三.    協(xié)作機(jī)器人

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人與機(jī)器：處于游戲頂端的團(tuán)隊(duì)

配備傳感器的協(xié)作機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)全新的團(tuán)隊(duì)合作，它可以對(duì)人們做出反應(yīng)而不僅僅是遵循預(yù)先編程的命令。

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鋼鐵俠同事：協(xié)作機(jī)器人

德國(guó)工業(yè)目前每10,000名員工部署290臺(tái)多功能機(jī)器人 - 這個(gè)數(shù)字預(yù)計(jì)還會(huì)增加。但是，這些機(jī)器不再取代人類(lèi)工作，而是與人類(lèi)同事攜手合作。

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互動(dòng)、靈活，安全

與在物理上完全隔離開(kāi)的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同，協(xié)作機(jī)器人與他們的同事直接接觸。使用傳感器技術(shù)，需要觀察人的運(yùn)動(dòng)和位置，以使它們與人的合作中足夠安全。協(xié)作機(jī)器人靈活，易于編程且易于移動(dòng)。有些機(jī)器人重量?jī)H為10公斤，可以輕松地由一個(gè)人攜帶并在任何需要的地方投入使用。

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復(fù)雜任務(wù)而不是體力勞動(dòng)

在汽車(chē)制造商寶馬和福特的生產(chǎn)車(chē)間，鉸接式機(jī)器人已與他們的人類(lèi)同事一起安裝了幾年。他們的員工可以擺脫單調(diào)和重體力勞動(dòng)的任務(wù) - 而且可以專(zhuān)注于更復(fù)雜的安裝任務(wù)。

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安全第一

嚴(yán)格的安全使用規(guī)范在使用協(xié)作機(jī)器人中一直存在。一種方法是基于“直接引導(dǎo)”，比如觸摸機(jī)器人手臂才會(huì)使機(jī)器人開(kāi)始工作。相反如果協(xié)作機(jī)器人可以自由移動(dòng)不需要直接引導(dǎo)，那么運(yùn)動(dòng)監(jiān)控的功能就必須具備，例如機(jī)器人實(shí)行“監(jiān)視停止”即如果監(jiān)視到人到達(dá)了危險(xiǎn)區(qū)域則馬上停止運(yùn)動(dòng)。 現(xiàn)在就廣泛運(yùn)用的機(jī)器人安全使用方式是永久限制速度和動(dòng)力，即使在移動(dòng)時(shí)觸碰員工也無(wú)法造成傷害。

圖：HaptX機(jī)器人遠(yuǎn)程控制

倫敦的機(jī)器人手臂，可以使用特殊手套從美國(guó)進(jìn)行控制，這意味著操作員可以遠(yuǎn)程控制跨大西洋的新機(jī)器人手。這需要具有逼真的觸摸反饋。機(jī)器人公司HaptX正在開(kāi)發(fā)這種可以控制數(shù)千公里以外的機(jī)器人手。與合作伙伴公司Shadow Robot和SynTouch合作，這家美國(guó)公司開(kāi)發(fā)了一種敏感的手套演示該系統(tǒng)，位于加利福尼亞州的HaptX的研發(fā)總監(jiān)在倫敦有一個(gè)影子機(jī)器人手臂，他用手指鍵入“Hello，world”的時(shí)候，手套記錄了精細(xì)動(dòng)作手和手指動(dòng)作，這些動(dòng)作高精度地傳遞到機(jī)器人手上。也可以使用機(jī)器人手遠(yuǎn)距離移動(dòng)象棋棋子。盡管這種新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目標(biāo)志著人機(jī)交互的一個(gè)里程碑，但該技術(shù)還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到工業(yè)水準(zhǔn)。

而SEW傳動(dòng)系統(tǒng)支持的人機(jī)協(xié)同自主穿梭車(chē)，可以載重1.4噸，支持自動(dòng)和人工操作控制?？瓷先?，這是為了汽車(chē)制造業(yè)的可重構(gòu)制造系統(tǒng)做準(zhǔn)備。

四.    輕量化結(jié)構(gòu)

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輕量化結(jié)構(gòu)比以往更加進(jìn)步

結(jié)構(gòu)和材料如何有助于最大限度地減少最終產(chǎn)品的重量而不影響其穩(wěn)定性和可靠性？?jī)H僅減少材料和能源使用是不夠的。為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，中小企業(yè)和全球化企業(yè)必須迅速接受輕量化結(jié)構(gòu)的新趨勢(shì)。

