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德國工業4.0的大眾（zhòng）樣本：3萬台機器人，50秒造一輛車

2017-12-19 來源：- 作者：-

　　一個小機器人“哼（hēng）”著（zhe）清（qīng）脆的輕音樂從現場的工（gōng）人邊上（shàng）“輕巧（qiǎo）”地擦（cā）身而過，順利地把幾（jǐ）樣汽車（chē）配（pèi）件運送到了（le）下一個工（gōng）位。這並非（fēi）著名科幻小說家艾（ài）薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）描繪的未來場景，而是（shì）2017年12月第一財經記者實（shí）地探訪斯洛伐克首都布拉迪斯拉發的（de）大眾工廠車間時所見到的基於工業4.0的現實（shí）生產方式，在這裏，從大眾途銳、奧迪A8直到保時捷卡宴的生產，都有機器人的身影參與其間。

　　大眾的（de）工業4.0嚐試

　　2017年《財（cái）富》世界500強排行榜中大（dà）眾汽車排名第6位。目前大眾集團旗下有（yǒu）大眾、奧迪、保時捷、蘭博基尼、賓利、曼等 12 個（gè）品牌，在全球共有120 家工廠（chǎng）、擁有員工超過 62 萬人，汽車年產量超過1000萬（wàn）輛。雖然此前經曆了“柴油門”風波，但大眾集團2016年不計特殊項目支（zhī）出（chū），集團（tuán）盈利達到了146億（yì）歐元，創曆史紀（jì）錄。大眾仍不失為一艘全球汽車業的“航母”。

　　然（rán）而，麵對（duì）汽（qì）車業激烈的競爭，尤其是來自於數字化、自動駕駛（shǐ）和（hé）電（diàn）動汽車領域的嚴峻挑戰，這艘“航母”也（yě）正在謀求主（zhǔ）動變革。根據（jù）大眾方麵給第一（yī）財經記者最新提供的規（guī）劃：到 2025 年，大眾汽車集團所有的生產基地，包括在中國的生產工廠，都將實（shí）現數字化規劃和（hé）網絡無縫（féng）切換，從而保證自我控製、自我優化（huà）和可（kě）持續的生產。

　　“從（cóng）技術層麵講，數字化（huà）涉及眾多技術，如認知性計算和學習，人工智能（néng）、新技能和技術的（de）掌握，以及機器自我（wǒ）優化和自我學（xué）習的相關過程。”大眾汽車集團管理董事會成員、大眾中國總（zǒng）裁兼CEO海茲曼在狼堡總部接受第（dì）一財經記者專（zhuān）訪時說，數字化是一個（gè）總體（tǐ）的概念，深入一點，即是整個生產過程的數字化，以及“工業 4.0”相（xiàng）關的元（yuán）素。

　　在（zài）海茲曼看來，“工業 4.0”是一個（gè）非常整合的（de）概念。在這個概念下，包括了數字（zì）化、機器人和人工智能等，而這些（xiē）正在融入大眾汽車集團日常業務運營的方方麵麵。

　　而生產流（liú）程中的 4.0 從屬於“工業 4.0”這個整體概念，“工業 4.0”的概念裏麵包括（kuò）生產 4.0。生產 4.0 從研發（fā）開始（shǐ），貫穿（chuān）到設計以（yǐ）及生產的每一個環節，這裏麵包括數字化管理手段、數字化技術（shù）以及（jí）自動化流程的（de）應用。

　　海茲曼指出，生產 4.0 也（yě）罷，還（hái）是工（gōng）業 4.0 也好，都是一個貫穿整（zhěng）個企業運營以及（jí）產品生產過程中的數字化過程：比如 VR（Virtual Reality,虛擬現實）技術、智能設備、可穿（chuān）戴設備的一些應用，以及一些 3D 打印技術的應用。除此之外，還有一（yī）些（xiē）特殊的應（yīng）用領域：比如在物流方麵的自動運輸，以及加入了人工智（zhì）能的物流流程管理，生產設備的保養，整個生產流程的最大化等等。

　　海茲曼強調，所謂的工業 4.0 或者生產 4.0 概念（niàn），並不隻局限在生產靈活性這（zhè）一個（gè）環節，在產品研發、生產環（huán）節、物流環節、銷售和售（shòu）後服務，以及客戶體驗方麵的改善（shàn）、優化和提升等方麵，都跟工業 4.0緊密相關。“有（yǒu）些技術（shù）要分步走（zǒu），不可能一蹴而就地一夜之間實現，需要時間。”海茲曼還透露（lù），相關技術（shù）在大眾最重要的國際市場中國的部署（shǔ）會（huì）有明確的規劃，將按計劃推進。

