从汉诺威透视工业4.0

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四月初，德国的一个小镇汉诺威，春天天气寒冷，人群拥挤，酒店价格异常高。一年一度的工业博览会到了。汉诺威工业博览会是世界顶级的工业盛会，它的趋势常常被视为未来工业的风向标。每年，这个展览吸引了来自世界各地的大量商人和游客。今年的展览会有来自世界75个国家和地区的6500家参展商。

八年前，在2011年4月举行的汉诺威博览会上，德国政府正式推出了“工业4.0”的概念。此后，相关讨论和交流持续了八年。什么是“行业4.0”？未来的行业是什么样的？中国已经迈出了哪一步？也许我们可以通过汉诺威博览会看到一些线索。

4月1日，机械臂在德国汉诺威博览会华为展区展出。山禺期

新一轮工业革命越来越近了

所谓的“工业4.0”是基于工业发展的不同阶段。一些学者也称之为“第四次工业革命”。

前三次工业革命的内容和时间节点是大家公认和熟悉的。“工业1.0”是“机械化”的时代，大致发生在1760年左右，一直持续到1840年左右。它标志着蒸汽机、煤和铁对工业革命的贡献，在工业革命中机器取代了人力；“工业2.0”是一个“电气化”的时代，大致发生在1870年左右，直到1915年左右，电、内燃机、新材料以及电报和无线电技术共同构成了这场工业革命；“工业3.0”时代大致发生在1945年，也就是第二次世界大战之后。计算机和电子数据的普及和推广带动了各行各业，也被称为信息技术革命，可以简单地概括为“自动化”。

在“工业4.0”时代，据德国联邦经济和能源部估计，到2020年，德国企业每年将在“工业4.0”相关技术上投资400亿欧元，包括工业机器人、人工智能、3d打印、虚拟现实等多项技术的广泛应用，这些技术被许多德国企业和专家简单地概括为“智能”。

与前三次工业革命不同，“工业4.0”是工业技术代际转换的前景。换句话说，前三次是在工业革命之后，当时人类从历史的角度回顾和总结了不同的时代，而这一次“工业4.0”是在这一变革的前夕或变革过程中由人们提出的。因此，不是每个人都同意“第四次工业革命”已经到来。也许几十年后，当技术突飞猛进，人们提出“工业5.0”的概念时，“工业4.0”的轮廓和界限逐渐清晰。

智能制造是什么样的

显然，“工业4.0”是一个渐进的过程。许多参与工业博览会报道的媒体记者每年都在探索新的亮点。世界各地的许多企业也贡献了自己的智慧，诠释了自己的想象力。5g、人工智能、数字结对、大数据、云计算、轻量级……这些正在成为“工业4.0”时代不可或缺的技术。

对外国人来说，这些术语深奥难懂，行业内的人在红色时似乎无法清楚地说话。在这次工业博览会上，海尔工业智能研究所技术总监石亨描述了未来生产冰箱的场景，这可能会增强人们对未来工业的感性认识:

生产前:用户想买一台冰箱，考虑要打开多少扇门，要煮多少个抽屉。企业根据用户提供的信息和需求，通过大数据和人工智能分析，立即向用户介绍几种设计方案。用户可以修改方案并最终下订单。

企业收到订单后，人工智能通过网络平台找到最稳定、最便宜的物料供应商，并通过无人驾驶卡车将其发送到工厂仓库。

在生产中:所需的零件和工具被运送到生产岛，运输机器人通过5g传输和机器交互语言传达所有定制的需求，并组装和形成它们。在这个过程中，机器可以相互通信。机器配备了大量的传感元件，这些元件既有“感觉”又有“视觉”，可以做出高度拟人化的方案和动作。

许多人描述未来的工业将是“发光工厂”。由于没有人的参与，也不需要照明，工厂里的机器人一天24小时都在工作。生产过程和结果可以反映在一个垫子上，关键的生产环节或质量检验环节由人控制。极端的情况是，只有当工业生产需要人类的创造力和艺术构思时，人类才会参与。

