在汉诺威举办的工业博览会，是德国向世界展示其在“工业4.0”方面所做努力和取得成果的一个重要窗口。我们也约请陈志文撰文介绍了他此次参观后的感受。――编者
在2014汉诺威工业博览会上，一名叫“安小姐”的机器人为德国总理默克尔送上了郁金香
在汉诺威举办的工业博览会，是德国向世界展示其在“工业4.0”方面所做努力和取得成果的一个重要窗口。2014年展会的主题是“融合的工业――下一步”。博览会中每一件展品，都似乎在宣告“工业4.0”这一概念，正在通过每一个“下一步”脚踏实地地成为现实。
产品零部件通过与生产设备进行信息交流，指挥设备把自己生产出来。
在展会上，一个由多家德国公司联合研发的“智能工厂”，正在呈现“工业4.0”典型的初级现实场景――展台上的一条模块化生产线正在生产名片盒。与传统生产线不同的是，制作这一名片盒的所有信息都被输入到产品零部件本身。这些产品零部件通过与生产设备进行信息交流，指挥设备把自己生产出来。这种自主生产模式使得每个产品都具有个性化的特征，完全满足每位用户的“定制”需求。未来的智能工厂能够自行运转，零件与机器可以进行交流。
强化信息技术与制造工业的结合，才能占据“工业4.0”的先机。从虚拟车间操作到数字化的3D打印技术，展会上不乏和“工业4.0”相关的技术实现。3D展台给大家展示了如何根据客户需求，快速制造其需求的产品，例如零部件、人体模型等等。在一家3D打印展台，游客可以按照每个人的真实相貌打印自己的头像。操作方法很简单，游客只需站在摄像头前拍摄不同角度的8张照片，根据这些信息，3D打印机就能自动打印出一个塑料的头像。
只有企业在实际生产过程中应用并获益才能充分体现“工业4.0”的价值，不同的企业对“工业4.0”的实现也都有着自己的理解。很多领先的厂商和研究机构已经规划出技术演进的蓝图，并提出自己独特的系统或理念，这些在某种意义上可看作是“工业4.0”的雏形，或者推动和支撑“工业4.0”的重要元素。
西门子：在其生产线上，车体与机器人一边“对话”一边进行组装。
西门子公司（Siemens）通过展示大众高尔夫7车门自动装配生产线来突出“工业4.0”。西门子公司表示，这一展示显示了“智能”工业软件与高性能生产硬件的融合。从表面来看只是机器人对生产线上的车体进行组装。任何一个汽车工厂都有这样的组装线，不过，与传统工厂中人让机器记住作业顺序的制造思路不同，在该生产线上，车体与机器人一边“对话”一边进行组装。其工作原理为在车体内嵌入IC标签，记录汽车型号、必要零部件以及组装顺序等信息。车体接近机器人时会发出“需要4扇门”等指示。机器人会按照指示进行作业。在传统的组装线上我们会担心，由于机器人只会按照其记住的流程进行作业，所以操作不当而在生产线上放错了车体时，有可能出现作业失误。但是，如果机器人与车体进行“对话”则不必有这种担心。因为机器人可以对照数据，准确无误地进行作业。
虽然实现“工业4.0”任重道远，但西门子已为此目标奠定了扎实的基础，凭借全集成自动化和“数字化企业平台”，突出创新性的工程软件平台、新一代控制器Simatic系列、针对基于数据驱动的电气传动应用的状态监控平台，以及以信息技术为基础的服务，西门子长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。
博世力士乐：在同一生产线上可以生产两种产品。
博世力士乐公司（Bosch Rexroth）的展览亮点在于一条由五个独立模块组成的灵活性装配线。独立模块涵盖了该公司从驱动器、电机和控制器到网络、视觉系统和装配工具在内的技术。这条装配线可以生产两种产品，即带有射频识别标签或闪光灯的钥匙。在生产这两种产品时并不需要对设备或装配线进行切换，只要运行一个基本的程序步骤开始生产就好了。所有步骤中装配线的能源消耗都会被纪录并进行管理，而状态监测则是用于为维修管理而收集组件数据。
