智能制造連接工廠與未來

張家偉 張毅榮 李驥志

今年的漢諾威工業博覽會展館內，一眾專業人士身影中不時也會看到一些小孩饒有興致地跟著父母來參觀展商推出的各類機器人產品。這些孩子眼中的巨型“玩具”正是未來工廠中的重要組成部分，如今的各種技術概念很可能會成為他們長大后的人類生產方式。

未來工廠

全球領先的傳動與控制技術供應商之一德國博世力士樂如此描述未來工廠的場景：墻壁、地板、天花板是固定的，其他物品都是可移動的。生產線將模塊化組件和各種加工設備移動并重組為新的生產線，以滿足新的生產目的。它們將通過5G（第五代移動通信技術）網絡與其他機器和流程設備進行無線通信，并通過感應式充電系統從地板充電。

實現這個愿景還要應對不少技術挑戰。在這屆工博會上，許多廠商現場展示的智能制造方案提供了初步思路。比如在一些德國廠商的展臺上，搬運機器人將零部件準確地從貨架上搬下來，然后配送到裝備機器人的工作站臺上，機械臂快速抓取零部件并開始裝配，整個過程基本無須人工干涉就能快速完成。

隨著5G技術的逐漸成熟，機器與機器之間更容易實現高效交互。比起讓機器人單獨發揮作用，這種機器間的協作可以完成更多復雜任務，讓自動化提升一個臺階。5G、人工智能、云計算等技術的應用將使未來的生產場景改造更加深入。

漢諾威工博會負責人約亨·科克勒說：“我們現在處于機器學習的時期，機器開始了解工業生產的日常。未來生產將變得更加自動化，人工智能給我們提供了基于數據做出生產決定的可能性。未來工業的趨勢是國際化和數字化，其中數字化就是基于數據和連接，讓生產變得更加靈活。”

應用場景

要實現工業4.0，塑造未來工廠，只有完全自動化一條路嗎？

“我認為這還要取決于應用的場景。在一些場景中，我們可以使用全自動的解決方案，但在許多其他場景中，完全自動化不但過程復雜、成本高昂，且最終仍離不開人類的靈活性……我的看法是工業4.0與人本身有很大的關聯。”德國弗勞恩霍夫機床和成型技術研究所機器人技術部門負責人穆罕默德·巴迪韋告訴筆者。

這個場景或許能更好地解釋巴迪韋的觀點：技術工人移動手臂，汽車生產線上的大型機械臂也隨之將大型的車身部件上下移動到一個更合適的角度進行焊接，簡單的手勢就能讓復雜的機器人靈活完成任務——這是巴迪韋所在部門開發的人機交互系統。

通過影像傳感器、智能算法等技術，人與機器可以在生產車間實現更高效的合作。機器與人并非是競爭關系，而是讓機器學會理解人的意圖，并在人的指導下完成更多復雜的任務。巴迪韋說：“人機交互并不是一個新概念，其主要挑戰是如何開發出適合工業生產應用的技術解決方案。”

據巴迪韋介紹，他們正與德國大眾汽車公司合作，嘗試將這一系統應用到這家公司的汽車生產線上。

就業影響

普華永道此前發布的一份分析報告說，人工智能、機器人技術以及其他形式的智能自動化技術有潛力帶來更大的經濟效益，這部分新增的財富會產生許多新的工作崗位需求，但同時也讓不少人擔憂現有的工作崗位會在自動化浪潮中消失。

這份報告預測，到本世紀30年代中期，多達30%的工作都可以實現自動化。報告認為，不僅是制造業，短期內金融服務行業受到的影響可能更大，因為算法可以帶來更高效的分析和評估;長期來看，隨著自動駕駛車輛的發展，運輸行業受到的沖擊也會很明顯。

工人們在自動化面前就真的沒機會了嗎？報告認為，這種沖擊在短時間內對工人的影響有限。但隨著時間推移，那些教育水平較低的工人預計在自動化浪潮面前就會顯得更脆弱，工作被這類新技術取代的可能性較大。

不過，報告并沒有給出一個悲觀的前景，而是建議各國政府和商業機構合作，幫助更多人提升技能和知識水平，以便適應未來的自動化浪潮，最終讓更多的人能夠從事人工智能和機器人技術催生的新技術工作。