這是德國卡爾斯魯厄理工學院正在研發的手術機器人。5年前，德國在漢諾威工業博覽會上首次提出“工業4.0”概念，隨后上升為德國引領制造業變革的國家戰略。今年漢諾威工業博覽會以“融合的工業——發現解決方案”為主題，展示百余項工業4.0應用與解決方案，標志著工業4.0逐漸從概念走向實踐。
作為中國和廣東制造的典型代表，佛山正大力推進以信息化和自動化為核心的“中國制造2025”計劃。在本屆漢諾威工業博覽會上，數十家企業組成“佛山制造軍團”集中亮相，嘉騰、利迅達、科達潔能等佛山企業首次參展便成功躋身核心展區，與庫卡、ABB等國際機器人巨頭同臺“炫技”。
佛山向德國工業4.0學習什么？為此，在漢諾威工業博覽會舉行前后，南方日報與佛山市政府組成聯合調研組奔赴德國，深入德國科研機構、生產一線與展會現場，直擊德國新工業革命正在發生的變化，為廣東制造探尋從量到質的升級之道。
1 隔空操作機器:讓機器像人一樣靈活反應
視覺系統研究區內，一只大型“蜘蛛”正尋找目標，發現后迅速鎖定“獵物”，并快速移動到目標面前，伸出兩只長長的“手臂”，熟練地對目標物體實施焊接。該項目的研究人員Hua Yingbing說，機器人精準定位目標物體，是通過其身上的攝像頭來實現的，相當于人的“眼睛”。
實際上，讓攝像頭充當人的“眼睛”捕捉物體影像并不難，難的是攝像頭背后的那一套復雜的信息處理系統。攝像頭所捕捉到的信息，要實時傳回后臺的電腦系統，讓系統及時判斷并作出指令，實時指揮機器人作出反應。
讓機器人能像人類一樣瞬時作出判斷和反應，正是德國卡爾斯魯厄理工學院正在研究的內容。該學院計算實驗室負責人Jrg Raczkowsky博士說，他們正嘗試通過肢體、觸感等方式，讓機器人能與人進行密切交流與對話，以實現多種適應性調整。
實驗室里，一個依靠電磁感應和人進行交互的機器人，機器手臂上裝有8塊電磁傳感器，能根據不同方位的磁場強弱，準確分辨出物體的位置、大小和方向。跟普通機器人不一樣，該機器人能更好感受物體表面的曲線分布，抓取不規則物體。與這臺機器人相距不遠，一臺重達數十斤的機器手臂，正跟隨操作者的各種動作靈活擺動，像是大人“手把手”教小孩，并且比小孩更加“聽話”。
Hua Yingbing說，通過電磁感應加上力學傳感器，操作者能真實感知機器人的“感受”，換言之，人類將可以隔空操作各種機器。
2 全面自動化:實現虛擬與現實融為一體
位于斯圖加特的弗勞恩霍夫協會是德國工業4.0戰略的發起機構之一，該協會在去年新組建工業4.0應用中心，專門研究工業4.0時代的“未來工廠”。在該中心，研發人員Biltin向聯合調研組展示了一個裝有“眼睛”的智能裝配盒：當盒中物料減少到一定程度時，盒子就會自動發出警報，并將信息實時傳遞給供應商，提醒供應商及時補充物料。
用智能設備代替人類成為自動化的“工人”，是“未來工廠”的一個重要特點。弗勞恩霍夫協會工業4.0應用中心主任Martin Landherr說，未來各生產環節將布滿攝像頭之類的“眼睛”，隨時隨地監看物料運輸和生產流程，向集成系統實時傳遞信息，并根據信息指令即時調整生產。
在距離應用中心數百公里的慕尼黑寶馬總部工廠車間中，機器轟鳴聲中各種機器人在忙碌地工作。噴涂車間內，一臺臺“披”著銀灰色“衣服”的機器人靈巧地揮舞著手臂，打開車門再轉動手腕，為車殼內外噴漆。它們比人工操作更加溫柔、到位。機器人之間流暢的配合，確保每一道生產工序都能在58秒內完成。
在漢諾威工業博覽會上，西門子公司展出了一個將虛擬世界與現實世界靈活融合，具有更高可用性的“生態系統”。參觀者只要坐上體驗臺，就能在虛擬環境下駕駛飛機。即使是操控體量巨大的挖掘機，也可以在電腦平臺上建立一個三維模型，設定挖掘機的工作路徑和活動軌跡，然后挖掘機就會自動按照模型中設定的方式進行操作。此時，虛擬與現實的界限已經消失，真實的挖掘機和數字化的挖掘機連為一體，也無需再有工人參與操作。
3 人機協作:佛山中小企業的現實路徑
在漢諾威工業博覽會開幕式上，德國機器人巨頭庫卡展出了最新產品KMR iiwa機械手。而就在此后不久的5月18日，美的發布公告稱，該集團旗下子公司MECCA International（BVI） Limited有意通過自愿要約，以每股115歐元價格，合共不超過40億歐元、折合人民幣292億元收購庫卡集團超過30%的股權。
不過，這種模式并不適用于大多數企業。實際上，無論是卡爾斯魯厄理工學院所展示的前沿技術，抑或是寶馬、西門子所展示的自動化、虛擬生產場景，對佛山的中小企業來說，要真正應用到生產之中還非常困難。
聯合調研組在MAN公司看到了工業4.0實踐中的另外一種方式：人機協作。因為卡車型號眾多，這家世界著名的重型卡車生產企業并沒有推行全面自動化，而是采用熟練工人和機器人配合的方式來提升生產效率。“我們是小批量生產，全面自動化投入產出比不劃算，但通過人與機器協作實現互補，既保證生產效率，又可降低成本。”MAN公司員工Matthias Lessel說。
“中國作為制造大國有很大的優勢，我們在不斷努力地追趕。”陳友表示，優質的產業技術人才是支撐德國工業4.0的關鍵要素，中國也應該學習德國的職業教育體系，提升智能制造上的整體競爭力。
