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专访德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫) IOSB-INA国际智能工厂业务发展总监 Holger Flatt博士: 人工智能是工业4.0取得更大成功的重要契机

发布时间:2019-02-26      作者:李莹亮  
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本期《科技与金融》专访了德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫)IOSB-INA国际智能工厂业务发展总监Holger Flatt博士,探讨工业4.0对德国乃至世界的意义,工业4.0对中国工业转型升级的启发,以及展望中德两国间进一步的工业技术合作的前景。



 

八岁那年,父亲给他买了第一台电脑,这是Holger Flatt博士人生科学之旅的起点。“1986年,我就开始接触电子产品,尤其是电脑。8 岁时父亲送给我第一台电脑, 当时还是一台Commodore16,内存只有16KByte。但自从有了这台电脑,我便学会了如何用BASIC语言实现简单的程序。”在父亲的支持和熏陶下,Holger Flatt博士从小便迷上了电子和计算机科学的世界,在学校里他最感兴趣的也是数学和物理,长大后也毫不意外地选择了电气工程学专业,并加入了德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫)IOSB-INA,搭建学术与工业之间的桥梁,用自己的专业和技能,在德国实现工业4.0的路上印下了足迹。

 

如今,Holger Flatt博士有两个主要的工作领域。一方面, 他是研究所智能传感器系统的负责人,专注于为行业研发传感器的新技术。另一个工作领域是国际智能工厂业务开发。自2017年9月以来,Holger Flatt博士6次来到中国,将德国的工业4.0愿景和技术带到了中国,并与众多中国合作伙伴建立了密切的联系。本期《科技与金融》专访了德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫)IOSB-INA国际智能工厂业务发展总监Holger Flatt博士,探讨工业4.0对德国乃至世界的意义,工业4.0对中国工业转型升级的启发,以及展望中德两国间进一步的工业技术合作的前景。




采访︱李莹亮   译文︱李莹亮   图︱由受访者提供


对话

《科技与金融

VS

Holger Flatt博士


Q : 您能否为我们简单解释一下德国的工业4.0计划?工业4. 0的目标是什么?


A : 工业4.0是指将工业生产中所涉及到的设备、原材料、产品、商业模式以及流程,通过信息与通信技术进行智能联网。工业4 . 0的目标是实行高度灵活的生产方式,使小批量的定制化生产,在有限的成本下成为可能,让所有的客户能够在短时间内获得高质量的个性化产品。


 

Q : 工业4 . 0意味着人类社会进入第四次工业革命,请问您认为这对德国乃至全世界意味着什么?


A : 第一次工业革命始于1800年,英国人发明并使用蒸汽机器进行大规模生产。在第二次工业革命中,随着电力的出现,蒸汽机被电动机器所取代,使得生产变得更加容易和灵活。随之而来的还有电报和电话,新的通信方式大大地简化了人们的沟通交流。进入1970年代,自动化生产,即由计算机辅助人类进行机器的控制调节,开启了第三次工业革命。机器和工厂变得越来越复杂,而生产效率则变得越来越高,产品质量也大大提升。


关于工业4.0的意义,我们必须考虑两个问题。第一,工业上有各种各样相关的标准和产品,管理者常常很难决定应该使用哪种标准和哪种产品,这个决定相当重要而且要付出昂贵的成本。因此,我们需要帮助管理者做出决定, 为他们寻求最合适的工业4.0标准,并进一步制定发展工业4.0的必备标准。


第二个问题是数据保护。德国的法律非常严格,对所有商人来说,要遵守这些法律规定需要极大的努力。但客户了解并重视严格的数据保护,这也是德国产品的一大卖点。


 

Q : 工业4.0在工业3.0之上有哪些重要的改进?


A : 为了实现大批量生产,工业3.0提供了一个大型生产系统,这种系统灵活度很低,很多产品都需要手工进行装配和调试。只有像工业3 . 0这样的生产方式,才有可能生产出寿命周期长、规格性能统一的产品。相对而说,工业4.0则能够提供频繁的机器重新配置和自动配置(即插即用),使单个产品的生命周期变得更短。


另外,工业3.0的硬件优化需要通过实时数据进行人工的调节,以实现减少耗材、节能、省时的目的。相反,工业4.0则能够通过数据驱动的优化,如大数据分析、云连接以及实时和历史数据的交换,进一步节省更多的材料、能源和时间。


 

Q : 典型的传统工厂与工业4.0工厂有哪些区别?传统工厂向工业4.0转型中,面临着哪些挑战和困难?


A : 工业4.0的工厂里面,所有设备都能连接起来,包括传感器、控制器、仪表板、机器,乃至整个工厂,因此这可能会成为传统工厂的一个挑战。陈旧的机器可能无法通过智能手机来进行控制,或者无法将设备的数据存储在云服务器上。在弗劳恩霍夫IOSB-INA中,我们正在开发设备改装的解决方案,为陈旧的机器设备装配新的部件。例如我们的生产传感系统“INAsense”,能够将闲置的机器集成升级到工业4.0生产环境中。另外,传统工厂还需要考虑安全性,这也是目前传统工厂最大的困难之一。在工厂能够通过连接所有设备,获得工业4.0的优势之前,它们的系统必须得到全面保护,以免遭到破坏和黑客入侵。


 

Q : 人工智能在工业4 . 0中扮演什么角色?人工智能是否会成为智能生产的“大脑”?工业4.0和应用人工智能生产的工厂,它们对工人有哪些要求?