生产后:用户收到冰箱。冰箱部件的老化和可更换部件会通过面板及时提醒用户，并通知企业在家更换。同时，这些老化信息和使用信息也反馈给企业以改进设计和生产。

为了加深参观者的印象，海尔展台邀请每位参观者订购一台模型冰箱作为纪念品。定制的冰箱可以在大约10分钟内组装好。

石亨表示，这款冰箱的生产线为未来的智能产业提供了一个简单的缩影。在传统的工业生产中，由于不符合企业的成本效益核算，很难实现个性化定制，人们只能从企业提供的有限产品中进行选择。随着人工智能、工业机器人等技术的加入，个性化定制的生产成本将会大大降低，并且在未来的工业生产中将会越来越普及。

4月1日，德国汉诺威博览会海尔展区cosmoplat平台模拟演示由单拍摄

从生产线到装配岛意味着什么

事实上，定制生产可以在今天的工厂实现，比如在杯子上印不同的标志，在t恤上印不同的图案……但这些只是定制生产的初级阶段。

想象一下，如果一个汽车企业每天需要在一条生产线上生产数百辆汽车，每一个设计都是由用户定制的，具有不同的发动机配置、不同的灯布局、不同的开门、推拉和不同的涂层...目前的生产模式可能勉强令人满意，但生产成本对企业来说是难以承受的，生产速度对用户来说是不可接受的。

利用“工业4.0”时代的技术，企业将能够实现大规模定制生产。整个生产过程将更加灵活、个性化和定制化。

其中一些想法已经成形。在这次博览会上，德国汽车零部件和装配企业冠欧发动机有限公司将一个设想中的未来汽车装配模型车间搬进了展厅。新车间颠覆了20世纪初福特汽车公司创始人亨利·福特(Henry Ford)于1913年发明的工业装配线模式，代之以“装配岛”(Assembly Island)。

在车间里，几个自动搬运机器人搬运不同的零件，包括轮胎和门，它们与不同的装配工具相匹配，并被移动到车间工人那里，以自动提高所需的工作高度。工人们使用交付的电动扳手将轮胎和车门安装到车身上。安装后，搬运机器人将车身运送到下一步。

冠欧发动机公司的首席运营官约翰·泽德(John Zed)介绍说，装配线适用于同质产品的大规模生产，工人们做着简单而重复的工作。在“工业4.0”时代，个性化定制汽车必须配备不同的轮胎、不同的车门、不同的零件和工具，而机器人应该被运送到仓库去取零件，并把它们运送到装配岛。这种生产模式可以满足个性化生产的需要。

从生产线到装配岛，智能制造和大规模定制可能很快就会实现。

中国正在走向未来工业

值得一提的是，今年汉诺威博览会的6500家参展商中，中国参展商近1400家，超过五分之一。有提供领先通信技术的全球领先企业，有为世界上数十家领先企业提供可靠硬件的“隐形冠军”，也有主要学习过去先进理念和经验的展览团队。

本次展览的组织者德国会展公司董事长约翰·科克斯非常重视中国团体的参与。他说，一方面，中国是先进工业技术的最大市场，中国企业是“买家”；另一方面，中国是一些先进尖端技术的“卖家”。

客观地说，中国企业已经成为进入“工业4.0”时代的先行者，并且正在为未来的工业贡献智慧和解决方案；还有可靠和高质量的硬件供应商。毕竟，“工业4.0”需要传感器、控制器、螺丝和螺母；在前来世博会吸收营养的学习者和追随者中，可能会有未来的行业领袖。

工业和信息化部部长苗伟对中国工业的发展阶段有着清醒的认识。他曾经说过:

从工业阶段来看，德国的“工业4.0”战略是在先后完成1.0和2.0，基本完成3.0后提出的，这是一个自然的系列发展。中国制造业仍处于2.0和3.0并行发展阶段，因此有必要走2.0补习班、3.0推广和4.0示范并行的发展道路。因此，中国的工业现代化任务比德国更加复杂和艰巨。