完全無線的工廠、實時監(jiān)測并傳輸數(shù)據(jù)的生產(chǎn)線、與人協(xié)同工作具備自我“學(xué)習(xí)”能力的機器人……如果說，過去人們看到的大多只是“未來工廠”不成熟的模擬應(yīng)用，那么隨著越來越多的企業(yè)加入“工業(yè)4.0”應(yīng)用行列，今年的漢諾威工博會則更加清晰地展現(xiàn)了“未來工廠”的新圖景。

　　新一輪工業(yè)革命方興未艾，全球工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型邁向縱深。在素有“世界工業(yè)發(fā)展晴雨表”之稱的漢諾威工業(yè)博覽會（工博會）上，有關(guān)數(shù)字工業(yè)、智能制造的設(shè)想和愿景越來越多地變?yōu)楝F(xiàn)實應(yīng)用。

　　今年漢諾威工博會以“融合的工業(yè)——工業(yè)智能”為主題，反映了新一輪工業(yè)革命多技術(shù)融合創(chuàng)新的特點，特別是人工智能（AI）和第五代移動通信技術(shù)（5G）在數(shù)字化工業(yè)中的應(yīng)用最受關(guān)注。

　　事實上，2015年以前，漢諾威工博會的展商對“工業(yè)4.0”大都停留在概念探討層面。3年后的今天，越來越多的企業(yè)開始加入“工業(yè)4.0”應(yīng)用的行列。在這一過程中，AI和5G元素的加入，不僅加快了工業(yè)4.0應(yīng)用優(yōu)化的進程，更讓一些此前難以實現(xiàn)的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。

　　AI變身更聰明自主的“大腦”

　　今年工博會首次展出了超過100個機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用實例，較去年大幅增加。雖然機器學(xué)習(xí)僅是人工智能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的初級階段，但能帶來工業(yè)系統(tǒng)的自我優(yōu)化、工業(yè)編程的簡化和更高效的人機協(xié)作能力。

　　例如，思愛普展示了一臺機械臂，機械臂上的傳感器可以實時追蹤人的眼球，并隨著眼球的移動而移動。借助機器學(xué)習(xí)，控制系統(tǒng)會不斷收集數(shù)據(jù)并分析，眼球操控機械臂的精確度也會逐漸提升。

　　思愛普數(shù)字供應(yīng)鏈總裁哈拉·澤內(nèi)說：“當我們有了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器收集來的數(shù)據(jù)，機器便開始說話。軟件的作用就是適應(yīng)協(xié)調(diào)整個過程的各種不同任務(wù)?！?/p>

　　德國人工智能研究中心與空客等企業(yè)合作，展示了由2名工人和6臺機器人組成的“混合編隊”共同為飛機機體和機翼焊接鉚釘。其中，機器人完成重復(fù)性和高強度的工作，同時對移動零部件、監(jiān)控周圍環(huán)境等流程進行記錄和優(yōu)化；工人則主要借助增強現(xiàn)實（AR）眼鏡，負責(zé)生產(chǎn)細節(jié)調(diào)整和質(zhì)量控制。

　　該項目高級研究員蒂姆·施瓦茨說：“人工智能的應(yīng)用減輕了工人的負擔(dān)。長遠看，還能幫助應(yīng)對未來人口老齡化、勞動力短缺帶來的挑戰(zhàn)?！?/p>

　　德國人工智能研究中心還與日立合作展示了一款基于人工智能的勞動保護系統(tǒng)。工人穿上裝有30多個傳感器的可穿戴設(shè)備，完成日常工業(yè)操作。系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)錄好的標準動作，提醒工人操作的不規(guī)范處。

　　據(jù)介紹，這套系統(tǒng)能根據(jù)工人的身體位移，自動計算出身體不同部位的受力，并與標準動作進行曲線比對，嚴重受力的部位會以紅色警示標出。

　　在美國科技企業(yè)訊能集思展示的解決方案中，步態(tài)分析技術(shù)能將生產(chǎn)現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)交給人工智能分析中樞，實時分析操作員是否出現(xiàn)未按標準流程作業(yè)、遲緩?fù)?、忙閑不均等問題。同時，通過人工智能算法，該解決方案能提升工廠的前瞻性維修能力，準確、提前預(yù)判故障，大幅降低排除意外故障所造成的“宕機”，還能優(yōu)化物料采購和生產(chǎn)規(guī)劃，制定更靈活的庫存策略，大幅節(jié)省庫存成本。

　　在工博會現(xiàn)場，人們可以直觀地感受到，人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用就像成年人對嬰兒的教育和培養(yǎng)。通過一定時間的訓(xùn)練，讓原本不能“自理”，每個動作都需要工程師“手把手”通過編程指揮的機器獲得“舉一反三”的能力，進而擁有一定程度的“自理”能力，“處事”更靈活、容錯性更高，甚至實現(xiàn)自我優(yōu)化和提升。在這過程，機器視覺、邊緣計算等前沿技術(shù)的應(yīng)用對人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。