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加固并減輕重量

寶馬采用汽車(chē)技術(shù)增強(qiáng)聚合物（CFRP）生產(chǎn)i系列車(chē)型，其中包括前端，座椅，踏板和支柱，熱塑性系統(tǒng)顯示出巨大的潛力 - 最小化重量同時(shí)加強(qiáng)穩(wěn)定性。

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混合輕質(zhì)結(jié)構(gòu)獲得牽引力

結(jié)合鋁、鋼、鎂和CFRP等材料來(lái)滿(mǎn)足特定負(fù)荷逐漸優(yōu)先在較貴的機(jī)械中使用。注塑機(jī)生產(chǎn)商Engel Austria使用混合輕質(zhì)結(jié)構(gòu)加入飛機(jī)和汽車(chē)供應(yīng)商，。在其技術(shù)中心，該公司最近開(kāi)發(fā)了一種新型機(jī)器人。把鑄造件和熱塑性塑料纖維聚合物混合使用，Engel Austria將其重量減少了約40％。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了更少的電力來(lái)抓住物體和加速度20％的提升。

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增材制造正在成為標(biāo)準(zhǔn)

3D打印在近幾年被逐漸運(yùn)用在輕量化結(jié)構(gòu)的搭建當(dāng)中，打印部件的重量比傳統(tǒng)裝置的構(gòu)造重量低50％。

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仿生學(xué)：自然的解決方案

這個(gè)想法是基于如何從大自然的中汲取新想法。這個(gè)想法是基于如何像樹(shù)木，魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)這樣的動(dòng)植物完全適應(yīng)它們的環(huán)境。座椅制造商Recaro，工程師汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于基于爬行動(dòng)物皮膚，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。座椅的鰓狀通風(fēng)口也更透氣了。

圖：火箭發(fā)射與塑料有效載荷模塊

對(duì)于歐洲的REXUS火箭任務(wù)，慕尼黑工業(yè)大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種由熱塑性CFRP制成的有效載荷模塊，比傳統(tǒng)的鋁制模塊輕40％。從德國(guó)航空航天中心（DLR）發(fā)射的REXUS火箭，攜帶了新的有效載荷模塊。其中模塊的圓柱形管及其負(fù)載機(jī)構(gòu)，都采用航空用的纖維增強(qiáng)熱塑材料。它在制造后,不需要在壓熱器中再次修復(fù)，并且減少了40％重量。

五.    物流4.0

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物流4.0：數(shù)字供應(yīng)鏈的趨勢(shì)

物流4.0的重要組成部分是“智能”托盤(pán)和集裝箱，倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)和無(wú)人駕駛運(yùn)輸。這些組成部分提供了新的聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化供應(yīng)鏈方式，并從中獲取更多價(jià)值。物流4.0（也稱(chēng)為“數(shù)字物流”）對(duì)于供應(yīng)鏈與工業(yè)4.0對(duì)于工廠具有同樣重要的意義。它可以幫助公司進(jìn)一步自動(dòng)化其供應(yīng)價(jià)值，包括監(jiān)控與整體效率。

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物流4.0正在為未來(lái)鋪平道路

這也有助于公司比以往任何時(shí)候都更有效地與客戶(hù)和合作伙伴，例如供應(yīng)商，制造商，整個(gè)銷(xiāo)售商，零售商和物流供應(yīng)商合作。最終目標(biāo)是：自我監(jiān)控和自適應(yīng)物流。

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物流方案4.0

在許多場(chǎng)景中，集裝箱和貨物之間的溝通已成為現(xiàn)實(shí)。倉(cāng)庫(kù)的許多普通任務(wù)都在使用最新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，而物流4.0這一未來(lái)愿景的技術(shù)已經(jīng)可用。比如智能眼鏡幫助工人快速無(wú)誤地挑選物品。

另一個(gè)主要的效率增幅來(lái)自可以做出自主決定的運(yùn)輸系統(tǒng)，例如通過(guò)光學(xué)傳感器根據(jù)周?chē)h(huán)境選擇要采取的路線(xiàn)。

在運(yùn)輸方面，智能卡車(chē)，集裝箱正在開(kāi)辟新的監(jiān)控方法。傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）使貨物能夠在超過(guò)閾值時(shí)報(bào)告，例如溫度，傾斜意外的貨物情況在整個(gè)供應(yīng)鏈中保持清晰可見(jiàn)。