù)串接起來的虛擬生產(chǎn)

無論是寶馬總部工廠大規(guī)模無人化工廠，還是MAN公司的人機(jī)合作的工廠，這種基于信息化的技術(shù)此前在德國各類企業(yè)中已有廣泛應(yīng)用。在德國調(diào)研組走訪的過程中，無論是德國企業(yè)一線從業(yè)者，抑或德國研發(fā)人員、經(jīng)濟(jì)學(xué)者均認(rèn)為，工業(yè)4.0并不是一項(xiàng)新鮮技術(shù)，也并非政府倡導(dǎo)后才熱起來的應(yīng)用。

漢諾威應(yīng)用科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授赫爾貝格曾擔(dān)任格戴姆勒·克萊斯勒股份公司高級經(jīng)理，在奔馳公司負(fù)責(zé)信息化應(yīng)用，也多次為中國企業(yè)提供信息化培訓(xùn)。他說，現(xiàn)在各種概念層出不窮，但容易造成迷失。比如很多人認(rèn)為智能手機(jī)有“腦袋”，實(shí)際上其智慧并不是來自手機(jī)本身，而是依靠其背后強(qiáng)大的信息體系支撐。

回到當(dāng)下熱議的工業(yè)4.0，不久前該大學(xué)曾面向漢諾威地區(qū)做過一項(xiàng)專題調(diào)查，結(jié)果顯示大企業(yè)離工業(yè)4.0比較近，而大多數(shù)的中小企業(yè)離工業(yè)4.0比較遠(yuǎn)。但赫爾貝格說，調(diào)查進(jìn)一步追問就發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上很多企業(yè)都在做虛擬網(wǎng)絡(luò)，這本身就是工業(yè)4.0的一部分，只是他們沒有意識到而已。

“工業(yè)4.0所需要的技術(shù)并不新?！焙諣栘惛裾f。比如數(shù)據(jù)庫的概念在40年前就已經(jīng)有了，ERP也是每家中國企業(yè)都知道的技術(shù)，“因此，工業(yè)4.0更多是如何利用好這些已有的技術(shù)將生產(chǎn)串接起來邁向虛擬生產(chǎn)?！?/p>

虛擬生產(chǎn)即依靠信息的傳送，用虛擬的設(shè)備把上下游價(jià)值鏈中看得見的生產(chǎn)設(shè)備組織起來，實(shí)現(xiàn)高度的靈活生產(chǎn)。

比如在軟件供應(yīng)領(lǐng)域，企業(yè)可把一個(gè)訂單分解成為若干個(gè)小模塊，分包給不同的合作伙伴，最后組合成為一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)另一個(gè)訂單需要不同的產(chǎn)品時(shí)，它立馬又可以將各種小模塊進(jìn)行靈活組合，形成新的產(chǎn)品。“未來的工業(yè)生產(chǎn)也是這樣，企業(yè)可能有很多生產(chǎn)插頭和接口，不同的組合就能生產(chǎn)不同的產(chǎn)品?！焙諣栘惛裾f。