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    1　前言

    期待已久的2015德國漢諾威工業博覽會（以下簡稱漢諾威工業展）于2015年4月17日正式落下了帷幕。參觀者帶著興奮、激動、疑惑、迷惘等各種各樣錯綜復雜的感受和心情離開了這一年一度的全球頂級工業展覽會，這種復雜的觀后感恰恰反映了大家對于這一擁有最大國際影響力的工業展示聚會期望值之高。毫無疑問，此屆展會中參觀者的最大關注點在于了解德國工業4.0的發展和成果。自從德國于“Hannover Messe2011”上提出工業4.0概念以后，漢諾威工業展已成為工業4.0發展的指南針和方向盤。2013年德國三大協會ZVEI、VDMA和BITCOM在漢諾威工業展上成立工業4.0聯盟，向德國政府提交了德國工業4.0戰略計劃及實施建議，全面地提出了行業未來發展的關鍵問題及智能工廠所需的解決方案。工業4.0聯盟希望利用漢諾威工業展這個覆蓋整個工業領域，展示從單個部件到功能齊全的產品乃至整個智能生產制造技術的技術平臺向全世界推動和宣傳德國工業4.0。 漢諾威工業展已成為全世界關注和觀察德國工業4.0發展現狀和前景的最重要途徑。作為工業4.0的同義詞，為工業4.0建立起一個展示、推動、學習、交流的大舞臺，特別對于企業的決策者來講可以通過參觀展會來考慮和制定未來企業和行業的發展戰略。

    如果說2014漢諾威工業展的焦點還在于推廣工業4.0的概念，試圖邁出進入工業4.0時代的第一步，通過展示新的工業革命增長潛力，使得客戶考慮做必要的投資準備。那么參觀者對于2015年的展會又有了更高和更新的期待和要求。參觀者要真正地感受工業4.0何去何從，工業4.0的發展路徑、成果及實例。 德國漢諾威工業展主席K?ckler博士在會前曾表示：“工業4.0 的到來比想象的更快。漢諾威工業博覽會的展商們將明確承諾，針對性地討論第四次工業革命的未來趨勢。更加專注于智能化、自動化工廠和能源系統的改造。”所以2015漢諾威工業展應該成為演示和實施工業4.0成果的一個盛會。

    但是，參觀者的愿望和期望是否在參加了展覽會后得到了滿足呢？參觀者是否已經看到所想看到的，是否已完全了解到自己想了解的呢？筆者此次在展會中與德國企業家、技術專家和工程人員進行了大量的開誠布公的技術交流和溝通，感到高興的是與交流者之間得到了許多的共識，使得筆者對于工業4.0在德國的現狀有了一個膚淺的了解，這里僅做個拋磚引玉的參觀小結，供大家討論。