菲尼克斯电器：一条灵活性装配线，可生产多达6种不同的断路器。
在菲尼克斯电气公司(Phoenix Contact)的展位上，比较有特色的也是一条柔性装配线，可生产多达6种不同的断路器。装配过程启动之后，信息被转移到菲尼克斯电气的ClipProject软件上，用于接线板的开发和编制。ClipProject在电路设计的基础上显示接线端子的位置选项。然后所有这些数字信息都被输送到装配机器的控制系统上用来进行订单管理。装配机器上的各种制动器、传送带和终端执行器可自动生成断路器，甚至可以将包含使用者所需的断路器订单号、安装信息、其他应用和安全信息在内的射频识别标签加到产品上。
菲尼克斯电气公司控制系统研发人员说到，这台装配机器的理念在于数字信息支持下的无缝集成过程。该系统使用数字信息来设计和生产断路器，在人工操作步骤中支持人为的操作并为质量控制提供数字参考。
萨普：一台装置，可以生产16种不同的产品。
萨普公司（SAP）展示了一台装置，这台装置可以生产16种不同的产品，装置自己可以对不同产品进行区分。第一站该装置中会接收到由电脑下载的需要加工的产品信息，然后装置的每一个加工站都会完成它所必要的产品加工步骤。这台装置自己知道，要加工的产品是什么样子，要进行的下一步加工动作是什么。这台装置的生产由一个手机外壳开始。在传输带上，它经过温度炉、打孔机，再到机械手完成内部零件的组装。在整个过程中，工作人员只要坐在办公室里，通过电脑网络就可以操控生产线上的机器，让它们读取芯片上的数据，组装成式样和功能不同的手机。“工业4.0”使得更为灵活的生产变成可能。
费斯托：智能工厂不会是无人的,它仍然有人参与和决定的空间。
费斯托公司（Festo）则展示了他们研发的专门供大学和企业使用的试验和学习工厂，通过这个系统，年轻人可以学习到工厂和自动化应用的入门技能。该公司的人士表示：“‘工业4.0’能够实现更多的自动化，但这并不意味着就不需要人工。企业的生产准备仍然需要很多具备更高技能并且有创造性的员工。”德国国家科学与工程学院院长孔翰宁博士（Henning Kagermann）也持同样的观点，他表示“智能工厂不会是无人的，它仍然有需要人参与和决定的地方，减少的是生产环节的工人，但同时会创造更多的间接岗位，例如系统设计、研发、整合和维护。”
高校科研院所：物理网络系统的情景描绘者。
德国高校和独立科研机构也有和“工业4.0”相关的产品展示。柏林工业大学和德国人工智能研究中心(DFKI)的展品尤为引人注目。
柏林工业大学展示了一套基于云的机器人控制系统研究的增值服务实验装置。这是德国“工业4.0”计划的一部分，它由一个标准的工业机器人、移动平板设备和运动跟踪传感器组成。在允许范围内，平板设备能够模拟不同的机器人运动的场景。摄像机图像由一个三维可视化的机器人延伸，包括其计划的轨迹。在成功验证机器人程序之后，它可以被转移到所述机械手控制系统，并通过实际机器人执行。将这种计算能力移植到分布式架构（云计算）是另一个研究热点。
德国人工智能研究中心在此次展会上，展示了未来智能工厂的一个模型――SmartFactoryKL。它将自己视为应用第四次工业革命的经验和技术平台中心。
在SmartFactoryKL的支持下，一些著名的工业合作伙伴已经意识到要合作形成一个独特的示范工厂。现有的核心技术和能力已经能够制造一个独立于制造商的模块化生产系统。SmartFactoryKL定义了机械、电子和通信领域必要的标准，并合并了单个模块从而形成了一个整体的概念。
责任编辑 李 辉
作者简介:陈志文，湖南永州人，目前为德国杜伊斯堡-埃森大学自动控制和复杂系统研究所博士生