　　業(yè)內(nèi)人士普遍認為，人工智能給智能制造帶來的躍升是決定性的。用工博會主辦方德意志會展公司董事會主席約亨·科克勒的話說，“人工智能是‘工業(yè)4.0’的核心?！比斯ぶ悄芴幚泶罅繑?shù)據(jù)及做出明智決定的能力，使大規(guī)模的個性化生產(chǎn)成為可能，將給工業(yè)生產(chǎn)和能源行業(yè)帶來顛覆性的變化。

　　根據(jù)德國信息技術(shù)、電信和新媒體協(xié)會（Bitkom）發(fā)布的最新報告，德國半數(shù)工業(yè)企業(yè)認為機器學(xué)習(xí)會給現(xiàn)行的商業(yè)做法帶來廣泛改變。

　　該協(xié)會主席阿希姆·貝格指出，約12%的德國工業(yè)企業(yè)已使用人工智能技術(shù)?！叭斯ぶ悄芗夹g(shù)正快速應(yīng)用在工廠中?！?/p>

　　瑞士ABB公司首席執(zhí)行官史畢福認為，人工智能的應(yīng)用還將顯著增強工業(yè)企業(yè)研發(fā)團隊的能力，縮短研發(fā)周期。

　　5G塑造更靈敏可靠的“神經(jīng)”

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，與消費領(lǐng)域相比，工業(yè)領(lǐng)域才是5G技術(shù)大顯身手的地方。如果說從3G到4G是演進，那么從4G到5G就是革命，能夠帶來顛覆性的變化。

　　博世公司通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部負責(zé)人安德烈亞斯·米勒指出，從1G到4G，都是為了將人連接起來，而即將到來的5G時代，連接的不只是人，還包括一切事物。基于5G的互聯(lián)技術(shù)，是實現(xiàn)第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵?！?G就好比是神經(jīng)系統(tǒng)，將感知傳導(dǎo)到人腦或電腦?！?/p>

　　諾基亞公司高級移動網(wǎng)絡(luò)解決方案部門的副總裁托爾斯滕·羅布雷希特說，5G標準就像工業(yè)革命初期的蒸汽機一樣具有重要意義。

　　今年的工博會首次在16號館搭建真實的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，由諾基亞和高通公司承建，展示了8項應(yīng)用案例。其中，德國大眾公司展示了一條基于5G技術(shù)的微縮商用汽車組裝流水線。每個零部件經(jīng)過流水線時，經(jīng)5G連接的傳感器幾乎能做到實時監(jiān)測并傳輸數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有的隨機監(jiān)測相比，這種生產(chǎn)方式的準確性和可靠性大幅提升。

　　德國知名光學(xué)設(shè)備制造商蔡司公司展示了最新的車身檢測系統(tǒng)：安裝在機械臂上的光學(xué)成像傳感器可對車身部件進行全方位掃描，傳感器處理并通過5G實時傳回的并不是簡單數(shù)據(jù)，而是信息量巨大的三維點云數(shù)據(jù)。該公司負責(zé)人表示，5G將使生產(chǎn)更加靈活、透明和自動化，同時提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

　　在博世力士樂展示的案例中，5G的應(yīng)用讓車間里的大量線纜消失了，所有設(shè)備都通過5G連接，并互相“交流”。比如，機器人抓取物品后可實時判斷載具位置，并將物品置于載具上，載具將物品在不同操作平臺之間移動，數(shù)臺載具同時在車間移動，互不干擾，在有人接近時立即停下來。

　　現(xiàn)場工作人員介紹說，車間走線的規(guī)劃和施工往往需要較長周期，耗資不菲，一旦要改變生產(chǎn)，調(diào)整線路就將成為一項大工程。而“工業(yè)4.0”時代恰恰強調(diào)“柔性制造”，即根據(jù)客戶需求進行小批量定制化生產(chǎn)，針對市場變化快速精準地調(diào)整生產(chǎn)線。換言之，5G讓“柔性制造”成為可能。

　　此外，與傳統(tǒng)工廠相比，無線工廠還可大幅降低工廠維護成本，降低能耗。據(jù)介紹，5G技術(shù)已應(yīng)用于博世紐倫堡工廠，可節(jié)省生產(chǎn)成本約30%。

　　西門子工業(yè)無線通信系統(tǒng)經(jīng)理桑德·羅特門森預(yù)測，5G有望應(yīng)用在遠程控制、大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動機器人、自動導(dǎo)航、移動接入和維護等領(lǐng)域。

　　日本知名機器人生產(chǎn)商發(fā)那科公司的工作人員介紹，5G技術(shù)能賦予機器人全新能力，如當一個機器人學(xué)習(xí)到一種新技能后，它能幾乎實時將這項技能“教給”車間內(nèi)的其他“伙伴”。

