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將信息物理融合係統應用到製造業中，正在引發第四次工業革命（mìng）

2013-11-20 來源：作者：

近日，在上海舉行的中國國際工業博（bó）覽會上，西門子（中國）有限公司執行副總裁、工業業務領域總裁吳和樂（Marc Wucherer）作出上述表示。

“好奇”號（hào）的7分鍾

吳和（hé）樂說這番話的背景是，全（quán）球工業巨（jù）頭（tóu）西門子發布了麵向“未來製造”的三大（dà）戰（zhàn）略（luè）定位：數字（zì）化企業平台、資源效率和人才培養（yǎng）。

按吳和樂的說法，在以蒸汽機、大規模流水線生產和電氣自動化（huà）為標誌的前三次工業（yè）革命之後，第四（sì）次工業革命將以虛擬生產結合現實生產為（wéi）主要特點，通過（guò）工業軟件信息技術和工業自動（dòng）控製技術，將產品的開發和生產融為（wéi）一體。

以（yǐ）數字化企（qǐ）業平台為例，吳和樂稱，它可以實現包括產品設計、生（shēng）產規劃、生產工程，到生產執（zhí）行和服務的全生命周（zhōu）期運（yùn）行，“以最小的資（zī）源消耗獲取最高的生產效率。”

他（tā）舉例，“我們現在的產品多由三維軟件設計，所有的產品都會有一（yī）個數字‘拷（kǎo）貝’，數碼相機也好，船舶也好，都是如（rú）此。在數字化時代（dài），數（shù）據很容易做調（diào）整，所以產品也很容易調整，比如說增加一艘船的噸量。問題是如（rú）何把數字/虛擬世界和真實世界聯係起來，如（rú）何讓機器進行自組織和自優化（huà）。”

目前，正在火星上進行探索的“好奇”號火星（xīng）探（tàn）測器，是信息與物理相融合（hé）的一個代（dài）表，其展示了智能軟件和仿真的前景，以及（jí）工業智能化的未來。

吳和樂稱，“好奇”號（hào）設計開發（fā）時，需要有很多的仿真（試驗）。探（tàn）測器（qì）到達火星之後，把很多信息（xī）探測了之後再發送（sòng）到地球上的休斯（sī）敦基地。這（zhè）當中很重要的一點是，火星上和地球的溝通有（yǒu）一個7分鍾的延遲，信息從地球傳遞（dì）到火星，再反饋回來需要7分鍾，這是非（fēi）常關鍵的7分（fèn）鍾。

“探測器在火星上運行的時候，也會碰到很多岩石（shí），這個時候無法遙控，因為（wéi）有7分鍾的延遲，很可能災難就發（fā）生了。”吳和樂解釋，“關鍵是火星探測器（qì）送上去之後，無法知道有什麽樣的問題，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境，設計一個方案確保成百上千億元的探測器不（bú）會一到火星上就壞了。”

“仿真可以讓你很順利地做好（hǎo）很多調（diào）整的工作（zuò），讓它在實際運行中不出問題。西門子生產的生命周期管理軟件（PLM），便可模擬探測器在火星上的環境。”吳和樂說。

“中國機器人市場10年內沒有天花板”

伴隨著吳和樂口中的第四次工業化革命（mìng），流水線上從事重複工作的工人將得到解（jiě）放（fàng）。

西門子工業自動化產（chǎn）品成都生產研發基地卓越運營部經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複的工作，“工業需要尋找（zhǎo）越來越多懂得用軟件控製複雜工藝的合格員工。產（chǎn）業工人不再（zài）穿著工裝褲製造優質產品，他們現在的工具是平板電腦。”

而替代工人（rén）的，將是智能化的工業機器人。過去一兩年，工業機器人也是（shì）中國產業熱（rè）點（diǎn）之一。11月6日，申銀萬國投資有限責任公司總經理（下稱申萬投資）馬龍官在第二屆中（zhōng）國工業機器人高峰論壇上稱，過（guò）去幾年，中國機器人市場增速（sù）一直在（zài）30%以上，以後會增長更快，“在未來10年，這是一個看不到天花板的行業。”

外資也在加速進軍中國機器人市場。庫卡（kǎ）機（jī）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（sù）基（jī）本都（dōu）是一倍以上。“中國每萬產業工人擁有機器人數上升到100多問（wèn）題不大，市場空間巨大。”德國庫卡（KUKA）是工業機（jī）器人領域的“四大家族”之一，其他三家是（shì）瑞士（shì）ABB、日本的發那科和安川電機。

目（mù）前在全球範圍內，每萬名工人所擁有的工業機器人數量平均為55台。在韓國、日本、德國（guó）等（děng）機器人使用比較普遍的國家，這一數量為（wéi）250-350台，在美國、意大利、中（zhōng）國台灣，這（zhè）一數量（liàng）為150台左右，而中國大（dà）陸每萬名工人擁有機器（qì）人隻（zhī）有21台，和（hé）發達國家和地區相差8-10倍。

根據日本、韓國的（de）經驗，人均GDP達到6000美元左右時，機器人的應用開始出現快速增長，而中國已到這一時點。申萬投資稱，未來（lái）中國在工業機器人領域（yù）的總需求將達到167萬-300萬台，這是幾千億元的市場規模。

根據國際機器人聯合會數據，2005－2012年（nián）全球工業機器人的年均（jun1）銷售增長（zhǎng）率為9%，同期中國工業機器人的年（nián）均銷售增長率達（dá）到25%，2012年底中國超越韓（hán）國成為（wéi）僅次於日（rì）本的全球第二大機（jī）器（qì）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（zhàn）據了（le）庫卡全球20%的市場份額。”鄒濤說，年底即（jí）將投（tóu）產的庫卡機器人上海鬆江工廠將生產兩款機器人產品，明年規劃產能3000台（tái），2015年達到5000台，“上海工廠（chǎng）的建成把我們的交貨周（zhōu）期從18周左右縮短至8周（zhōu）左右。”

據新華社報道，上海目前是國內最大機器人產業集聚（jù）區（qū），有幾十家機器人研發生產（chǎn）企業和多家（jiā）外企中國總部；計劃到2015年（nián）力爭機（jī）器人與其相關產業實現產值200億元（yuán），到2020年爭取達到600億（yì）－800億元。

中國本土的機器人製造水（shuǐ）平仍有待提高。科技部“十二五”服務機器人重點項目專家組組長、北京航空航天大學iTR服務機器人重點實驗室主（zhǔ）任王田苗在前述論壇上透露，國產機器人的可靠性較外資品牌仍有（yǒu）很大差距，其壽命隻有8000小時，而外資品牌可（kě）以（yǐ）達（dá）到5萬-10萬小時，主要在於主要（yào）傳動（dòng）結（jié）構件的精度上存在缺陷。

眼下，從機器人本（běn）體到關鍵零部件，中國80%～90%的核心部（bù）件需要進口。

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