德国工业4.0之旅–工业4.0技术展示

为了总结我们的工业4.0之旅，这里分享一些新技术。这些不是工厂参观，而是一些不同规模的公司的展示。前四个是在Arena 2036，一个探索未来汽车的合作研究。其他三个是在一些工厂，也相当有见地。让我们一起来看下吧！

技术展示

下面的一些展示并未在工厂中实际运用。

博世在Arena 2036

Arena 2036是一个探索汽车未来的研究合作项目，其中包括生产技术。博世有一个区域，他们研究装配线的灵活规划。他们的目标主要不是研究技术本身，而是研究这些技术在未来工厂中的互动。他们想探索哪些技术在未来是有用的，以及适用于哪些场景。

利用NAiSE传感器（见下文），他们可以高精度地定位机器、零件和工站的位置，并可以创建一个实时的数字孪生。如果他们移动工作站，工作站也会在数字世界中移动。他们还使用了ThingOS的Pick by Light（下面还有更多介绍）。这是一个很好的演示，尽管目前还不清楚这项技术何时会被用于车间。但是，他们的目标是研究未来的可能性。

Drag&Bot在Arena 2036

Drag&Bot是一家小型初创公司，旨在简化机器人编程。其目标是使用相同的软件界面对各种品牌的机器人进行编程（ABB、Denso、Kuka、Universal Robot…）。机器人由人手把手教，实现自动编程。虽然这不是我的专业领域，但看起来很有趣。

NAiSE在Arena 2036

NAiSE提供了一个由硬件和软件组成的综合系统。硬件（传感器和基站）确定车间内物品的准确位置。软件可以优化路线。它是类似于谷歌地图在工业和商业建筑内的应用。与其他系统相比，它需要的基站相对较少。对于7000平方米的场馆，他们只需要6个基站，就可以实现对不可移动物体精确度达±1厘米的定位，对移动物体的定位精确度达±7厘米。它像所有类似的系统一样，金属会阻挡信号，所以钢制货架会造成一些问题（可能可以通过安装更多传感器实现）。

ThingOS在Arena 2036

ThingOS提供了一个平台，可以结合各种智能传感器，这些传感器是现代工业4.0和智能工厂的一部分，也是智能家居和智能零售的一部分。

我喜欢的是他们的Pick by Light系统。他们没有使用昂贵的运动传感器、激光雷达、红外线或光栅来检测拣货，而是简单地在每个箱子上贴上一个廉价的RFID芯片，并在拣货者的手腕上放一个RFID读写器。这里的照片显示了右手手腕上的RFID读写头，以及左手上的一个小显示屏。这个界面还告诉使用者要取几件，第二张照片显示了取件示意。他们声称，他们的技术比竞争对手要便宜100倍。我不确定是否是100倍，但它看起来确实比我所知道的其他Pick by Light技术要便宜很多。

卡尔斯鲁厄应用技术大学的机器人物流实验室

我所在的大学–卡尔斯鲁厄应用技术大学的机器人实验室，正在研究机器人在物流中的应用，我同事Christian Wurll教授和Björn Hein教授负责这个实验室。我们详细地研究了如何从箱子中捡鞋盒–这并不像听起来那么容易。这些箱子可能互相堆叠，而且它们也没有盖好。这种风险是，机器人如果抓错了盒子的位置，鞋子就会掉出来。改变盒子的设计显然是不可能的，因为–令我惊讶的是–这些空鞋盒也有人收藏。

R3DT虚拟现实工具

R3DT为车间设计提供了一个虚拟现实工具。两年前我试过他们的产品，发现它有点笨拙，手部传感器也很奇怪。从那时起，它有了长足的进步，现在不再需要用手握任何东西。附在VR眼镜上的Leap Motion手势追踪传感器，如Oculus Rift和HTC Vive，可以实时检测手，并将其添加到虚拟环境中。因此，手控制软件的感觉很自然。

最新版本的Oculus Rift S，也不再需要外部追踪器来定位。有非常好的沉浸式体验–除了抓取和处理物品。抓取和放置动作是可行的，但还有些小缺陷。

我更喜欢的是”Ergo Check”功能，这个功能能够”缩小你的尺寸”。我的身高是187厘米，高于男性的第95百分位，这意味着在德国只有不到5%的男性比我高。使用R3DT软件，我可以缩小到第五百分位的女性，这意味着我现在只有153厘米高。这是一个全新的、令人惊讶的功能！我再也无法看到箱子里的东西，也够不到箱子。工作台面突然变成了胸部高度。在这个工站工作会更加困难。知道这个问题是一回事，自己经历又是完全不同的情况。根据R3DT的说法，他们是行业里第一个实现该功能的。

R3DT还有一些其他的功能，如测量距离，创建横截面，分析伸手和目视区域，等等。这是一个有趣的经历，尽管我认为只有在已经有数字模型的情况下才有意义。从头开始创建一个模型是非常耗时的，但这个工具主要是在你已经有一个制造系统的计算机模型的情况下。已经有大公司在使用这个技术。他们也提供试用版本，下面是他们的一个使用案例的视频，其中他们检查了操作员在工站的伸手情况。

位于费尔巴哈的博世互联工业

我们来到博世费尔巴哈工厂，与其说是看工厂，不如说是看博世Nexeed透明化套件和博世互联工业（BCI）。该套件旨在提升车间的透明度。这可以通过两种不同的方式实现，首先，可以选择直接从机器上获取传感器数据。在传感器进入PLC的地方增加了一个Y型分流器，传感器数据也被提供给属于Nexeed透明度套件的小型计算机。第二，有专门的传感器（光传感器、重力传感器等），也可以直接将数据发送到Nexeed透明套件。

这就为设备控制器和MES（制造执行系统）之间通常很麻烦的接口架起了桥梁。例如，这使得瓶颈检测与我的瓶颈漫步类似，也提供一种关于物料堵点的”热图”。传感器记录了各站之间在制品的情况。我们还在费尔巴哈的一条柴油发动机部件生产线上看到了这个系统。与博世的许多生产线一样，这条生产线是高度自动化的，这家工厂5S也非常好。

总结

这就是我们这段时间的经历！我们一车人一起呆了5天，我都总结在了这个系列的文章里面。我们的印象是，虽然肯定有一些纯粹为了展示，但许多技术实际上是可用的。我个人最喜欢ABB Stotz Kontakt工厂，因为我们强烈感觉到他们做工业4.0不是为了给客户、经理或其他任何人留下印象，而是因为他们真的想看看什么能帮助他们提高工厂的表现。其他工厂也有着自己明确的路线及重点。

非常感谢所有接待我们并与我们分享的公司和工厂！这是一个与其他七个书呆子一起非常有意义的一周，我们已经在考虑明年继续这个活动（也许在法国，也许在硅谷？）请拭目以待，我一定会继续分享这些信息。现在，走出去，确保计算机只在真正有帮助的地方才被使用，而不是只是为了给别人留下深刻印象，组织你的行业！

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Translated by Xie Xuan