　　華為5G無線系統(tǒng)設(shè)計負責(zé)人約瑟夫·艾興格認為，在高可靠、低延遲通信的5G時代，用一個設(shè)備就可以控制車間中的所有機器人，讓運行和維護變簡單。

　　“未來工業(yè)”尚待時日

　　漢諾威工博會上的一系列新應(yīng)用讓未來工業(yè)的圖景更加清晰。

　　博世、西門子、思愛普、ABB等領(lǐng)軍企業(yè)紛紛在展臺核心區(qū)域展出了融合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等技術(shù)的“未來工廠”車間應(yīng)用場景。

　　通過這些綜合性應(yīng)用場景，人們可以感知向“未來工業(yè)”邁進的腳步。

　　據(jù)博世力士樂公司自動化與電氣解決方案部門負責(zé)人海納·朗介紹，去年在博世力士樂的展臺，人們看到的還只是有關(guān)“未來工廠”不成熟的模擬應(yīng)用，今年人們可以看到成熟的實物展示，即基于5G的全自動機器人樣板操作間，并且展示的解決方案已可用于實際生產(chǎn)和交付客戶。

　　ABB公司相關(guān)負責(zé)人也表示，今年展示的這條由多臺Yumi機器人組成的批量柔性生產(chǎn)單元已經(jīng)收獲用戶訂單。

　　同時，人們也能更直觀地理解“未來工廠”以及由“未來工廠”和采購、物流、銷售、服務(wù)等環(huán)節(jié)共同構(gòu)成的“未來工業(yè)”的突出特點。

　　例如，汽車零件和裝配企業(yè)冠歐發(fā)動機公司將設(shè)想的一個未來汽車裝配樣板車間搬進了展館。車間內(nèi)，幾個自動化搬運機器人馱著不同的零件，有輪胎、有車門，配上不同的組裝工具移向車間工人，自動調(diào)升所需工作高度，工人用運送來的電動扳手安裝輪胎、車門至車體，安裝好后，搬運機器人將車體運送至下一環(huán)節(jié)。這種“島式裝配島”顛覆了傳統(tǒng)的工業(yè)流水線，并普遍出現(xiàn)在西門子、博世等企業(yè)展示的應(yīng)用中，AGV搬運機器人成了“標配”。

　　冠歐發(fā)動機公司首席運營官約翰·澤德指出，流水線適合一種同質(zhì)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，工人做簡單重復(fù)勞動，而進入“工業(yè)4.0”時代，個性化的訂制車須安裝不同輪胎、不同車門、使用不同零件和工具，搬運機器人去倉庫分別取件輸送至裝配島，這種生產(chǎn)模式可以順應(yīng)個性化生產(chǎn)的需求。

　　科克勒認為，未來工業(yè)的趨勢是國際化和數(shù)字化，其中數(shù)字化就是基于數(shù)據(jù)和連接，讓生產(chǎn)變得更加靈活。

　　史畢福指出，隨著人工智能驅(qū)動新一輪生產(chǎn)力的躍升，工業(yè)將進入自主化（autonomous）階段。

　　然而，即使對全球最頂尖的工業(yè)企業(yè)來說，距實現(xiàn)“未來工業(yè)”仍有不小距離，全球工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型仍需耐心爬坡。

　　海納·朗指出，對機器學(xué)習(xí)能力的訓(xùn)練和培育需要耗費時間。同時，當前的應(yīng)用距真正實現(xiàn)機器間相互“對話”、自主決策并優(yōu)化生產(chǎn)尚有不小距離，關(guān)鍵在于如何更好地實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

　　蒂姆·施瓦茨也認為，相關(guān)部門需要加強立法，劃定人工智能應(yīng)用的邊界。

　　就5G而言，可靠性、數(shù)據(jù)安全和隱私等問題如果把握不好，甚至可能會在工業(yè)領(lǐng)域被放大。

　　德國鳳凰接觸器公司通信軟件研發(fā)負責(zé)人弗蘭克·哈克梅爾表示，隨著無線網(wǎng)絡(luò)從消費領(lǐng)域擴展到工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，5G時代的網(wǎng)絡(luò)安全需要更加重視，而網(wǎng)絡(luò)運營商應(yīng)該負起更大責(zé)任。

　　西門子公司數(shù)字和創(chuàng)新部門副總裁安德烈亞斯·克普克認為，工業(yè)界最看重的并不是5G的傳輸速度，而是可靠性和可連接設(shè)備的數(shù)量，因此運營商提供的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量必須值得信賴。

　　德國電氣與電子工業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官克勞斯·米特爾巴赫說，明年的漢諾威工博會預(yù)計將出現(xiàn)更多5G相關(guān)應(yīng)用，不少電氣與電子領(lǐng)域的企業(yè)正翹首以盼5G，該技術(shù)與人工智能技術(shù)都將成為未來工業(yè)的重要競爭力。