實驗室內，一具身體模型躺在手術臺上，但圍繞它的并不是醫生，而是數臺醫學機器人手臂。它們靈活移動，協助主刀醫生完成手術。但主刀醫生不在手術臺前，也沒有直接接觸病人，而是在手術室外遠程遙控。通過機器人手臂上的傳感器，主刀醫生能實時感知病人皮膚張力、血液流動等情況。
這是德國卡爾斯魯厄理工學院正在研發的手術機器人。5年前，德國在漢諾威工業博覽會上首次提出工業4.0概念，隨后上升為德國引領制造業變革的國家戰略。今年漢諾威工業博覽會以融合的工業發現解決方案為主題，展示百余項工業4.0應用與解決方案，標志著工業4.0逐漸從概念走向實踐。
作為中國和廣東制造的典型代表，佛山正大力推進以信息化和自動化為核心的中國制造2025計劃。在本屆漢諾威工業博覽會上，數十家企業組成佛山制造軍團集中亮相，嘉騰、利迅達、科達潔能等佛山企業首次參展便成功躋身核心展區，與庫卡、ABB等國際機器人巨頭同臺炫技。
卡爾斯魯厄理工學院實驗室里的醫學機器人設備
佛山向德國工業4.0學習什么？為此，在漢諾威工業博覽會舉行前后，南方日報與佛山市政府組成聯合調研組奔赴德國，深入德國科研機構、生產一線與展會現場，直擊德國新工業革命正在發生的變化，為廣東制造探尋從量到質的升級之道。
研發人員向聯合調查組展示有眼睛的智能裝配盒
1隔空操作機器
讓機器像人一樣靈活反應
視覺系統研究區內，一只大型蜘蛛正尋找目標，發現后迅速鎖定獵物，并快速移動到目標面前，伸出兩只長長的手臂，熟練地對目標物體實施焊接。該項目的研究人員HuaYingbing說，機器人精準定位目標物體，是通過其身上的攝像頭來實現的，相當于人的眼睛。
實際上，讓攝像頭充當人的眼睛捕捉物體影像并不難，難的是攝像頭背后的那一套復雜的信息處理系統。攝像頭所捕捉到的信息，要實時傳回后臺的電腦系統，讓系統及時判斷并作出指令，實時指揮機器人作出反應。
讓機器人能像人類一樣瞬時作出判斷和反應，正是德國卡爾斯魯厄理工學院正在研究的內容。該學院計算實驗室負責人JrgRaczkowsky博士說，他們正嘗試通過肢體、觸感等方式，讓機器人能與人進行密切交流與對話，以實現多種適應性調整。
實驗室里，一個依靠電磁感應和人進行交互的機器人，機器手臂上裝有8塊電磁傳感器，能根據不同方位的磁場強弱，準確分辨出物體的位置、大小和方向。跟普通機器人不一樣，該機器人能更好感受物體表面的曲線分布，抓取不規則物體。與這臺機器人相距不遠，一臺重達數十斤的機器手臂，正跟隨操作者的各種動作靈活擺動，像是大人手把手教小孩，并且比小孩更加聽話。
HuaYingbing說，通過電磁感應加上力學傳感器，操作者能真實感知機器人的感受，換言之，人類將可以隔空操作各種機器。
2全面自動化
實現虛擬與現實融為一體
位于斯圖加特的弗勞恩霍夫協會是德國工業4.0戰略的發起機構之一，該協會在去年新組建工業4.0應用中心，專門研究工業4.0時代的未來工廠。在該中心，研發人員Biltin向聯合調研組展示了一個裝有眼睛的智能裝配盒：當盒中物料減少到一定程度時，盒子就會自動發出警報，并將信息實時傳遞給供應商，提醒供應商及時補充物料。
用智能設備代替人類成為自動化的工人，是未來工廠的一個重要特點。弗勞恩霍夫協會工業4.0應用中心主任MartinLandherr說，未來各生產環節將布滿攝像頭之類的眼睛，隨時隨地監看物料運輸和生產流程，向集成系統實時傳遞信息，并根據信息指令即時調整生產。
在距離應用中心數百公里的慕尼黑寶馬總部工廠車間中，機器轟鳴聲中各種機器人在忙碌地工作。噴涂車間內，一臺臺披著銀灰色衣服的機器人靈巧地揮舞著手臂，打開車門再轉動手腕，為車殼內外噴漆。它們比人工操作更加溫柔、到位。機器人之間流暢的配合，確保每一道生產工序都能在58秒內完成。
在漢諾威工業博覽會上，西門子公司展出了一個將虛擬世界與現實世界靈活融合，具有更高可用性的生態系統。參觀者只要坐上體驗臺，就能在虛擬環境下駕駛飛機。即使是操控體量巨大的挖掘機，也可以在電腦平臺上建立一個三維模型，設定挖掘機的工作路徑和活動軌跡，然后挖掘機就會自動按照模型中設定的方式進行操作。此時，虛擬與現實的界限已經消失，真實的挖掘機和數字化的挖掘機連為一體，也無需再有工人參與操作。
3人機協作
佛山中小企業的現實路徑
在漢諾威工業博覽會開幕式上，德國機器人巨頭庫卡展出了最新產品KMRiiwa機械手。而就在此后不久的5月18日，美的發布公告稱，該集團旗下子公司MECCAInternational（BVI）Limited有意通過自愿要約，以每股115歐元價格，合共不超過40億歐元、折合人民幣292億元收購庫卡集團超過30%的股權。
如收購成功，美的將憑借庫卡在工業機器人和自動化生產領域的豐富經驗和產品線，進一步提升生產效率并推動公司制造升級，同時與庫卡合作向全國一般工業企業推出一流自動化制造解決方案。有評論認為，這種技術并購方式或許將為佛山企業邁向中國制造2025提供新模式。
不過，這種模式并不適用于大多數企業。實際上，無論是卡爾斯魯厄理工學院所展示的前沿技術，抑或是寶馬、西門子所展示的自動化、虛擬生產場景，對佛山的中小企業來說，要真正應用到生產之中還非常困難。
聯合調研組在MAN公司看到了工業4.0實踐中的另外一種方式：人機協作。因為卡車型號眾多，這家世界著名的重型卡車生產企業并沒有推行全面自動化，而是采用熟練工人和機器人配合的方式來提升生產效率。我們是小批量生產，全面自動化投入產出比不劃算，但通過人與機器協作實現互補，既保證生產效率，又可降低成本。MAN公司員工MatthiasLessel說。
這也是漢諾威應用科技大學經濟學教授赫爾貝格的觀點。他認為，企業要不要實施工業4.0，從哪個環節切入工業4.0，更應考量整體效益，把上下游價值鏈中看得見的生產設備組織起來，實現高度靈活生產。
協同上下游產業鏈，一定要建立統一的工業數據標準。在德國一家大型電控公司從事工業大數據工作的華人工程師小林說，實現工業4.0首先要推動原始數據收集和共享。在目前情況下，行政管理問題比技術更加重要，公司要嘗試從生產一線開始導入數據管理，為推動全面信息化提供基礎。
■啟示
德國工業4.0研究體系啟迪中國制造2025
緊貼企業需求快速轉化成果
盡管中德在技術研發上仍存在差距，但聯合調研組在德國走訪的過程中發現，發動社會機構與企業參與研究，是德國推動工業4.0戰略的重要路徑。