未來傳統(tǒng)的造紙行業(yè)或?qū)⒆兩砝w維制造商。參觀者在一個裝有控制室的造紙廠模型中看見，通過監(jiān)控需水量、原料成分、熱能消耗等各項數(shù)據(jù)，并調(diào)節(jié)生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)的新型纖維產(chǎn)品可替代石油、木材等原料消耗。這是記者在漢諾威工業(yè)博覽會上看到的數(shù)字化驅(qū)動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)變革的一幕。

上周，這個世界最大的工業(yè)展在德國舉行。今年展會的主題為“工業(yè)融合——發(fā)現(xiàn)解決方案”，聚焦智能化、數(shù)字化工廠與能源系統(tǒng)的改造，并重點展示工業(yè)4.0的實際應(yīng)用。南方日報記者從漢諾威工博會現(xiàn)場了解到，共有來自75個國家和地區(qū)的5200多家企業(yè)參展，其中中國參展商超過600家；工博會總參觀人數(shù)約19萬，有約6000人來自中國，兩組數(shù)字僅次于東道主德國。

近年在數(shù)字化熱潮推動下的工業(yè)4.0，繼續(xù)成為本屆工博會的亮點。結(jié)合發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)，除了顯著提高工業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，更能精準(zhǔn)地利用材料和能源，減少資源消耗與污染排放，推動工業(yè)領(lǐng)域的綠色發(fā)展。據(jù)賽迪顧問裝備產(chǎn)業(yè)研究中心測算，以“工業(yè)4.0”引領(lǐng)的智能制造，將使我國總體生產(chǎn)效率提升25%—30%，降低40%以上的生產(chǎn)線能耗，總碳排放量減少20%以上。

一輛藍(lán)色的大眾轎車前面，屏幕上不斷變化的三維透視圖向人們展示著這輛車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)步驟。

“通過數(shù)字化軟件的計算和控制，我們細(xì)致到機(jī)械臂給汽車噴涂的每一個動作，都做了優(yōu)化，以減少多余的運動產(chǎn)生的能耗。”在漢諾威工博會最大的單體展臺上，西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動集團(tuán)的專家劉鍇告訴記者。目前，數(shù)字化的汽車生產(chǎn)廠已能把生產(chǎn)的整個生命周期，包括設(shè)計、規(guī)劃、工程、生產(chǎn)，直到最終成品整合為一體，通過集成軟硬件的一體化解決方案實現(xiàn)整個價值鏈的數(shù)字化無縫對接。

現(xiàn)場同時展示的一輛奔馳汽車，就利用了該公司NX軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計及仿真模擬。“以前很多產(chǎn)品都要生產(chǎn)出來，才知道其實際性能和效果，通過軟件模擬將虛擬與現(xiàn)實生產(chǎn)相結(jié)合，大大節(jié)省了設(shè)計時間成本和樣車生產(chǎn)的能耗、資源成本。”劉鍇說。

從直接的能源利用角度看，在智能的數(shù)字化系統(tǒng)控制下，可使可再生能源、分布式發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)揮出更可靠的供電能力與環(huán)保效應(yīng)。

記者在展廳的“工業(yè)能源”板塊看到，一個具有互動功能的燈箱模型，直觀展示了能源消費者、傳統(tǒng)發(fā)電方式、可再生能源以及儲能系統(tǒng)之間的相互影響和相互作用，參觀者調(diào)節(jié)其中的不同因素，能直觀看到從上游電網(wǎng)輸入到輸出，整個復(fù)雜環(huán)境下各要素的能源消耗量、發(fā)熱發(fā)電量以及碳排放的變化。

數(shù)字化更變革了產(chǎn)品制造方式本身。“傳統(tǒng)的制造方法是減材制造，也就是在制造過程中對材料不斷削減加工，原材料消耗相對較大，而增材制造則在生產(chǎn)過程中，通過數(shù)字化控制把產(chǎn)品的材料一層一層地‘噴繪’上去。”劉鍇說。

