“工業(yè)4.0”“智能制造”“機器人工廠”……今年以來，這些熱詞流行網(wǎng)絡(luò)，然而，究竟是什么概念，許多人并不知情。記者近日走進同濟大學嘉定校區(qū)的國內(nèi)首個“工業(yè)4.0-智能工廠實驗室”，在這里一覽無遺。
一條流水線產(chǎn)品各不同
“當前世界工業(yè)發(fā)展進入以物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)為主要特征的新階段。”同濟大學中德工程學院教授陳明說，工業(yè)4.0由德國政府在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上首次提出，寓意人類將迎來以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自組織為標志的第四次工業(yè)革命。概念一經(jīng)提出，立即在全球掀起了新一輪研究與實踐熱潮。而工業(yè)4.0無疑成為打造中國制造未來升級版的方向。
為了讓工業(yè)4.0從概念走向工程實踐，同濟大學中德工程學院與德國科研機構(gòu)合作，歷經(jīng)1年時間共同建成這一新型實驗室。實驗室將采用開放模式，服務(wù)于同濟大學教師教學與科研、大學生科技創(chuàng)新及校企合作，著力培養(yǎng)卓越工程師人才。
4.0實驗室與普通實驗室有何不同?記者在實驗室看到，這里有機器人、數(shù)控車床、數(shù)控加工等中心加工設(shè)備、機器人滑行導(dǎo)軌、變頻傳送帶、智能照相機、多臺服務(wù)器、控制軟件和服務(wù)軟件等一系列硬件設(shè)備和支撐軟件。“一條流水線上所生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以各不相同。”陳明教授介紹，各加工工件攜帶了電子標簽，內(nèi)置了所有用戶定制化的加工任務(wù)，它可自行與機器人、機床等加工設(shè)備進行通訊，完成既定的加工任務(wù)，并可智能檢測產(chǎn)品質(zhì)量，“這種方式改變了原有大規(guī)模的批量生產(chǎn)、大規(guī)模有限定制，實現(xiàn)了大規(guī)模的個性化定制。”
記者了解到，在下一步工作中，實驗室還將引入智能立體倉庫、AGV自動導(dǎo)向車等硬件，實現(xiàn)工業(yè)4.0實驗室的橫向集成。屆時力爭納入當前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域主要的生產(chǎn)元素與資源，建立起一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，力爭成為我國生產(chǎn)制造業(yè)構(gòu)建數(shù)字化智能工廠的應(yīng)用示范工程。
生產(chǎn)全過程邀客戶參與
“實驗室看的只是表現(xiàn)，是技術(shù)，如果要全面理解工業(yè)4.0，就要從系統(tǒng)化的理念來認識它。你會發(fā)現(xiàn)，這將是繼蒸汽機、電機、計算機之后，人類的第四次工業(yè)革命”，陳明教授向記者這樣表述。他認為，工業(yè)4.0帶來的智能制造是連接、是集成、是數(shù)據(jù)、是創(chuàng)新，或是轉(zhuǎn)型。他說，“工業(yè)4.0”所需要的并不僅僅是設(shè)備的升級或單純的人工智能開發(fā)，而是要依靠信息化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對整個制造行業(yè)進行水平整合和垂直整合。
此話何解?陳明舉了實例，眼下，同濟的這個“工業(yè)4.0-智能工廠實驗室”已經(jīng)與西門子、中國船舶、四川長虹等多家企業(yè)開展系統(tǒng)合作。比如，與中國船舶的合作項目，就是要建造一個完全不同于以往的智能造船廠，今后依托工業(yè)4.0技術(shù)的智能造船廠，出廠的船舶不再是千篇一律，或者說，未必就是先定圖紙、再有船舶，而是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)、智能機器人，隨時對船的安全性、舒適度、實用性進行調(diào)整;與此同時，客戶可以隨時參與船舶的設(shè)計、制造，隨時以模擬技術(shù)體驗船的性能。又比如，與四川長虹合作的智能家電項目，企業(yè)可以通過大數(shù)據(jù)分析，應(yīng)消費者的需要，隨時調(diào)整生產(chǎn)模塊，消費者亦可參與企業(yè)生產(chǎn)的過程。
陳明解讀說，從價值創(chuàng)造的角度來看，對于生產(chǎn)制造性企業(yè)而言，工業(yè)4.0更多體現(xiàn)為通過成本、質(zhì)量和效率的不斷改善奪取行業(yè)市場定價權(quán);對消費者而言，工業(yè)4.0使得消費環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)盡早地融合，消費者可以獲取更優(yōu)秀的工業(yè)產(chǎn)品，“一言以蔽之，這種模式最大程度優(yōu)化了資源配置，使效率達到最大化”。陳明認為，當下工業(yè)4.0以智能制造為標志，至少要用30年到50年的時間尺度來觀察其演進發(fā)展的趨勢，目前這輪變革才剛剛開始。而上海作為改革開放的前沿，包括智能機床、機器人等在內(nèi)的智能制造領(lǐng)域前景巨大，同濟大學的這個創(chuàng)新實驗室將為上海引領(lǐng)中國制造的變革提供技術(shù)支撐和人才平臺。
開本科課程育技術(shù)人才
目前，同濟工業(yè)4.0實驗室正謀求與上海大企業(yè)集團合作，同時，該校已在本科開設(shè)《工業(yè)4.0概論》課程，同濟信息學院、機械學院等多個專業(yè)方向本科生開始學習專門的工業(yè)4.0課程。
陳明表示，中國在傳統(tǒng)工業(yè)上與世界先進制造業(yè)還存在差距，但在信息通信技術(shù)方面有更好的基礎(chǔ)，工業(yè)4.0為中國提供了更好的彎道趕超機會，尤其是人才與技術(shù)密集的上海，擁有更多的機會。本報記者張炯強記者手記德國人是這樣最早展現(xiàn)工業(yè)4.0技術(shù)的:漢諾威博覽會現(xiàn)場，展臺上的一條模塊化生產(chǎn)線正在生產(chǎn)名片盒。與傳統(tǒng)生產(chǎn)線不同的是，關(guān)于制作這一名片盒的所有信息都被輸入到產(chǎn)品零部件本身，這些產(chǎn)品零部件通過與生產(chǎn)設(shè)備進行信息交流，指揮設(shè)備把自己生產(chǎn)出來。這種自主生產(chǎn)模式使得每個產(chǎn)品都具有個性化的特征，完全滿足每位用戶的“定制”需求，而最令人不可思議的是，全然不同的名片盒，竟然出現(xiàn)在一條生產(chǎn)線上。
德國總理默克爾曾說，工業(yè)4.0意味著未來的智能工廠能夠自行運轉(zhuǎn)，零件與機器可以進行交流。為了實現(xiàn)這樣的目標，信息通信業(yè)、機械制造業(yè)等行業(yè)需要增進合作，而不能把目光只是放在自身的領(lǐng)域。
的確，未來的中國制造、上海制造需要升級，需要獨特的“工業(yè)語言”:這就是智能，就是4.0。不過，對中國人來說，恐怕最難處就在于“跨行”、“破墻”。搞生產(chǎn)線的不再是在自己的小圈子里小打小鬧，而要跨入互聯(lián)網(wǎng)，駕馭信息技術(shù);搞信息產(chǎn)業(yè)更要破除門戶之見，攜手分享。這些，都是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。它能否成功，關(guān)乎技術(shù)，更關(guān)乎觀念。
工業(yè)4.0給了中國、給了上海一次機會，關(guān)鍵看我們?nèi)绾伟盐铡?/p>
