探访德国工业4.0下的智能工厂

　　德国国家科学和工程院院长、工业4.0工作集团主席卡格曼(Henning Kagermann)在柏林接受本报记者采访时介绍说：“目前那些为制造业生产设备的企业和技术，比如通快集团(Trumpf)的激光技术，西门子生产的机械设备，那些使用这些设备、以工业4.0模式生产产品的企业和公司，还有那些为自动化生产企业提供感应技术和机器人及信息通信技术的企业，如德国电信等，都从不同方面和不同角度，参与到推进工业4.0之中。以西门子和博世为例，这些企业的产业系统基础好，也有很高端的产品。比如博世建设智能系统的能力和技术都很强，他们擅长将所有的知识融合起来，创造最合适的生产环境。”

　　为了更加直观和具体了解实际生产中工业4.0的推广运用情况。记者经过5个小时、3次换乘的曲折火车旅程，从凯泽斯劳滕来到了更鲜为人知的阿尔卑斯山脚小镇布莱夏赫(Blaichach)。给当地提供3000多就业的博世伊门斯塔特工厂(Bosch Immenstadt Plant)依山而建。作为德国大型龙头企业之一的博世，是实践德国工业4.0的先驱，其洪堡工厂柴油发动机喷油器装配流水线有效应用工业4.0技术原则，通过安装射频码，实现机器与机器的对话，更高程度实现自动化，早在今年夏季就已见诸报端。此次本报记者探访的伊门斯塔特工厂，主要以生产汽车刹车系统和汽车燃油供给系统零配件为主，其生产流水线也正在向更加智能化方向进发。

　　看博世如何实践4.0

　　“今天我可以带你们看看在伊门斯塔特工厂实施工业4.0计划的5个内容。”专门负责4.0推进工作的阿德·寇莱克(Arnd Kolleck)博士告诉本报记者。其中包括：智能化原材料输送、国际生产网络系统、流水线操作状况监控和支持系统、远程技术支持和高效设备管理系统。

　　记者首先被带到了整洁敞亮的汽车刹车系统生产车间。作为全球第一大汽车技术供应商，博世的汽车刹车系统(ABS&ESP)在市场上有相当的实力。

　　“现在你们看到的原材料输送系统是高自动化的。包括登记注册、下订单、确认和追踪等程序都通过射频技术(RFID)的运用达到高度自动化。生产程序的精简进一步有效提高了生产力。”寇莱克介绍说。

　　记者看到，现场每一个装有原材料的盒子上都贴有射频码，也就是这盒零部件的“身份证”。射频码会自动连接到货车车牌号和一个独一无二的产品号。在之后的上线生产中，这些含有信息的射频“身份证”，通过射频识别，在整个生产流程中提供生产步骤信息。装有零部件的盒子从货车上卸载后，就被输送到生产区域。盒中的零部件用完后，又在特定环节通过盒子上的射频码识别进入网络系统，然后自动向供应商提出新的订货要求。这种高自动化原材料输送系统，可以增加可视化，从而减少库存，降低消耗，提高效率。

　　事实上，在之后寇莱克介绍的其他几个方面中，记者对国际生产网络管理系统(IPN， international Production Network)最感兴趣，认为最能体现大数据和互联网在工业生产中的运用。

　　记者看到整个车间中有3条生产线在紧张工作中。寇莱克告诉记者，这是通过同一网络管理系统进行管理的生产线，目前在全球8个国家设立了20条生产线，中国苏州的博世工厂也有一条。这个国际生产管理系统通过大量的数据收集和分析，实时保证所有生产线持续不断的标准化生产。

　　每天，全球20条生产线的生产情况都通过网络上传到系统，生产线总管通过发布分析系统上的信息给操作和技术人员，比如存在什么问题，哪条生产线的速度减慢了，哪里出现了故障。然后根据了解到的这些信息，来计划安排每天的工作，布置任务，解决各个环节上可能出现的问题，并保证生产线上产品的质量。按照寇莱克的说法，生产线每一秒的速度变化，都关乎几百万欧元的利润。

　　再来看一下生产流水线上的故障情况如何处理。首先，流水线的具体表现及有关数据的分析都通过生产系统自动跟踪，如果出现故障或问题，流水线操作员便会接到系统信息，使用iPad或者其他连接系统网络的设备，在系统上进行标准化的纠错。利用这种技术进行操作，一般都不会影响到整条线的正常工作。

　　但如果现场操作员不能解决问题的话，进一步的解决方法还可以动用视频等现代传播和通信手段，比如智能手机，通过互联网由更高级的专员技术人士来进行远程指导，这可以充分利用散布在全球的博世专家资源。

　　最后还要提到的是设备维修和管理的智能化。以博世伊门斯塔特工厂另一重要产品汽车供油系统零配件为例。因生产此零配件的材料是高强度塑料，生产过程中需要极端高温，因此对生产设备的损伤非常严重，需要经常维护和更换。博世为了最大程度地延长设备寿命，最有效地使用该设备，减少不必要的投资，给每一个设备安装上射频码，利用生产执行系统(Manufacturing Execution System)，将每一个相关机械设备的数据信息进行储存和显示，这些信息包括了该设备的运作情况、寿命、维护保养时间表等，这样就可以根据需要，一边保养一边更换一边生产，有秩序和节奏地迅速完成设备的维护和更换，由此最大程度地提高效益，降低投入。