一臺機器人根據訂單，從一堆原材料中抓取加工棒，放入機床加工，隨后將第一道工序加工好的半成品放入另一臺設備，待加工完畢取出成品，置于一移動托盤。隨后，智能照相機對成品拍攝，信息被寫入托盤內的電子標簽；托盤傳送至成品區，另一臺機器人自動識別托盤內電子標簽信息，將合格品放入成品貨架……
“工業4.0”“智能制造”“機器人工廠”……今年以來，這些熱詞流行網絡，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的國內首個“工業4.0-智能工廠實驗室”，在這里一覽無遺。
一條流水線 產品各不同
“當前世界工業發展進入以物聯網、移動互聯網、大數據、云計算等新興技術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4.0由德國政府在2013年漢諾威工業博覽會上首次提出，寓意人類將迎來以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業革命。概念一經提出，立即在全球掀起了新一輪研究與實踐熱潮。而工業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合作，歷經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，服務于同濟大學教師教學與科研、大學生科技創新及校企合作，著力培養卓越工程師人才。
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、數控車床、數控加工等中心加工設備、機器人滑行導軌、變頻傳送帶、智能照相機、多臺服務器、控制軟件和服務軟件等一系列硬件設備和支撐軟件。“一條流水線上所生產的產品都可以各不相同。”陳明教授介紹，各加工工件攜帶了電子標簽，內置了所有用戶定制化的加工任務，它可自行與機器人、機床等加工設備進行通訊，完成既定的加工任務，并可智能檢測產品質量，“這種方式改變了原有大規模的批量生產、大規模有限定制，實現了大規模的個性化定制。”
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自動導向車等硬件，實現工業4.0實驗室的橫向集成。屆時力爭納入當前工業生產領域主要的生產元素與資源，建立起一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式，力爭成為我國生產制造業構建數字化智能工廠的應用示范工程。
生產全過程 邀客戶參與
“實驗室看的只是表現，是技術，如果要全面理解工業4.0，就要從系統化的理念來認識它。你會發現，這將是繼蒸汽機、電機、計算機之后，人類的第四次工業革命”，陳明教授向記者這樣表述。他認為，工業4.0帶來的智能制造是連接、是集成、是數據、是創新，或是轉型。他說，“工業4.0”所需要的并不僅僅是設備的升級或單純的人工智能開發，而是要依靠信息化、物聯網技術，對整個制造行業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4.0-智能工廠實驗室”已經與西門子、中國船舶、四川長虹等多家企業開展系統合作。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4.0技術的智能造船廠，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，而是根據互聯網、智能機器人，隨時對船的安全性、舒適度、實用性進行調整；與此同時，客戶可以隨時參與船舶的設計、制造，隨時以模擬技術體驗船的性能。又比如，與四川長虹合作的智能家電項目，企業可以通過大數據分析，應消費者的需要，隨時調整生產模塊，消費者亦可參與企業生產的過程。
陳明解讀說，從價值創造的角度來看，對于生產制造性企業而言，工業4.0更多體現為通過成本、質量和效率的不斷改善奪取行業市場定價權；對消費者而言，工業4.0使得消費環節與生產環節盡早地融合，消費者可以獲取更優秀的工業產品，“一言以蔽之，這種模式最大程度優化了資源配置，使效率達到最大化”。陳明認為，當下工業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、機器人等在內的智能制造領域前景巨大，同濟大學的這個創新實驗室將為上海引領中國制造的變革提供技術支撐和人才平臺。
開本科課程 育技術人才
目前，同濟工業4.0實驗室正謀求與上海大企業集團合作，同時，該校已在本科開設《工業4.0概論》課程，同濟信息學院、機械學院等多個專業方向本科生開始學習專門的工業4.0課程。
陳明表示，中國在傳統工業上與世界先進制造業還存在差距，但在信息通信技術方面有更好的基礎，工業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工業4.0技術的：漢諾威博覽會現場，展臺上的一條模塊化生產線正在生產名片盒。與傳統生產線不同的是，關于制作這一名片盒的所有信息都被輸入到產品零部件本身，這些產品零部件通過與生產設備進行信息交流，指揮設備把自己生產出來。這種自主生產模式使得每個產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，竟然出現在一條生產線上。
德國總理默克爾曾說，工業4.0意味著未來的智能工廠能夠自行運轉，零件與機器可以進行交流。為了實現這樣的目標，信息通信業、機械制造業等行業需要增進合作，而不能把目光只是放在自身的領域。
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”。搞生產線的不再是在自己的小圈子里小打小鬧，而要跨入互聯網，駕馭信息技術；搞信息產業更要破除門戶之見，攜手分享。這些，都是工業4.0的基礎。它能否成功，關乎技術，更關乎觀念。
工業4.0給了中國、給了上海一次機會，關鍵看我們如何把握。（張炯強）
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