A : 人工智能是工业4 . 0取得更大成功的重要契机。人类必须继续做智能生产的“大脑”,成为人工智能的最高范例和决策者。但是在一些细分领域,如机器学习,人工智能则能达到更高的目标,实现更高的产品质量,更快地识别出低质量产品,更精准的故障预测,以及更少的能源消耗。


我认为, 人们应该对人工智能持一种开放的态度,不能害怕这种新技术,而是要保持兴趣。同时,为了让工人更好地接受人工智能,我们应该向工人充分说明为何要使用人工智能,以及工人应如何与人工智能一起工作。


 

Q : 德国工业4 . 0主要有哪些利益相关者?职责是什么?


A : 工业4 . 0的利益相关者主要为商人、制造业的厂商,以及在某些情况下包括服务供应商等。他们与前面提到的工业4.0优势密切相关。而他们的职责则是保护现有的工作岗位,必须保证不裁员,但可以改变员工的工作性质,保证员工得到再培训的机会,以适应更高的技术资格要求。


 

Q : 前三次工业革命深刻改变了人们的生活,那么工业4.0将带来什么样的社会影响?


A : 一方面,员工的工作量将会发生改变。机器为人们的工作提供全方位的协助,与之相关的身体疾病也随之减少。例如,工人不必再做繁重的工作,如使用肌肉力量来举起重物。另外,一些比较危险的任务可以由机器人来代替人类完成。


另一方面,与职业相关的心理疾病也可能减少,如工作压力、极其复杂的工厂机器设备、令人费解的软件,或是仪表板不清晰等。工业4.0的开发人员可以通过设计用户友好的技术系统来解决这些问题。


 

Q : 工业4.0是在德国与欧盟内部讨论工业未来的概念。它描述了工业世界在2030年后如何随着工业4.0的发展而改变,包括数字化、人工智能的广泛应用。那么,工业4.0会使大批低技术的劳动力失业吗?


A : 我认为,工业4.0既是机遇也是风险。工业4.0的机器辅助系统,将会出现一些只需要一个低技术工人操作即可完成的工种。同时,工业4.0让工作简化,可能让残障人士更容易地找到工作。


 

Q : 工业4.0是否会扩大发达国家与发展中国家之间的差距?尤其是一些人口密集的发展中国家,其工业水平仍然介于2.0到3.0之间,经济长期依赖于劳动密集型产业,那么这些国家如何从以数字化生产为核心的工业4.0中获益?


A : 根据我的经验,中国在过去的几年里取得了巨大的进步。特别是在日常生活数字化中,中国已经发展出电子支付系统等领先技术。根据这些技能和与德国等国家的合作,可以很好地达到行业4.0水平。南美和非洲的国家面临更大的问题,因为工业化水平较低,而实际上这些较落后的发展中国家最需要的是发展援助。这些国家可以作为一个整体市场来发展,他们甚至可以“加速”工业革命,避开发达国家走过的弯路,直接进行无污染、节能、个性化、快速、高质量的产品生产。


 

Q : 德国政府提出的工业4.0总体愿景与中国政府发布的《中国制造2 0 2 5》战略规划有很多共同之处。有人甚至把《中国制造2 0 2 5》理解为德国工业4.0的“中国版”。您如何看待这种比较?中德两国所面临的挑战有哪些不同之处?


A : 我认为,也许中德两国都有相似的目标。工业4.0对一个国家来说是重大的机遇,有助于延续经济繁荣。


同时,两国也有几个不同之处。第一,德国是欧盟成员国,在某些情况下成员国身份能保护和支持德国的利益,但在其他情况下,附加的欧盟法律也会让德国更难实现自身的目标和理想。第二,虽然德国在国土面积、人口、自然资源等方面都不及中国,但我们的优势是在制造业相关的领域拥用更丰富的经验。德国在相当多的领域中仍然处于国际市场领先地位。但是,德国面临的国际竞争仍然相当激烈,这对于中国工业来说也是一样。


 

Q : 您如何看待中德之间技术创新合作的前景,特别是在帮助制造业转型升级上的合作?


A : 中国和德国有许多可以相互学习的地方。两国文化不同,工业化程度也不同,领先国际市场的优势领域也不同。合作能让中国和德国变得更强大,特别是对于中国来说,两国可以互相协助部署工业4.0。此外,两国可以将各自的技术融合,引进到工程和研究领域。例如,其中一个重点参考项目是由德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫)IOSB-INA和I A I T代表淮安市开发的淮安市先进工业4 . 0生产线。


 

Q : 您能说说德国Fraunhofer IOSB-INA机构是如何帮助德国实现工业4.0的吗?


A : 德国Fraunhofer IOSB位于德国卡尔斯鲁厄(Karlsruhe),是一家集光电子、系统技术和图像识别为一体的新型光学器件研究及开发服务提供商。2017年,公司业务支出约5600万欧元,共有员工5 2 0 人, 其中科学家和工程师3 3 0 人。而IOSB-INA则是旗下的工业自动化部门,它与当地的大学共同经营国际智能工厂(SmartFactoryOWL)。我们在工业互联网、智能自动化、辅助系统和网络安全等领域,为业界提供创新的软硬件解决方案。我们的使命是“为数字时代的合作伙伴赋能”。通过针对客户需求的研发,让企业充分利用工业4.0的优势,同时丰富了德国的实用生产技术和知识。





 

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