目前，已經(jīng)有大型的跨國數(shù)字化工業(yè)技術(shù)供應(yīng)商，能夠提供涵蓋整個價值鏈的一體化增材制造軟件和自動化解決方案。

加速布局的數(shù)字化工廠

隨著工業(yè)4.0的熱潮從德國涌向全球，越來越多的中國生產(chǎn)企業(yè)也感受到數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革。中國也提出了實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的第一個行動綱領(lǐng)《中國制造2025》，一方面推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，另一方面是工業(yè)能耗、污染物排放的下降。

在漢諾威工博會現(xiàn)場，某跨國企業(yè)中國研究院數(shù)字化工廠專家告訴記者，“2013年我們接到5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢，2014年這一數(shù)字增加到10家左右，去年上升到幾十家。”

事實上，博覽會展現(xiàn)的數(shù)字化案例并非紙上談兵，在實踐層面的數(shù)字化工廠已經(jīng)在多地布局。

兩年前，西門子在全球布局的第二個數(shù)字化工廠在成都落成。而在德國采訪期間，記者參觀了成都這家數(shù)字化工廠的“姐姐”——安貝格電子制造工廠，其作為在歐洲乃至全球最先進(jìn)的數(shù)字化工廠，被認(rèn)為是最接近工業(yè)4.0概念的工廠。

與以往充滿噪音和油污的車間不同，安貝格工廠盡管還保留著上世紀(jì)八九十年代的紅磚外觀風(fēng)格以及1萬平方米的面積，但產(chǎn)能卻較26年前提升了8倍，每年可生產(chǎn)約1200萬件自動化產(chǎn)品，按每年生產(chǎn)230天計算，即平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品，產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%。

記者看到，明亮寬敞的廠房內(nèi)不見煙氣與灰塵，齊胸高的灰藍(lán)色機(jī)柜排成一行。員工身著藍(lán)色工服，并不需要自己動手，只有生產(chǎn)過程的開頭部分，即員工將初始組件（裸電路板）放置到生產(chǎn)線上的環(huán)節(jié)，是人工執(zhí)行的。此后的一切操作都是自動完成。期間只需要操作觸摸屏，通過軟件實現(xiàn)對機(jī)器的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

工廠地面與地下倉庫由一個個小孔洞連通，部件和電路板通過傳送帶從孔洞運上來，并自動運輸?shù)街饌€生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器中，隨即被機(jī)械臂抓取加工，之后再放到傳送帶上運往下一環(huán)節(jié)。

上述生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)，是安貝格工廠對超過3億個元器件建立了“身份證”。這些基礎(chǔ)識別信息包括：材質(zhì)、生產(chǎn)線位置、甚至當(dāng)時用的扭矩是多少、用什么樣的螺絲釘?shù)鹊?。?dāng)一個元件進(jìn)入時，機(jī)器會判斷該用什么溫度以及時間長短，并可以判斷下一個進(jìn)入的元件是哪一種。安置其間的顯示器上，不斷刷新著數(shù)據(jù)并閃爍著紅、黃、綠光，告訴工人每個元器件的加工狀況。

近2000億歐元的市場蛋糕

當(dāng)然，除了安貝格工廠這樣的工業(yè)數(shù)字化頂尖案例，數(shù)字化工廠對于中小企業(yè)來說也并非高不可攀。

此次工博會上，博世、西門子等龍頭企業(yè)都有相應(yīng)的產(chǎn)品服務(wù)，使中小企業(yè)加入工業(yè)4.0的門檻有所降低，不少解決方案兼容現(xiàn)有生產(chǎn)線，使得中小企業(yè)不必另起爐灶。

在中國，已有大型的跨國數(shù)字化技術(shù)供應(yīng)商與中國醫(yī)藥集團(tuán)聯(lián)合工程有限公司、金達(dá)控股有限公司、中信戴卡股份有限公司等中國企業(yè)建立了數(shù)字化企業(yè)的合作關(guān)系。如今年3月份簽約的中國石化潤滑油有限公司，將根據(jù)相關(guān)投資管理流程推進(jìn)在3D實時虛擬現(xiàn)實工廠、生產(chǎn)調(diào)度及優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)、工廠運維系統(tǒng)。

