工業(yè)4.0的大眾樣本：3萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，50秒造一輛車！

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原標(biāo)題：工業(yè)4.0的大眾樣本：3萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，50秒造一輛車！

2017年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中大眾汽車排名第6位。雖然此前經(jīng)歷了“柴油門”風(fēng)波，但大眾仍不失為一艘全球汽車業(yè)的“航母”。然而，面對(duì)汽車業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是來自于數(shù)字化、自動(dòng)駕駛和電動(dòng)汽車領(lǐng)域的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這艘“航母”也正在謀求主動(dòng)變革。根據(jù)大眾方面給記者最新提供的規(guī)劃：到 2025 年，大眾汽車集團(tuán)所有的生產(chǎn)基地，包括在中國(guó)的生產(chǎn)工廠，都將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換，從而保證自我控制、自我優(yōu)化和可持續(xù)的生產(chǎn)。

一個(gè)小機(jī)器人“哼”著清脆的輕音樂從現(xiàn)場(chǎng)的工人邊上“輕巧”地擦身而過，順利地把幾樣汽車配件運(yùn)送到了下一個(gè)工位。這并非著名科幻小說家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）描繪的未來場(chǎng)景，記者實(shí)地探訪斯洛伐克首都布拉迪斯拉發(fā)的大眾工廠車間時(shí)所見到的基于工業(yè)4.0的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)方式，在這里，從大眾途銳、奧迪A8直到保時(shí)捷卡宴的生產(chǎn)，都有機(jī)器人的身影參與其間。

大眾的工業(yè)4.0嘗試

2017年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中大眾汽車排名第6位。目前大眾集團(tuán)旗下有大眾、奧迪、保時(shí)捷、蘭博基尼、賓利、曼等 12 個(gè)品牌，在全球共有120 家工廠、擁有員工超過 62 萬(wàn)人，汽車年產(chǎn)量超過1000萬(wàn)輛。雖然此前經(jīng)歷了“柴油門”風(fēng)波，但大眾集團(tuán)2016年不計(jì)特殊項(xiàng)目支出，集團(tuán)盈利達(dá)到了146億歐元，創(chuàng)歷史紀(jì)錄。大眾仍不失為一艘全球汽車業(yè)的“航母”。

然而，面對(duì)汽車業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是來自于數(shù)字化、自動(dòng)駕駛和電動(dòng)汽車領(lǐng)域的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這艘“航母”也正在謀求主動(dòng)變革。根據(jù)大眾方面給記者最新提供的規(guī)劃：到 2025 年，大眾汽車集團(tuán)所有的生產(chǎn)基地，包括在中國(guó)的生產(chǎn)工廠，都將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換，從而保證自我控制、自我優(yōu)化和可持續(xù)的生產(chǎn)。

“從技術(shù)層面講，數(shù)字化涉及眾多技術(shù)，如認(rèn)知性計(jì)算和學(xué)習(xí)，人工智能、新技能和技術(shù)的掌握，以及機(jī)器自我優(yōu)化和自我學(xué)習(xí)的相關(guān)過程。”大眾汽車集團(tuán)管理董事會(huì)成員、大眾中國(guó)總裁兼CEO海茲曼在狼堡總部接受記者專訪時(shí)說，數(shù)字化是一個(gè)總體的概念，深入一點(diǎn)，即是整個(gè)生產(chǎn)過程的數(shù)字化，以及“工業(yè) 4.0”相關(guān)的元素。

在海茲曼看來，“工業(yè) 4.0”是一個(gè)非常整合的概念。在這個(gè)概念下，包括了數(shù)字化、機(jī)器人和人工智能等，而這些正在融入大眾汽車集團(tuán)日常業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的方方面面。