    2　宣傳和推動工業4.0的盛會

    2015德國漢諾威工業博覽會在布局上與往屆展覽會基本相同，整個展會分為10大板塊：

    （1）工業自動化

    （2）數字工廠

    （3）能源

    （4）通訊及信息

    （5）風能

    （6）運動和驅動控制

    （7）工業供應鏈

    （8）空壓與真空技術

    （9）表面工業處理

    （10）科研和技術

    由于筆者主要的參觀的重點在討論和觀察工業4.0的進展上，所以重點參觀了工業自動化、數字工廠和通訊及信息相關的展館。今年的漢諾威工業展繼續以工業4.0為主題，大量的研討會都是集中在討論與工業4.0有關的主題，其內容包羅萬象，從工業4.0技術的發展，工業4.0的業務模式，工業4.0對資本社會的影響乃至對社會發展的作用等等。其中比較突出的是數字化工廠，M2M的生產模式，創新的生產供應鏈和智能能源，機器人技術，3D打印技術等。展會吸引了超過220,000名觀眾，創造了參觀人數新的紀錄。其中海外參觀人數為70000多人，就是說平均每三名觀眾就有一名來自海外的觀眾，又一次印證了展會的國際號召力。同時本屆展會吸引了來自70個國家和地區的6,550家參展商，規模之大，內容之豐富，成為近幾年來最有影力的一屆展會，進一步鞏固了其在全球工業展會行業中的領導地位。尤其是漢諾威工業展對推動工業4.0所發揮的重要作用，已深刻地影響著國際經濟政策的制定，對此參展商和觀眾對本屆展會都給予高度評價。為了進一步宣傳和推動工業4.0的理念，本屆展會主辦方通過與各界人士，包括企業、行業、政府智庫、技術權威和主要參展商等共同討論，提出了“集成產業，協作網絡”的展會主題。正如展會主席K.ckler博士在2015漢諾威工業展總結報告中所言：“2015年漢諾威工業展給參觀者一個明確的信息，工業4.0的時代已經到來，數字化、信息化的互聯技術進入生產制造業勢不可擋，這方面的研發正在加速進行。通過本次展覽會，智能工廠的理念更為清楚和具體。所以工業4.0并不再是一個口號，而是在實施之中。”不管如何評價，在展覽會上幾十萬人都在觀察和探索這些問題：德國是否已成為實現工業4.0的一個領先的工業強國？工業4.0是否已成為德國企業的“全民運動”？人們對于工業4.0的發展途徑是否清楚？是否已有工業4.0的產品推到了市場等等。展會圍繞這些問題進行了熱烈的討論，氣氛非常高漲。展覽會上安排的所有關于工業4.0的內容，如工業4.0參觀引導團隊報名都滿員，所有的研討會的發言報名名額都滿員，所有臨時增加的參加高層峰會和園桌討論的聽眾也是擁擠不堪。如何理解“集成產業，協作網絡”這一主題？為什么在工業4.0發展到今天提出這個口號？這充分表達大家對跨行業之間聯網和產業整合的強烈愿望。參展商力求解決“集成產業，協作網絡”的各個方面，展示其帶來的變革：更好的成本效益、產品質量和可持續性，從而提升的競爭優勢。

    3　大量以工業4.0為導向的演示裝置展示

    工業4.0這一在4年前誕生的新詞到如今已成為逢人必談的熱詞，充斥到漢諾威工業展的各個展館、論壇和企業標語上。

    其中有些部門宣稱工業4.0夢想已經部分成真，如按德國人工智能研究中心教授、智能工廠創始人德特勒夫?齊爾克所言：“工業4.0已經準備投入應用”，他也一再提到了由16家世界著名企業和研究機構共同參與研發的個性化的名片盒自動流水線，“這條流水線的生產過程是當個人訂制的信息通過射頻技術附加到產品零部件上，這些零部件就仿佛被植入智慧，在他們通過生產設備時，會自動向后者發送指令，指揮設備生產用戶個性訂制的名片盒，以顯示產品和制造機器如何進行彼此的通信。”教授認為這個設備是將產品、機器和人之間連接成為一個網絡物理系統，使現實世界和虛擬世界融合的重要示范項目。筆者認為這個項目的亮點不在于產品的生產，更關鍵的是如何將十幾家不同產品制造廠的技術整合在一起，將不同的機械裝置構成一個生產制造系統，其關鍵在于體現了標準化的力量。在同一標準化體系之下可以將許多生產環節靈活地無縫組合增減，這種“靈活性、模塊化”生產方式就是工業4.0發展的未來。

    在展覽會上代表IT技術的信息、通信和新媒體協會也公布調查結果，聲稱44%的企業已采用了與工業4.0有關的生產和技術模式。西門子公司在德國安貝格和中國成都建起工業4.0的示范工廠。其大部分生產實現了數字化，并獨立于實際生產進行仿真和優化。通過采用PLM制造執行系統，可以在一分鐘內更改產品和工序，顯著地提高了生產效率和靈活性。

