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信息物理融合引發(fā)第四次工業(yè)革命到來
近日，在上海舉行的中國國際工業(yè)博覽會上，西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂(MarcWucherer)作出上述表示。
“好奇”號的7分鐘
吳和樂說這番話的背景是，全球工業(yè)巨頭西門子發(fā)布了面向“未來制造”的三大戰(zhàn)略定位：數(shù)字化企業(yè)平臺、資源效率和人才培養(yǎng)。
按吳和樂的說法，在以蒸汽機、大規(guī)模流水線生產(chǎn)和電氣自動化為標志的前三次工業(yè)革命之后，第四次工業(yè)革命將以虛擬生產(chǎn)結(jié)合現(xiàn)實生產(chǎn)為主要特點，通過工業(yè)軟件信息技術(shù)和工業(yè)自動控制技術(shù)，將產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)融為一體。
以數(shù)字化企業(yè)平臺為例，吳和樂稱，它可以實現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期運行，“以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。”
他舉例，“我們現(xiàn)在的產(chǎn)品多由三維軟件設(shè)計，所有的產(chǎn)品都會有一個數(shù)字‘拷貝’，數(shù)碼相機也好，船舶也好，都是如此。在數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)很容易做調(diào)整，所以產(chǎn)品也很容易調(diào)整，比如說增加一艘船的噸量。問題是如何把數(shù)字/虛擬世界和真實世界聯(lián)系起來，如何讓機器進行自組織和自優(yōu)化。”
目前，正在火星上進行探索的“好奇”號火星探測器，是信息與物理相融合的一個代表，其展示了智能軟件和仿真的前景，以及工業(yè)智能化的未來。
吳和樂稱，“好奇”號設(shè)計開發(fā)時，需要有很多的仿真(試驗)。探測器到達火星之后，把很多信息探測了之后再發(fā)送到地球上的休斯敦基地。這當中很重要的一點是，火星上和地球的溝通有一個7分鐘的延遲，信息從地球傳遞到火星，再反饋回來需要7分鐘，這是非常關(guān)鍵的7分鐘。
“探測器在火星上運行的時候，也會碰到很多巖石，這個時候無法遙控，因為有7分鐘的延遲，很可能災(zāi)難就發(fā)生了。”吳和樂解釋，“關(guān)鍵是火星探測器送上去之后，無法知道有什么樣的問題，要保證它的著陸、安全等。要做到這一點，必須要模擬火星上的地理環(huán)境，設(shè)計一個方案確保成百上千億元的探測器不會一到火星上就壞了。”
“仿真可以讓你很順利地做好很多調(diào)整的工作，讓它在實際運行中不出問題。西門子生產(chǎn)的生命周期管理軟件(PLM)，便可模擬探測器在火星上的環(huán)境。”吳和樂說。
“中國機器人市場10年內(nèi)沒有天花板”
伴隨著吳和樂口中的第四次工業(yè)化革命，流水線上從事重復(fù)工作的工人將得到解放。
西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地卓越運營部經(jīng)理戴霽明此前曾表示，如今已不可能像《摩登時代》中一樣，讓工人超長時間從事機械重復(fù)的工作，“工業(yè)需要尋找越來越多懂得用軟件控制復(fù)雜工藝的合格員工。產(chǎn)業(yè)工人不再穿著工裝褲制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，他們現(xiàn)在的工具是平板電腦。”
而替代工人的，將是智能化的工業(yè)機器人。過去一兩年，工業(yè)機器人也是中國產(chǎn)業(yè)熱點之一。11月6日，申銀萬國投資有限責任公司總經(jīng)理(下稱申萬投資)馬龍官在第二屆中國工業(yè)機器人高峰論壇上稱，過去幾年，中國機器人市場增速一直在30%以上，以后會增長更快，“在未來10年，這是一個看不到天花板的行業(yè)。”
外資也在加速進軍中國機器人市場。庫卡機器人(上海)首席運營長鄒濤透露，2011年、2012年，該公司在中國的機器人市場增速基本都是一倍以上。“中國每萬產(chǎn)業(yè)工人擁有機器人數(shù)上升到100多問題不大，市場空間巨大。”德國庫卡(KUKA)是工業(yè)機器人領(lǐng)域的“四大家族”之一，其他三家是瑞士ABB、日本的發(fā)那科和安川電機。
目前在全球范圍內(nèi)，每萬名工人所擁有的工業(yè)機器人數(shù)量平均為55臺。在韓國、日本、德國等機器人使用比較普遍的國家，這一數(shù)量為250-350臺，在美國、意大利、中國臺灣，這一數(shù)量為150臺左右，而中國大陸每萬名工人擁有機器人只有21臺，和發(fā)達國家和地區(qū)相差8-10倍。
根據(jù)日本、韓國的經(jīng)驗，人均GDP達到6000美元左右時，機器人的應(yīng)用開始出現(xiàn)快速增長，而中國已到這一時點。申萬投資稱，未來中國在工業(yè)機器人領(lǐng)域的總需求將達到167萬-300萬臺，這是幾千億元的市場規(guī)模。
根據(jù)國際機器人聯(lián)合會數(shù)據(jù)，2005-2012年全球工業(yè)機器人的年均銷售增長率為9%，同期中國工業(yè)機器人的年均銷售增長率達到25%，2012年底中國超越韓國成為僅次于日本的全球第二大機器人市場，占全球市場15%。
“目前中國是庫卡最大的海外市場，去年占據(jù)了庫卡全球20%的市場份額。”鄒濤說，年底即將投產(chǎn)的庫卡機器人上海松江工廠將生產(chǎn)兩款機器人產(chǎn)品，明年規(guī)劃產(chǎn)能3000臺，2015年達到5000臺，“上海工廠的建成把我們的交貨周期從18周左右縮短至8周左右。”
據(jù)新華社報道，上海目前是國內(nèi)最大機器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，有幾十家機器人研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)和多家外企中國總部;計劃到2015年力爭機器人與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值200億元，到2020年爭取達到600億-800億元。
中國本土的機器人制造水平仍有待提高。科技部“十二五”服務(wù)機器人重點項目專家組組長、北京航空航天大學(xué)iTR服務(wù)機器人重點實驗室主任王田苗在前述論壇上透露，國產(chǎn)機器人的可靠性較外資品牌仍有很大差距，其壽命只有8000小時，而外資品牌可以達到5萬-10萬小時，主要在于主要傳動結(jié)構(gòu)件的精度上存在缺陷。
眼下，從機器人本體到關(guān)鍵零部件，中國80%～90%的核心部件需要進口。