而生產(chǎn)流程中的 4.0 從屬于“工業(yè) 4.0”這個(gè)整體概念，“工業(yè) 4.0”的概念里面包括生產(chǎn) 4.0。生產(chǎn) 4.0 從研發(fā)開始，貫穿到設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，這里面包括數(shù)字化管理手段、數(shù)字化技術(shù)以及自動(dòng)化流程的應(yīng)用。

生產(chǎn) 4.0 也罷，還是工業(yè) 4.0 也好，都是一個(gè)貫穿整個(gè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的數(shù)字化過程：比如 VR（Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)、智能設(shè)備、可穿戴設(shè)備的一些應(yīng)用，以及一些 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用。除此之外，還有一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域：比如在物流方面的自動(dòng)運(yùn)輸，以及加入了人工智能的物流流程管理，生產(chǎn)設(shè)備的保養(yǎng)，整個(gè)生產(chǎn)流程的最大化等等。

所謂的工業(yè) 4.0 或者生產(chǎn) 4.0 概念，并不只局限在生產(chǎn)靈活性這一個(gè)環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、物流環(huán)節(jié)、銷售和售后服務(wù)，以及客戶體驗(yàn)方面的改善、優(yōu)化和提升等方面，都跟工業(yè) 4.0緊密相關(guān)。“有些技術(shù)要分步走，不可能一蹴而就地一夜之間實(shí)現(xiàn)，需要時(shí)間?！?br/>

3萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人

大眾集團(tuán)總部所在地狼堡的大眾車間裝配線一角，一位一線德國(guó)女工和她的工友們正在安裝儀表盤等汽車內(nèi)部組件的流水線上忙碌，和她一起協(xié)同忙碌的還有她身邊一只巨大的機(jī)器人手，機(jī)器人手熟門熟路地伸進(jìn)車窗，短短幾分鐘里就行云流水般地將儀表盤安裝妥當(dāng)。在這里，有了機(jī)器人的輔助，工人完全可以停下來聽會(huì)音樂，放松自己，甚至能和記者攀談一會(huì)。

與以往機(jī)器和人分處彼此割裂的空間不同，智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)人類和機(jī)器直接同步合作將不再是奢望，背后是因?yàn)闄C(jī)器人可以對(duì)人的每一個(gè)手勢(shì)都做出反應(yīng)。大眾汽車集團(tuán)總部 IT 部門智能生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室正在為未來的汽車生產(chǎn)制定解決方案。其中一個(gè)項(xiàng)目就是智能機(jī)器人。人類和機(jī)器將首次可以真正攜手合作。而之所以能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，是因?yàn)闄C(jī)器人擁有了識(shí)別和考量人類想法的能力。

目前，集團(tuán)IT 部門智能生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室主任沃爾夫?qū)す县惛癫┦浚―r.Wolfgang Hackenberg）正帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)與著名的人工智能研究中心——德國(guó)人工智能研究中心 （DFKI）的專家們共同研發(fā)這一技術(shù)。

哈肯貝格博士對(duì)記者解釋，在此之前，人類和機(jī)器人的工作步驟或者工作空間必須是分開相互獨(dú)立的，這并不是真正意義上的合作。而在智能生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室中，情況則完全不同?！拔覀兺ㄟ^軟件將機(jī)器人和傳感器整合，使人類和機(jī)器人能夠避開危險(xiǎn)，在同一個(gè)空間工作，甚至互相協(xié)作。如此，我們首次實(shí)現(xiàn)了人類與機(jī)器直接同步合作。”

另外，運(yùn)用人體工程學(xué)原理，提高人類的體能效率這一此前的世界級(jí)難題也有望被攻克。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說，這意味著巨大的節(jié)能潛力。大眾汽車集團(tuán)數(shù)字工廠工作組（Digital Factory Working Group）成員之一、能源效率團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人迪特爾·格克勒（Dieter Geckler）博士對(duì)記者說：“通常為了節(jié)省體能，舉重運(yùn)動(dòng)員通過換腳的方式在開始舉重前找到理想的平衡點(diǎn)。像舉重運(yùn)動(dòng)員一樣，機(jī)器人如果處于正確的位置，也能夠節(jié)省大量的能源?！?br/>

