新華社德國漢諾威4月27日電 綜述:“工業4.0”新概念掃描

新華社記者張毅榮

正在舉行的德國漢諾威工業博覽會上,輕量構造、人機協作和“數字化雙胞胎”等與“工業4.0”相關的新概念成為今年各大參展商展示的重點,吸引大量關注。

輕量構造

輕量構造指的是在保證材料強度和安全的前提下減少重量,增強靈活性,有利于降低能耗。奧地利技術研究所今年展示了一款最新鎂鋁合金。據介紹,這款合金中加入了鈣,重量遠低于同樣體積的其他合金,同時兼具堅固性和可塑性。

負責這一項目的科學家斯特凡·蓋革告訴記者,這款輕量合金抗腐蝕、易鍛造,是進行增材制造(即3D打印)的理想原材料。此外,“進入量產、成本降低后,它特別適合用于制造交通工具零部件,能減少燃料使用,保護環境”。

德國阿爾弗雷德·韋格納研究所則展示了輕量構造結合仿生學在實踐中的應用。研究所與德國汽車制造商大眾汽車公司合作研發的前風窗支柱使用輕量金屬,參考海洋貝類生物構造,結合算法進行調試后最終成型。

“新產品相比傳統前風窗支柱減少了74%的重量和67%的零部件數量,”團隊工程師西蒙娜·安德烈森告訴記者,“此外還能廣泛應用在大型風機等工程制造其他領域。”

人機協作

人機協作強調人在生產勞動中的不可替代性,致力讓機器成為人類的親密助手。德國庫卡機器人公司在博覽會上展示了最新輕量級人機協作機器人。這款機器人主要用于電子工業生產,重3公斤,可變換6種角度在60厘米范圍內作業。

現場展示的3臺樣機分別模擬了實際生產中的不同場景。機器人能在不同設定模式下,配合人在操作現場的需要,按不同軌跡及力度作業。

“安全是人機合作需要首先考慮的因素。”庫卡機電系列產品負責人塞巴斯蒂安·卡德克告訴記者。現場展示中,靈活的機械臂在人手誤碰后會迅速停止作業。

德國機械制造商費斯托則在人機協作機器人中加入人工智能、物聯網、增強現實(AR)等科技元素,讓模擬應用場景更加豐富。操作平臺上,示范操作員可以通過口令指揮機械臂,也可佩戴AR眼鏡結合可穿戴設備,隔空操控機械臂。

“數字化雙胞胎”

“數字化雙胞胎”是指在數字化平臺上對物理實體進行同步數字化模擬。德國科技企業西門子今年搭臺展示了“數字化雙胞胎”解決方案:檢測杯具模型合格率的生產線在運行的同時,還能借助傳感器傳輸數據,在顯示屏上展示出一套同步虛擬的生產線。

“檢測員能借此及時發現生產線運行中的問題,并通過在顯示屏前的操作,對實體生產線實現干預。”展臺講解員告訴記者。

他說,“數字化雙胞胎”的含義從誕生起不斷豐富,目前已經不局限在生產環節。“比如在產品設計階段,企業可以借‘數字化雙胞胎’,對先于實體產品建構出的虛擬產品進行調試,再由虛擬轉向現實。這比制造實體樣機的成本要低得多。”

德國軟件企業思愛普則把“數字化雙胞胎”概念延伸到產品使用及售后環節。“我們原有的企業軟件服務基本都與虛擬端進行了打通,使用中出現的問題都能得到收集與反饋,幫助使用我們軟件的客戶對他們實體產品進行預防性維護或者進一步優化。”