作为德国联邦政府高科技战略的一部分，「工业4.0」一词最初是在 2011 年举行的汉诺威工业博览会上提出的。

　　「工业 4.0」对专家们探讨机械工程和工业数字化的方式产生了深刻的影响，这种影响力不仅在德国，甚至波及到了全世界。与此同时，尽管「工业 4.0」作为一个流行词被广泛使用，但它的确切含义却一直模糊不清。

　　通常来说，工业 4.0 是指通过人与机器或不同机器之间的网络化进而实现生产的数字化，目的是打造一个能自行组织生产的智能工厂。尽管人的作用越来越趋向于监督生产，但工业 4.0 并不是要取代人类，正如德国机械工程工业协会（VDMA）指出的：“虽然自动化程度越来越高，但人依然是工业 4.0 的核心。毕竟，没有高素质的员工，机械和工厂设备工程就不可能在国际市场上长期保持技术优势和领先地位。”

　　今天，我们将向您介绍一些工业 4.0 的典型案例，尽管这些案例只是冰山一角，但却清晰地说明相关技术的发展潜力。

　　亚琛工业大学（RWTH AachenUniversity）机床与生产工程实验室（WZL）的AIXLAB 研究实验室正在研究如何利用人工智能（AI）为工业生产工人提供有针对性的支持。

　　实验室的第一个项目是研究如何优化人工装配过程。为此，实验室安装了四台 item 提供的人体工学工作台，并将工作台与各种数字技术相连接。

　　实验室使用的解决方案之一是 AuQuA 研究项目成员开发的装配工作辅助系统。借助该系统，人工智能可以自动创建装配指令，员工不仅可以在工作中使用这些指令，还可以针对新的工作流程开展培训课程。更重要的是，这些指令并不是显示在终端设备上，而是投射到工作表面或相应的工件上。除此之外，优化装配指令和检验装配质量的过程也实现了自动化。

　　在其他项目中，AIXLAB 研究实验室正专注于调整虚拟现实和增强现实等技术，以适应人工生产的要求。但是，这些措施与整个产联网密不可分，因为产联网是充分考虑生产技术独有特点的一种物联网变体。

人机协作
优化交互

　　工业 4.0 的另一个典型案例是初创公司 aucobo，该公司通过提供有效信息，进而增强人机交互和人员之间的协作。他们开发的软件可以分析机器数据，然后根据员工的能力和空闲时间等参数分配必要的任务。但是，最终由谁承担特定的任务却是由员工自己决定，而不是机器，比如，只需扫描二维码，就可以改变系统中各个员工的角色。

　　真正的人机交互发生在智能手表、智能手机或平板电脑等终端设备上。究竟使用哪一种终端设备完全取决于生产活动属于哪一个特定领域，比如物流人员更喜欢大型设备和快速扫描仪。因此，在使用 aucobo 的软件时，同时使用配有大显示屏和激光扫描仪的智能手表就非常适合该应用场景。

　　此外，aucobo 也针对新冠疫情期间特殊的工作状态做出了快速反应。该公司研发了一款 COVID-19 专用 app，当使用者与附近其他人的最小社交距离小于 1.5 米时，应用程序就会自动发送警告消息。如果有人感染新冠肺炎，“联系人记录”将显示被感染者的密切接触者——为了保护相关人员的数据和隐私，相关信息均采取匿名形式。

　　aucobo也针对新冠疫情期间特殊的工作状态做出了快速反应。该公司研发了一款COVID-19 专用应用程序，当使用者与附近其他人的最小社交距离小于1.5米时，应用程序就会自动发送警告通知。

典型案例
数字双胞胎

　　“数字双胞胎”是通过三维方式反映一个真实物体或正在开发中的物体。借助 VR 或 AR 眼镜，这种模拟可以给用户带来沉浸式的体验。

　　专注于数字化产品和流程的 August-WilhelmScheer Institute （AWS）研究所正在对数字双胞胎的两个变体进行深入研究。

　　一方面，对于已经使用的机器，用户可以访问机器数据，以便模拟单个组件并与之交互。然后，他们可以在虚拟环境中关注相关组件，并在仪表盘中查看这些组件的性能数据。也就说，用户可以通过远程方式执行维护程序和进行故障排除。

　　另一方面，在处理原型的数字双胞胎时，用户可以在模拟会议室中显示相关数据。来自世界各地的团队可以在虚拟会议室中开会，以推动原型的进一步开发，从而大幅提升效率，比如，相关团队可以定制 3D 环境，并为之配备白板、视频文件和幻灯片。有了数字双胞胎的两个变体，相关团队就无需出差亲临现场。这个工业 4.0 的案例说明，数字化也能为可持续发展做出巨大贡献。

　　人机协作是不可逆转的未来趋势，而这也是轻型机器人大显身手的地方——即“协作型机器人”。它们看起来就像人类的手臂，以相对紧凑的设计和多功能性而闻名。

　　首先，协作型机器人可以承担单调枯燥、重复性高的工作，从而减轻员工的压力，并降低错误率。其次，协作型机器人采用紧凑型设计，并配有可检测到人和障碍物的特殊传感器，因此可以与人类同事一起处理组件而无需特殊的安全防护。

　　为了减轻人工装配员的压力，item 专门开发了适用于人机协作的模块化系统。有了这种解决方案，以前必须手工制作的产品可以通过半自动化过程完成组装。该系统包括一个安装在轮式功能单元上的工业机械臂，而功能单元可以通过扩展坞与任何 item 的工作台连接。如果不需要协作型机器人，可以在几秒内将功能单元卸下并收好。

　　为了减轻人工装配员的压力，item 专门开发了适用于人机协作的模块化系统。有了这种解决方案，以前必须手工制作的产品可以通过半自动化过程完成组装。