格克勒博士和他的團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人在錯(cuò)誤的位置執(zhí)行錯(cuò)誤的動(dòng)作會(huì)浪費(fèi)能源。他們自發(fā)地在弗勞恩霍夫研究所開姆尼茨基地的機(jī)器人上對(duì)他們的理論進(jìn)行測(cè)試——他們這一獨(dú)特的想法得到了證實(shí)?；谶@些發(fā)現(xiàn)，Geckler博士和他的團(tuán)隊(duì)與Ostfalia應(yīng)用科學(xué)大學(xué)合作開發(fā)了一種軟件，用于計(jì)算機(jī)器人最節(jié)能的位置。該軟件目前處于測(cè)試和優(yōu)化階段，只需點(diǎn)擊幾下，即可計(jì)算機(jī)器人所有節(jié)能操作的位置。

格克勒博士表示，與人體工程學(xué)相似，位置優(yōu)化軟件使機(jī)器人能平均節(jié)省10%到15%的能源，同時(shí)減少機(jī)器人維護(hù)次數(shù)，從而延長(zhǎng)使用壽命。目前，在大眾集團(tuán) 120個(gè)工廠中約有3萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，這將節(jié)省大量的能源。請(qǐng)加微信公眾號(hào)：工業(yè)智能化(robotinfo) 馬云都在關(guān)注

但這款易于使用的軟件還不是最終產(chǎn)品，位置優(yōu)化只是第一步，團(tuán)隊(duì)目前正在研究機(jī)器人路徑優(yōu)化，以節(jié)省更多能源。該步驟將計(jì)算機(jī)器人最節(jié)能的動(dòng)作。第三步也是最后一步，軟件將能夠優(yōu)化機(jī)器人的加速度和速度。這個(gè)優(yōu)化軟件使機(jī)器人的位置，路徑和速度最優(yōu)化，將節(jié)省高達(dá)30%的能源，預(yù)計(jì)將于2018年開始投入使用。

大眾工廠

秒速造車

在大眾的斯洛伐克工廠，目前生產(chǎn)（總裝）3輛車僅需要2.5分鐘，也就是說每輛車的生產(chǎn)時(shí)間為0.83分鐘，約合50秒。生產(chǎn)汽車以秒計(jì)，真正地進(jìn)入秒速造車階段。但是在大眾方面看來，這一效率仍然不夠，他們的終極目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)完全自主生產(chǎn)，所謂自主生產(chǎn)并不是指完全不需要人類，而是由人來告訴需要生產(chǎn)什么，隨后由工廠里的機(jī)器人自行組合成生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。

按照大眾的構(gòu)想，實(shí)現(xiàn)這種自主生產(chǎn)至少有兩大關(guān)鍵：一是可以自行移動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)器人。二是一套基于大數(shù)據(jù)和AI處理技術(shù)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

在大眾的SPL智能生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室，記者看到了這兩個(gè)技術(shù)的雛形。自行移動(dòng)機(jī)器人就是一個(gè)小車加上了兩個(gè)機(jī)械臂，其通過激光雷達(dá)、3D深度攝像頭來實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航功能，進(jìn)而讓它在工廠里自行移動(dòng)。后者是一套能夠追蹤所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的超級(jí)系統(tǒng)，它能夠分析出生產(chǎn)每一種車型需要哪種機(jī)器人與哪種部件，進(jìn)而根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)自行調(diào)配機(jī)器人和零部件，更重要的是，通過人工智能等技術(shù)的引入，其在組織生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過程中還能自主學(xué)習(xí)，從而在下一次生產(chǎn)中不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率。