    在展會上，為了充分展示工業4.0發展的成果，主辦方還專門組織了4條“工業4.0發展參觀之路”，由專門的展會向導帶領參觀者參觀28家參展商有關工業4.0的演示，試圖證明智能工廠已不再僅僅是一個概念。同時通過參觀，使人們對于工業4.0有更加感性的認知和了解，了解產品是如何指示機器，它們又是如何被處理，產品可以從原來的CAD，CAM/CAE設計圖一直到控制系統所采用的固化軟件來告訴生產制造系統整個生產的流程。同時生產系統可以通過標準化彼此連接和通信。從而證實工業4.0所推廣的基于CPS信息物理系統的智能制造的理念，已從概念成為現實。一個以產品全生命周期和全制造流程的數字化以及基于信息通信技術的嵌入式模塊集成為特點的高度靈活、個性化、數字化的生產與服務的模式正在形成。帶著好奇、驚訝的心情筆者也跟隨了參觀人群對四條參觀之路進行了觀察，同時也與這些生產廠商做了深刻的交流。這四條參觀路線首先從8號館智能工廠介紹開始，然后分別引導有以下廠家組成的路徑：

    路線一：PSIPEN軟件公司-SAP管理軟件公司-ABB機器人公司-HARTING應用技術公司-RITTAL公司-Colfax FluidHandling 公司-Festo 公司。

    路線二 ： 貝加萊公司- E + H 公司-Weidmueller公司-Schaeffler公司-Bosch/Rexroth公司- Fraunhofer IPT OWL 研究所和 Centrum Industry CIIT OWL。

    路線三：Phoenix Contact公司-SICK公司-Beckhoff公司-P+F公司-PILZ公司-ARBURG公司-KHS公司。

    路線四 ：T-Systems 公司-Ifm電子公司-Siemens公司-Phoenix Contact 公司-Accenture公司-Micro Sof tware公司-Bosch 軟件公司。

    這里簡單介紹一下三個演示裝置：

    （ 1 ） 由德國菲尼克斯、威圖和EPLAN共同演示的連接器組裝和控制柜安裝自動化流水線。

    在本屆展會上，相對來講， 由菲尼克斯、威圖及EPLAN共同演示的按訂單要求各種機器人自動組裝連接端子然后經過RFID掃描后自動安裝在所指定的控制箱的位置上的生產系統引起了人們很大的興趣。 整個系統由四大部分組成：①讀出EPLAN軟件描述的數字化的端子組裝的訂單。②自動組裝單元：由機器人按照EPLAN訂單的要求，自動將各種連接端子安裝在導軌上。③標識符打印單元：按照EPALN訂單的要求，3D打印機自動對安裝在導軌上的連接端子上的標識帶進行字符打印。然后通過視覺測試（照相機）對連接端子安裝位置是否正確，打印的字符是否正確進行測試和校驗。④自動安裝在所指定的控制柜的位置上。經過校驗安裝在導軌上的端子通過一個RFID將存儲的信息讀出。然后機器人按照RFID讀出的信息將組裝好的端子排安裝到控制柜的正確的位置。整個設備采用了機器人控制、視覺控制、CAD/CAM的EPLAN軟件、RFID技術、自動化控制技術、識別技術。在機械結構設計上采用了功能模塊化的單元結構。三個功能工作站：分別為端子自動組裝單元，標識符打印及檢測單元和端子排自動安裝單元。由于采用了模塊化的結構，這三個單元可以按照實際的生產需要任意地組合和增加。 同時所有的連接端子盒也可以按照需要進行調換，滿足小批量、多品種生產的需要。值得一提的是這個演示裝置已得到了實際的應用，從這個裝置上我們看到了滿足工業4.0設想的一些方法，采用RFID、視覺控制、機器人、生產過程控制，尤其產品描述的數字化、生產管理的數字化等是值得贊賞的，但是否融合了互聯網技術， 甚至對于這個系統是否需要互聯網技術，仍值得進一步探討。

   （2）由IFM公司演示的優盤人名打印自動化流水線。

IFM公司是德國一家著名的傳感器生產廠商，其關注現場總線底層的通信研究，除了一直在開發具有AS-I通信接口的傳感器，同時也積極參與了IO-Link通信接口的開發。IFM展示的設備是一個優盤自動人名打印裝置。參觀者將自己的名字寫給一個操作員，操作員將其名字輸入計算機里，優盤在整個流水線按照傳感器的安排進行傳輸，到達3D打印單元時， 3D打印機按照計算機輸出的名字進行打印，打印完畢后，HMI做出狀態顯示。參觀者就可以拿到刻有自己名字的優盤了。我想其用意就在于體現個性化的生產，是否有很大的應用價值還需進一步的探討。