　　3萬台工業（yè）機器人

　　大眾集團總（zǒng）部（bù）所在地狼（láng）堡的大眾車間裝配（pèi）線（xiàn）一角，一位一線德國女工和她的（de）工友們正在安裝儀表盤等汽車內部組件的流水線上忙碌，和她一起協同忙碌的還有她身邊一隻巨大的機器人手，機器（qì）人手熟門熟路地伸進（jìn）車窗，短短幾分鍾裏（lǐ）就行雲流水（shuǐ）般地將儀表盤安裝妥當。在這（zhè）裏，有了機器人的輔助，工人完全可以停下來聽會音樂（lè），放鬆自己，甚至能（néng）和第一財經（jīng）記者攀談一會。

　　與以往機器和人分處彼此割裂的空間不同（tóng），智能機器人實現人類和機器直接同步合（hé）作將不再是奢（shē）望，背後是因為機器（qì）人可以對人的每（měi）一個手勢都做出反應（yīng）。大眾汽（qì）車集團總部 IT 部門智能生產實驗室正在為未來的汽車生產製定解（jiě）決方案（àn）。其中一個項目就是智能機器人。人類和機器將首次可以真（zhēn）正攜（xié）手合作（zuò）。而之所以能實現這一點，是因為機器人擁有了識別和（hé）考量（liàng）人類想法的能力。

　　目前，集團（tuán）IT 部門智能（néng）生（shēng）產實驗室主任沃爾夫岡·哈肯貝格博士（Dr.Wolfgang Hackenberg）正帶領他（tā）的團隊與著名的人工（gōng）智能研究中心——德國（guó）人工智能研究中心（xīn）（DFKI）的專家們共同研發這一技術。

　　哈肯貝格博士對第一（yī）財經記者解釋，在此之前，人類和（hé）機（jī）器人的工作步驟或（huò）者工作（zuò）空間必須是分開相互獨立（lì）的，這並不是真（zhēn）正意義上的（de）合作。而在智能生（shēng）產實驗室中，情況則（zé）完全不同。“我們通過軟件將機（jī）器（qì）人和傳感器整（zhěng）合，使人類和機器人能夠避開危險，在同一（yī）個空間工作，甚至互相（xiàng）協作。如（rú）此，我們首次實（shí）現了人類與機器直接同步合作。”

　　另外，運用人體（tǐ）工程學原理，提高人類的體能效率這一此前的世界級難題也有望被攻克。對於（yú）工業機器人來說，這意味著巨大的節能潛力。大眾汽車集團數字工廠工作組（Digital Factory Working Group）成員（yuán）之一、能源效率（lǜ）團隊負責人迪特（tè）爾·格克勒（Dieter Geckler）博士對第一財經記者說：“通常為了節省體能，舉重運動員（yuán）通（tōng）過換腳的方式在開始舉重前（qián）找到理想的平衡點。像舉重運動員一（yī）樣，機器人（rén）如果處於正確的位置，也能夠節（jiē）省大量的能（néng）源。”

　　格克勒（lè）博（bó）士和他的團隊偶然發現，機（jī）器人在錯誤的位置執（zhí）行錯誤的動作會浪費能源。他們自發地在弗勞恩霍夫研究所開姆尼茨基地的機器人上對他們的理論進行測試——他們這一獨特的想（xiǎng）法得到了（le）證實。基於這些發現，Geckler博士和他的團隊（duì）與Ostfalia應用科學大學合作開發了一種軟件，用於計（jì）算機器（qì）人最節（jiē）能的位置。該軟件目前處於測試和優化（huà）階（jiē）段，隻需點擊幾下（xià），即可計（jì）算機器人所有節能操作的位置（zhì）。

　　格克勒博士表示（shì），與人體（tǐ）工程（chéng）學相似，位置優化（huà）軟件使機器人能平均節省10%到15%的能源，同（tóng）時減少機器人維（wéi）護次（cì）數，從而（ér）延長使用壽命。目（mù）前（qián），在大眾集團 120個工廠中約有3萬台（tái）工業機（jī）器人，這將節省大量的能（néng）源。

　　但這款易於使用的軟（ruǎn）件還不是最終（zhōng）產品，位（wèi）置（zhì）優化隻是第一步，團隊目（mù）前正在研究機（jī）器人路徑優（yōu）化（huà），以節省更多能（néng）源。該步驟將計（jì）算機器人（rén）最節能的動作。第三步也是最後一步，軟件將能夠優化機器人的加（jiā）速（sù）度和速度。這個優化軟件使機器人（rén）的（de）位置，路徑和（hé）速度最（zuì）優化，將（jiāng）節省高（gāo）達30%的能源，預計將於（yú）2018年開始投入使用。

　　秒速造車

　　在大眾的斯洛伐克工廠（chǎng），目前生產（總裝）3輛車僅（jǐn）需要2.5分鍾，也就是說每輛車的生產時間為0.83分鍾，約合50秒。生產汽車以秒計，真正地進入秒速造車階（jiē）段（duàn）。但是在大眾方麵（miàn）看來（lái），這一效率仍（réng）然不夠，他們的終極目標是要實現完全自（zì）主生產，所謂自（zì）主生（shēng）產並不是指完（wán）全不需要人類，而是由人來告訴需（xū）要生（shēng）產什麽，隨後由工（gōng）廠（chǎng）裏的機器人自（zì）行組合成生產線進行生產。

