“工业4.0”是个什么新概念

□张一龙

在正在德国举行的汉诺威工业博览会上，与“工业4.0”相关的新概念，如轻量级结构、人机合作和“数字双胞胎”，成为今年参展商的焦点，并吸引了很多关注。

轻质结构

轻质构造是指在保证材料强度和安全性的前提下，减轻重量，提高灵活性，有利于降低能耗。奥地利理工学院今年展示了一种新的镁铝合金。据报道，钙被添加到这种合金中，这种合金的重量比相同体积的其他合金低得多，并且具有硬度和塑性。

负责该项目的科学家斯特凡·盖格(Stefan Geiger)告诉记者，这种轻质合金耐腐蚀，易于锻造，是添加材料(即3D打印)的理想原材料。此外，“在进入批量生产和降低成本后，它特别适合制造汽车零部件，这可以减少燃料的使用和保护环境。”

德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所展示了轻质结构和仿生学在实践中的应用。该研究所与德国汽车制造商大众汽车(Volkswagen)合作开发的挡风玻璃支柱采用轻质金属，参照海洋贝类的生物结构，经过算法调试最终形成。

团队工程师西蒙·安德森告诉记者，这种新产品比传统的挡风玻璃支柱重量轻74%，零件少67%。

人机合作

人机合作强调人类在生产和劳动中的不可替代性，努力使机器成为人类的亲密助手。德国库卡机器人公司在博览会上展示了最新的轻型人机合作机器人。该机器人主要用于电子工业生产，重3公斤，可在60厘米内改变6个角度进行操作。

展示在现场的三个原型模拟了实际生产中的不同场景。机器人可以根据不同的轨迹和动力学，在不同的设置模式下工作，满足操作现场人员的需求。

德国机械制造商festo在人机合作机器人中加入了人工智能、物联网、增强现实等科技元素，丰富了仿真应用场景。在操作平台上，演示操作者可以通过密码命令机械臂，也可以戴上增强现实眼镜，结合可穿戴设备，远距离控制机械臂。

“数字双胞胎”

“数字双胞胎”指的是数字平台上物理实体的同步数字模拟。德国科技企业西门子(Siemens)今年搭建了一个平台，展示“数字双胞胎”解决方案:在测试杯型合格率的生产线运行的同时，它还可以通过传感器传输数据，并在显示屏上显示一组同步虚拟生产线。

“检测器可以及时发现生产线运行中的问题，并通过在显示屏前操作来干预实际生产线。”展位评论员告诉记者。

他说，“数字双胞胎”的含义自诞生以来就一直在不断丰富，现在不仅限于生产。“例如，在产品设计阶段，企业可以借用‘数字双胞胎’来调试在物理产品之前构建的虚拟产品，然后从虚拟转向现实。这比制造坚固原型的成本低得多。”(新华社)