   （3）由德國CIIT LEMGO大學演示的漢高自動化組裝線。

    CIIT 是德國工業IT的研發中心，坐落在Lemgo應用大學。這個研發中心也是德國It’s OWL工業4.0研發群的主要研究單位。其主要的研究方向是自適應，人性化的操作界面和提高能效。其中一個集成的智能工廠OWL的適應基地是他們進行研發的主要設備和裝置。這次他們展出了正在研發的新的自動化LOGO組裝流水線。其設備有以下特點：

    （1）采用GOOGLE眼鏡進行選擇原件， 降低勞動強度。

    （2）采用模塊化的功能單元、選料單元、運輸單元、組裝單元、打印單元等實現產品制造流水線。

    （3）具有進行功能單元添加和減少的自適應軟件。

    （4）采用統一的通信接口可以將不同廠家提供的設備有機地結合起來。演示裝置的本意是希望展示如何實行生產制造系統的靈活性和操作的方便性以及機器人控制技巧的完整性。由于整個設備還在研發之中，在展會上我們無法看到所有的精華。

    從這些展示中可以歸納出三點，即德國的科研團隊、企業的研發部門都在開發或試圖實現工業4.0的基本要素——數字化產品， 數字化制造， 數字化工廠。從技術發展的現狀來看，主要研究自動化和數字化有機的集合。所以大家能看到的大多數是一些自動化流水線，或許加了些機器人或CAD/CAM/CAE的軟件。 與大家所想象的工業4.0的遠景有一定的差距。這就是所謂的工業4.0嗎？

    工業4.0是要達到什么目標呢？一些能刻不同名字的優盤，一些能按訂單來自行組裝的自動化流水線，一些加了RFID傳感器而了解產品的特性和特征的加工準備工作等等，就是工業4.0了嗎 ？實際上許多參觀者并沒有被參展商所展示的演示裝置所信服。工業過程是否已經很好地解決網絡化結合的問題？是否表示第一階段基礎已經完成，我們已經融和在互聯網絡之中了呢？由于幾乎所有的演示設備都無法體現智能化、自適應和靈活性的功能，這些疑問都深深地留在了許多人的腦海里。可能沒有答案，但是作為進一步思考的課題和方向仍需討論和交流。

    4　大量對工業4.0困惑的反饋

    不同企業對于工業4.0的解讀不盡相同，各自開發的方向也不同。制造商偏重于產品的數字化，認為產品應該成為信息載體。軟件提供商打出口號——網絡相連工業。而工程解決方案提供商專注于智能設計和生產鏈的自動化。也有些人認為工業4.0純粹是一個時髦的宣傳。人們期望至少工業4.0將會帶來兩類改變，一部分制造業企業改變陳舊的生產方式，另一種改變是企業在銷售產品的同時提供相應的服務。但是德國信息技術服務CSC組織對德國、奧地利、瑞士德語三國中900名企業家進行了調查，調查結果顯示其中一半的公司不了解工業4.0，德國企業也有40%不了解工業4.0將對本企業帶來的利益。還有25%企業雖然知道工業4.0這個所謂的概念，因為各種定義的文本多如上百個以上，無法理會其內涵。所以許多中小型企業還沒有制定對策。更為困惑的是，在展覽會大家都在尋找工業4.0的產品，好多公司也聲稱自己有工業4.0的產品。但是實際上就是現成的產品，也無法清晰地解釋其對于構成工業4.0的解決方案的作用和用途。正在制定標準的一些德國同事非常坦率地講：到目前為止，市場上還沒有一個真正的工業4.0的產品。因為按照工業4.0的描述：未來擁有工業4.0技術的智能工廠可以根據你事先設定的個性化定制來生產消費者專屬的個性化產品。而所有的零部件都將在一個流水線上完成。計算機會智能選擇材料進行生產并完成最終的產品。這種生產方式將使得資源利用最大化，能源利用效率最高化，同時人類也能實現工業生產安全的最大可靠性。