　　按照（zhào）大眾的構想，實現這種自主生產至少（shǎo）有兩大關鍵：一是（shì）可以自行移動的生產機（jī）器人（rén）。二是一套基於大數據和AI處理技術的中樞神經係統。在大眾的SPL智（zhì）能生產實驗室，第一（yī）財經記者看到了這兩個技術的雛形。自行（háng）移動機器人（rén）就是一個小車加上了兩個機械（xiè）臂，其通過激光雷達、3D深度攝（shè）像頭來實現定位與導航功能，進而讓（ràng）它（tā）在工廠裏自行移動。

　　後者是一套能夠追蹤所有生產數據（jù）的超（chāo）級係統，它能夠分析出生產（chǎn）每一種車型需要哪種機器人與哪種部件，進而根據生（shēng）產任務自行調配機器人和零部（bù）件，更重要的是，通過人工智能等技術的引入，其（qí）在組織生產環節的過程中還能自主學習，從而在下一次生產中不斷優化生產流（liú）程，進（jìn）一步提升（shēng）生產效率。

　　“大眾集團一向在硬件生產方麵非（fēi）常強（qiáng）大，而在（zài）工業（yè）4.0的進程中，軟件的地位將越來越高。”為了實現將構想變成可能，蘋果前高管、大眾CDO約翰·瓊沃（wò）思（Johann Jungwirth）告訴第一財經記者，大眾在全球有超過4000名IT與科技領域的工程師在為數字（zì）化轉型服務。

　　此外，大眾在狼堡總部設立了名為IT City的技術中心，招募了大量IT與科（kē）技領域的人才，並且成立了SPL智能生產實驗室、KTI技術與能力（lì）創新中（zhōng）心、LEAN中心等細分的技術研發中心。與此同時，大眾還將在（zài）德國、美國和中（zhōng）國設立三個未來中心，在美（měi）國、西班牙、中國等6個國家設立有IT相關的技術（shù）研發中心。大眾集團旗下（xià）的員工培訓機構大眾學院，也（yě）將投入重（chóng）金為這場數字（zì）化轉型推出（chū）了（le）全員培訓方案。

　　大眾汽車集團學院負責人拉爾夫·林德（Ralph Linde）對（duì）第一財經記者介（jiè）紹，大眾會有（yǒu）計劃地對所有員工進行數字化培訓，向他們（men）普及AR/VR、網絡、自動化、大數據、人工智能等基礎知識。

　　而轉型的過程中，無法回避的是有大量傳統工作人員麵臨失（shī）去工作崗位（wèi）的風險，大眾（zhòng）學院也在對（duì）他們進行技術培訓，以幫助其轉到（dào）其他數字化工作崗位上。而對於那些無法適應（yīng）未來數字化工（gōng）作（zuò）的人（rén），則采取提（tí）前退休等措施來解決。

　　另外，大眾學院每年都會招募1000多名學徒，在2010年，有50%的學徒進行的是機械與金屬加工方麵的培訓，而到了（le）2019年（nián），預計有74%的員工要進行IT等數字化方麵的培訓。拉爾夫·林德表示，數字化轉型不僅僅涉及技術問題，其（qí）還會涉及企業文化等方麵，大眾學院要（yào）做的，就（jiù）是讓大眾（zhòng）的員工（gōng）在技術上、心理上做好（hǎo）這兩方麵的準備（bèi）。

　　在汽車（chē）組裝生產線上，一名工（gōng）人和一個機器人同坐在車身裏就可以完成組裝需要的各類操作。生（shēng）產係（xì）統由一些具有社會性的機器運作，與“雲端（duān）”平台自動連接，尋找（zhǎo）能（néng）夠解決不同問題的專家。專家則掌握著全套維修技術及（jí）虛擬工具。機器人（rén）自動整合所有信息以不斷完善自己（jǐ）的性能。上（shàng）述場景是羅蘭貝格2016年報告裏描述的類似硬科幻的未來汽車業生產場景，現在其中的部分已在大眾的工廠實現。

　　羅蘭貝格合（hé）夥人舒暢對第一財（cái）經記者表（biǎo）示，工業4.0的這場變革未來（lái）可以提高車企的生產效率（lǜ），還能為車企帶來更（gèng）多利潤空間，比如，基於數字化的數據可以挖掘汽車全價值鏈，更（gèng）精準地觸及用戶，更好的做售後（hòu）服務、金融業務等。“大（dà）眾集團在這（zhè）方麵可以說率（lǜ）先推進（jìn）了，當（dāng）然在下一步（bù）發展中究竟哪些車企占得先機（jī）還要拭目以待（dài）。”

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