作為德國聯(lián)邦政府高科技戰(zhàn)略的一部分，「工業(yè)4.0」一詞最初是在 2011 年舉行的漢諾威工業(yè)博覽會上提出的。

　　「工業(yè) 4.0」對專家們探討機械工程和工業(yè)數(shù)字化的方式產生了深刻的影響，這種影響力不僅在德國，甚至波及到了全世界。與此同時，盡管「工業(yè) 4.0」作為一個流行詞被廣泛使用，但它的確切含義卻一直模糊不清。

　　通常來說，工業(yè) 4.0 是指通過人與機器或不同機器之間的網絡化進而實現(xiàn)生產的數(shù)字化，目的是打造一個能自行組織生產的智能工廠。盡管人的作用越來越趨向于監(jiān)督生產，但工業(yè) 4.0 并不是要取代人類，正如德國機械工程工業(yè)協(xié)會（VDMA）指出的：“雖然自動化程度越來越高，但人依然是工業(yè) 4.0 的核心。畢竟，沒有高素質的員工，機械和工廠設備工程就不可能在國際市場上長期保持技術優(yōu)勢和領先地位。”

　　今天，我們將向您介紹一些工業(yè) 4.0 的典型案例，盡管這些案例只是冰山一角，但卻清晰地說明相關技術的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

　　亞琛工業(yè)大學（RWTH AachenUniversity）機床與生產工程實驗室（WZL）的AIXLAB 研究實驗室正在研究如何利用人工智能（AI）為工業(yè)生產工人提供有針對性的支持。

　　實驗室的第一個項目是研究如何優(yōu)化人工裝配過程。為此，實驗室安裝了四臺 item 提供的人體工學工作臺，并將工作臺與各種數(shù)字技術相連接。

　　實驗室使用的解決方案之一是 AuQuA 研究項目成員開發(fā)的裝配工作輔助系統(tǒng)。借助該系統(tǒng)，人工智能可以自動創(chuàng)建裝配指令，員工不僅可以在工作中使用這些指令，還可以針對新的工作流程開展培訓課程。更重要的是，這些指令并不是顯示在終端設備上，而是投射到工作表面或相應的工件上。除此之外，優(yōu)化裝配指令和檢驗裝配質量的過程也實現(xiàn)了自動化。

　　在其他項目中，AIXLAB 研究實驗室正專注于調整虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術，以適應人工生產的要求。但是，這些措施與整個產聯(lián)網密不可分，因為產聯(lián)網是充分考慮生產技術獨有特點的一種物聯(lián)網變體。

人機協(xié)作
優(yōu)化交互

　　工業(yè) 4.0 的另一個典型案例是初創(chuàng)公司 aucobo，該公司通過提供有效信息，進而增強人機交互和人員之間的協(xié)作。他們開發(fā)的軟件可以分析機器數(shù)據(jù)，然后根據(jù)員工的能力和空閑時間等參數(shù)分配必要的任務。但是，最終由誰承擔特定的任務卻是由員工自己決定，而不是機器，比如，只需掃描二維碼，就可以改變系統(tǒng)中各個員工的角色。

　　真正的人機交互發(fā)生在智能手表、智能手機或平板電腦等終端設備上。究竟使用哪一種終端設備完全取決于生產活動屬于哪一個特定領域，比如物流人員更喜歡大型設備和快速掃描儀。因此，在使用 aucobo 的軟件時，同時使用配有大顯示屏和激光掃描儀的智能手表就非常適合該應用場景。

　　此外，aucobo 也針對新冠疫情期間特殊的工作狀態(tài)做出了快速反應。該公司研發(fā)了一款 COVID-19 專用 app，當使用者與附近其他人的最小社交距離小于 1.5 米時，應用程序就會自動發(fā)送警告消息。如果有人感染新冠肺炎，“聯(lián)系人記錄”將顯示被感染者的密切接觸者——為了保護相關人員的數(shù)據(jù)和隱私，相關信息均采取匿名形式。

　　aucobo也針對新冠疫情期間特殊的工作狀態(tài)做出了快速反應。該公司研發(fā)了一款COVID-19 專用應用程序，當使用者與附近其他人的最小社交距離小于1.5米時，應用程序就會自動發(fā)送警告通知。

典型案例
數(shù)字雙胞胎

　　“數(shù)字雙胞胎”是通過三維方式反映一個真實物體或正在開發(fā)中的物體。借助 VR 或 AR 眼鏡，這種模擬可以給用戶帶來沉浸式的體驗。

　　專注于數(shù)字化產品和流程的 August-WilhelmScheer Institute （AWS）研究所正在對數(shù)字雙胞胎的兩個變體進行深入研究。

　　一方面，對于已經使用的機器，用戶可以訪問機器數(shù)據(jù)，以便模擬單個組件并與之交互。然后，他們可以在虛擬環(huán)境中關注相關組件，并在儀表盤中查看這些組件的性能數(shù)據(jù)。也就說，用戶可以通過遠程方式執(zhí)行維護程序和進行故障排除。

　　另一方面，在處理原型的數(shù)字雙胞胎時，用戶可以在模擬會議室中顯示相關數(shù)據(jù)。來自世界各地的團隊可以在虛擬會議室中開會，以推動原型的進一步開發(fā)，從而大幅提升效率，比如，相關團隊可以定制 3D 環(huán)境，并為之配備白板、視頻文件和幻燈片。有了數(shù)字雙胞胎的兩個變體，相關團隊就無需出差親臨現(xiàn)場。這個工業(yè) 4.0 的案例說明，數(shù)字化也能為可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。

　　人機協(xié)作是不可逆轉的未來趨勢，而這也是輕型機器人大顯身手的地方——即“協(xié)作型機器人”。它們看起來就像人類的手臂，以相對緊湊的設計和多功能性而聞名。

　　首先，協(xié)作型機器人可以承擔單調枯燥、重復性高的工作，從而減輕員工的壓力，并降低錯誤率。其次，協(xié)作型機器人采用緊湊型設計，并配有可檢測到人和障礙物的特殊傳感器，因此可以與人類同事一起處理組件而無需特殊的安全防護。

　　為了減輕人工裝配員的壓力，item 專門開發(fā)了適用于人機協(xié)作的模塊化系統(tǒng)。有了這種解決方案，以前必須手工制作的產品可以通過半自動化過程完成組裝。該系統(tǒng)包括一個安裝在輪式功能單元上的工業(yè)機械臂，而功能單元可以通過擴展塢與任何 item 的工作臺連接。如果不需要協(xié)作型機器人，可以在幾秒內將功能單元卸下并收好。

　　為了減輕人工裝配員的壓力，item 專門開發(fā)了適用于人機協(xié)作的模塊化系統(tǒng)。有了這種解決方案，以前必須手工制作的產品可以通過半自動化過程完成組裝。

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