    為此，當前在對于工業4.0的討論中出現了兩個關系：即“工業4.0”現狀與未來的關系和“工業 4.0”生產制造方法與互聯網業務模式的關系。工業4.0將一個傳統的制造工業貼上了高科技的神話，原來簡單的制造工藝突然變得如此的復雜和不可思議，形成了新工業革命巨大的推動力。所有的德國政治家和企業家以及有志人士都有共同的認識，推動工業4.0將提高德國的競爭能力，75%VDE的成員（企業和大學）被調查認為是可行的。

    德國是世界上最大的機械制造商，德國工業的四分之一與制造行業有關，其長期的領先地位成為德國經濟發達、生活美好的基本保障。德國必須依靠新的生產制造業革命，使得德國繼續占領生產制造領域的制高點。所以在今年無論是德國總理還是經濟部長都期望看到通過漢諾威工業展覽會能將工業4.0這個概念推向全球，作為工業發展的指南針。但另一方面，無論是德國企業家協會總裁Grill，還是ZVEI主席Loh都在抱怨工業4.0在德國的推動太慢，德國將會失去全球工業領袖地位，美國在工業軟件已超過了德國等等。德國總理也一再呼吁制造業的領導者們必須與其他領域合作。VDE董事VDI/VDE自動化委員會主席Dr.Bettenhausen也一再呼吁面對工業4.0的挑戰必須建立一個網絡，其中機械制造，電子電氣和IT需要互相交流和合作，如IT支撐的自動化解決方案、智能電網技術、新的生產方式如3D打印或工業機器人，這樣才能加快工業4.0前進的步伐。

    今年的展會顯示的內容也慢慢地使得所有的擔心成為現實，美國實現工業4.0的速度大大超過德國，中國在推動智能制造的勢頭勢不可擋。盡管目前德國在許多領域和制造生產線還占有一定優勢，有些很好的案例，但是距離工業4.0的目標還非常遠。為了加速工業4.0的發展步伐，在CEBIT會議上德國的經濟部長和科研部長宣布將由ZVEI、VDMA和BITCOM協會組成的工業4.0平臺上升到整個社會和政治的高度，改為“Platformindust r4.0”。德國副總理、經濟部長Gabriel明確提出要求各企業公司必須加快研發的步伐，要盡快地將研發的成果應用到實踐，成為可復制的樣板工程，同時要盡快地確定一個新業務的模式。

    不過值得注意的是，盡管提出工業4.0的德國也還在探索階段，未來工業4.0能發展到什么程度，給人類的實際生產活動帶來哪些便利還無法預測。但是對于工業4.0，德國媒體、企業、政府都持樂觀的態度。他們一致認為將工業4.0作為德國的戰略國策是繼續占領生產制造領域制高點的唯一保證。我們必須拭目以待，緊緊關注新的動向，將“中國制造2025”的戰略進行到底。中國本身是個制造大國，目前人工成本上升，原材料價格波動，生產制造水平粗拙性，自動化程度低下性，也使得我們在生產制造領域遇到了極大的瓶頸和挑戰。而工業4.0的理念有助于提高效率，降低生產成本，提高生產的靈活性以滿足消費者的個性化的需要。同時中國擁有大量高科技公司以及潛力巨大的移動互聯網和電子商務產業，為實現工業4.0的互聯網與自動化的結合提供了技術基礎。所以我們可以利用工業4.0的理念為解決一些中國制造業面臨的更深層次的問題做借鑒，中國制造企業的角色應從生產商向生產服務提供商轉變，服務創新是制造企業的下一個戰略高地。他山之石，可以攻玉。作者將在參展感受之二中談一些借鑒工業4.0的經驗來推動“中國制造2025”的一些膚淺的體會。

    摘自《自動化博覽》6月刊