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測，由于工業(yè)自動化的出現(xiàn)，數(shù)字化制造領(lǐng)域全球銷售額將從2013年的約1600億歐元，增長到2018年的約1950億歐元。

本屆漢諾威工博會，來自中國的參展商超過600家。德國“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”對接也是展會關(guān)注重點。在本屆展會上，中德工業(yè)城市聯(lián)盟正式宣布成立。該聯(lián)盟將聯(lián)合兩國代表性工業(yè)城市，充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢。其中聯(lián)盟內(nèi)的中方城市共派出了14家企業(yè)，參展面積達(dá)到了378平方米。

工業(yè)4.0下的中國企業(yè)機(jī)遇

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級呈現(xiàn)的巨大市場，亦成為國內(nèi)智能技術(shù)供應(yīng)商競逐的舞臺。

“中國政府推出了適合本國制造業(yè)發(fā)展的‘中國制造2025’戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略核心是工業(yè)自動化和數(shù)字化。德國的工廠設(shè)備、企業(yè)軟件和系統(tǒng)集成產(chǎn)品具有領(lǐng)先優(yōu)勢，在中國大受歡迎。中國本身在工業(yè)機(jī)器人、云計算等工業(yè)領(lǐng)域投資巨大，在信息通訊技術(shù)領(lǐng)域具有競爭力。中德兩國在未來工業(yè)合作領(lǐng)域擁有巨大潛力。”漢諾威工博會新聞發(fā)言人布里吉特·曼肯說。

記者從工博會了解到，與一些歐美大型企業(yè)信息集成度高、涵蓋工業(yè)領(lǐng)域廣相比，國內(nèi)企業(yè)在特定的行業(yè)，尤其是具有中國特色的行業(yè)中，優(yōu)勢更明顯。例如，作為我國乃至世界陶瓷機(jī)械的龍頭，科達(dá)節(jié)能股份有限公司去年進(jìn)軍工業(yè)軟件領(lǐng)域，推出了工業(yè)云平臺，今年首次參加漢諾威工博會。

“以往在陶瓷生產(chǎn)中，噴墨打印機(jī)、爐窖、拋光設(shè)備都是獨立運作的，出現(xiàn)了問題都要現(xiàn)場查看才能知道故障的原因進(jìn)行處理。而通過物聯(lián)網(wǎng)平臺建立數(shù)據(jù)采集終端后，我們可以把這些設(shè)備的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)娇拼笤朴嬎阒纹脚_上，實現(xiàn)生產(chǎn)鏈條的遠(yuǎn)程監(jiān)控，故障排查與控制。”科達(dá)研發(fā)院IT研究室副經(jīng)理吳啟榮說。陶瓷傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝也因數(shù)字化發(fā)生變革，科達(dá)同時展出的陶瓷噴墨數(shù)字打印機(jī)，只要輸入個性化的圖案，即可實現(xiàn)自動批量打印。

該公司副總裁武楨坦言，雖然國外有的技術(shù)比較領(lǐng)先，但中國企業(yè)也有自己的優(yōu)勢。“國外大公司的設(shè)計往往缺乏中國應(yīng)用場景的積累。”

在此次工博會上，華為攜帶創(chuàng)新的ICT產(chǎn)品、解決方案和11家客戶及合作伙伴首次參加漢諾威工業(yè)博覽會，主要展示其IoT（InternetofThings）聯(lián)接管理平臺。與工業(yè)云的工作流程類似，平臺內(nèi)置軟件對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。該平臺可支持測繪、汽車、智慧城市等多個垂直行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

“以華為為首的中國企業(yè)，在云計算、IoT、SDN等ICT技術(shù)等方面處于領(lǐng)先位置，而以德國為首的一些歐洲國家企業(yè)在傳統(tǒng)制造業(yè)有一定的優(yōu)勢，這種合作是雙方能力的互補(bǔ)，互相吸引。”華為西歐企業(yè)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人說。