“大眾集團(tuán)一向在硬件生產(chǎn)方面非常強(qiáng)大，而在工業(yè)4.0的進(jìn)程中，軟件的地位將越來越高。”為了實(shí)現(xiàn)將構(gòu)想變成可能，蘋果前高管、大眾CDO約翰·瓊沃思（Johann Jungwirth）告訴記者，大眾在全球有超過4000名IT與科技領(lǐng)域的工程師在為數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)。

此外，大眾在狼堡總部設(shè)立了名為IT City的技術(shù)中心，招募了大量IT與科技領(lǐng)域的人才，并且成立了SPL智能生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室、KTI技術(shù)與能力創(chuàng)新中心、LEAN中心等細(xì)分的技術(shù)研發(fā)中心。與此同時(shí)，大眾還將在德國(guó)、美國(guó)和中國(guó)設(shè)立三個(gè)未來中心，在美國(guó)、西班牙、中國(guó)等6個(gè)國(guó)家設(shè)立有IT相關(guān)的技術(shù)研發(fā)中心。大眾集團(tuán)旗下的員工培訓(xùn)機(jī)構(gòu)大眾學(xué)院，也將投入重金為這場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推出了全員培訓(xùn)方案。

大眾汽車集團(tuán)學(xué)院負(fù)責(zé)人拉爾夫·林德（Ralph Linde）對(duì)記者介紹，大眾會(huì)有計(jì)劃地對(duì)所有員工進(jìn)行數(shù)字化培訓(xùn)，向他們普及AR/VR、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、人工智能等基礎(chǔ)知識(shí)。

而轉(zhuǎn)型的過程中，無(wú)法回避的是有大量傳統(tǒng)工作人員面臨失去工作崗位的風(fēng)險(xiǎn)，大眾學(xué)院也在對(duì)他們進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，以幫助其轉(zhuǎn)到其他數(shù)字化工作崗位上。而對(duì)于那些無(wú)法適應(yīng)未來數(shù)字化工作的人，則采取提前退休等措施來解決。

另外，大眾學(xué)院每年都會(huì)招募1000多名學(xué)徒，在2010年，有50%的學(xué)徒進(jìn)行的是機(jī)械與金屬加工方面的培訓(xùn)，而到了2019年，預(yù)計(jì)有74%的員工要進(jìn)行IT等數(shù)字化方面的培訓(xùn)。拉爾夫·林德表示，數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅僅涉及技術(shù)問題，其還會(huì)涉及企業(yè)文化等方面，大眾學(xué)院要做的，就是讓大眾的員工在技術(shù)上、心理上做好這兩方面的準(zhǔn)備。

在汽車組裝生產(chǎn)線上，一名工人和一個(gè)機(jī)器人同坐在車身里就可以完成組裝需要的各類操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由一些具有社會(huì)性的機(jī)器運(yùn)作，與“云端”平臺(tái)自動(dòng)連接，尋找能夠解決不同問題的專家。專家則掌握著全套維修技術(shù)及虛擬工具。機(jī)器人自動(dòng)整合所有信息以不斷完善自己的性能。上述場(chǎng)景是羅蘭貝格2016年報(bào)告里描述的類似硬科幻的未來汽車業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，現(xiàn)在其中的部分已在大眾的工廠實(shí)現(xiàn)。

羅蘭貝格合伙人舒暢對(duì)記者表示，工業(yè)4.0的這場(chǎng)變革未來可以提高車企的生產(chǎn)效率，還能為車企帶來更多利潤(rùn)空間，比如，基于數(shù)字化的數(shù)據(jù)可以挖掘汽車全價(jià)值鏈，更精準(zhǔn)地觸及用戶，更好的做售后服務(wù)、金融業(yè)務(wù)等?！按蟊娂瘓F(tuán)在這方面可以說率先推進(jìn)了，當(dāng)然在下一步發(fā)展中究竟哪些車企占得先機(jī)還要拭目以待?！?br/>

來源：新科技前沿

編輯：IPRdaily趙珍          校對(duì)：IPRdaily縱橫君

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