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“工业4.0”新概念扫描

正在举行的德国汉诺威工业博览会上,轻量构造、人机协作和“数字化双胞胎”等与“工业4.0”相关的新概念成为今年各大参展商展示的重点,吸引大量关注。

轻量构造

轻量构造指的是在保证材料强度和安全的前提下减少重量,增强灵活性,有利于降低能耗。奥地利技术研究所今年展示了一款最新镁铝合金。据介绍,这款合金中加入了钙,重量远低于同样体积的其他合金,同时兼具坚固性和可塑性。

负责这一项目的科学家斯特凡·盖革告诉记者,这款轻量合金抗腐蚀、易锻造,是进行增材制造(即3D打印)的理想原材料。此外,“进入量产、成本降低后,它特别适合用于制造交通工具零部件,能减少燃料使用,保护环境”。

德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所则展示了轻量构造结合仿生学在实践中的应用。研究所与德国汽车制造商大众汽车公司合作研发的前风窗支柱使用轻量金属,参考海洋贝类生物构造,结合算法进行调试后最终成型。

“新产品相比传统前风窗支柱减少了74%的重量和67%的零部件数量,”团队工程师西蒙娜·安德烈森告诉记者,“此外还能广泛应用在大型风机等工程制造其他领域。”

人机协作

人机协作强调人在生产劳动中的不可替代性,致力让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轻量级人机协作机器人。这款机器人主要用于电子工业生产,重3公斤,可变换6种角度在60厘米范围内作业。

现场展示的3台样机分别模拟了实际生产中的不同场景。机器人能在不同设定模式下,配合人在操作现场的需要,按不同轨迹及力度作业。

“安全是人机合作需要首先考虑的因素。”库卡机电系列产品负责人塞巴斯蒂安·卡德克告诉记者。现场展示中,灵活的机械臂在人手误碰后会迅速停止作业。

德国机械制造商费斯托则在人机协作机器人中加入人工智能、物联网、增强现实(AR)等科技元素,让模拟应用场景更加丰富。操作平台上,示范操作员可以通过口令指挥机械臂,也可佩戴AR眼镜结合可穿戴设备,隔空操控机械臂。

“数字化双胞胎”

“数字化双胞胎”是指在数字化平台上对物理实体进行同步数字化模拟。德国科技企业西门子今年搭台展示了“数字化双胞胎”解决方案:检测杯具模型合格率的生产线在运行的同时,还能借助传感器传输数据,在显示屏上展示出一套同步虚拟的生产线。

“检测员能借此及时发现生产线运行中的问题,并通过在显示屏前的操作,对实体生产线实现干预。”展台讲解员告诉记者。

他说,“数字化双胞胎”的含义从诞生起不断丰富,目前已经不局限在生产环节。“比如在产品设计阶段,企业可以借‘数字化双胞胎’,对先于实体产品建构出的虚拟产品进行调试,再由虚拟转向现实。这比制造实体样机的成本要低得多。”

德国软件企业思爱普则把“数字化双胞胎”概念延伸到产品使用及售后环节。“我们原有的企业软件服务基本都与虚拟端进行了打通,使用中出现的问题都能得到收集与反馈,帮助使用我们软件的客户对他们实体产品进行预防性维护或者进一步优化。”

来源: 新华网