德国工业4.0


2025年第十五届德国工业4.0考察之旅已顺利结束,考察期间的诸多精彩场景仍让人印象深刻。这些瞬间涵盖多个维度,包括人机协作展现出的精准与默契、绿色制造领域的创新实践,以及数字技术与传统工业的巧妙融合等。e-works考察团深入智能制造的前沿阵地,在走访过程中记录下了众多彰显技术魅力的高光场景。

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1

人机协作展现精准默契

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操作便捷与分工高效并存

人机协作展现精准默契,操作便捷与分工高效并存


详细总结:


在人机协作方面,e-works考察团在多个场景感受到了其精准与默契。


• 在Smart Factory OWL实验室,考察团体验了人机协作抓取作业:当手放入带力觉传感技术的柔性夹爪时,高清摄像头启动,通过机器视觉算法和动作捕捉技术,将手部动作实时转化为数字信号传输给机械臂控制系统。以抓取杯子为例,人的拿起、移动、放置等动作会被实时捕获,机械臂同步精准复现。这种“所见即所得”的示教方式,无需专业编程知识,仅靠自然动作示范就能完成机械臂操作训练,降低了操作门槛,体现了人机协作的高效与默契。


• 在另一处装配现场,协作机器人搭载机器视觉系统,凭借图像识别能力,能对特定区域内随意摆放的物品拍照识别,按预设工序清单为操作人员精准递上所需零部件。若物品摆放过紧难以抓取,机器人会及时报错提示,方便操作人员调整。装配中,人机分工明确,操作人员专注组装,机器人负责物料供应,实现了装配效率与质量的双提升。




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2

绿色制造创新实践亮点纷呈

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多方探索可持续发展路径

绿色制造创新实践亮点纷呈,多方探索可持续发展路径


详细总结:


在绿色制造的创新实践方面,多个场景展现了不同的探索方向。


• Smart Factory OWL实验室在杯子制造产线中,采用直流电机驱动的机器人系统,直接由工厂顶部的太阳能光伏板供电,积极探索可再生能源在工业设备中的直接应用,减少了对传统能源的依赖,降低了能源传输和转换过程中的损耗,提高了能源利用效率。


• 菲尼克斯电气提出“全电气社会”理念,倡导可再生能源作为主要能源类型在全球范围内经济且充足地供应。其位于德国布隆伯格的集团总部60号大楼配备自有工业直流电网,并研发出适用于650V DC电网的新型组件,充分发掘可再生能源潜力。


• 伦茨提出直流供电工厂(DC Factory)概念,即利用直流电(DC)而非传统交流电(AC)构建工厂能源系统。这一设计减少了变频器、逆变器等带来的能源转换损耗,与可再生能源(如光伏直流电输出)和储能系统(如电池)高度适配,简化了电路设计,为工业可持续发展提供了新方向,契合全球对绿色制造的需求。




3

AGV应用尽显极致

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自研适配与巧思配合提升效能

AGV应用尽显极致,自研适配与巧思配合提升效能


详细总结:


在AGV的极致应用方面,不同场景展现出独特优势。


• 在SEW Graben工厂,上百台自行研发生产的不同类型、载重的AGV高效协同运行,高度契合工厂生产任务。其中运输物料和搭载装配台的AGV采用非接触式能量传输系统(Movitrans),可全天候不间断运行;AGV调度系统基于先进算法实现智能任务分配和路径规划,能让AGV主动等待人员操作,提升人机协作效率;且工厂不盲目追求全自动化,通过AGV实现人机结合的柔性自动化。


• 在ifm的传感器组装车间,无动力上下料的简易自动化装置与AGV配合精妙。装置通过计算轨道倾斜角度,当AGV驶入预定区域,传感器检测到后触发连锁反应,物料沿倾斜轨道以合适速度和角度精准滑入AGV托盘,整个过程一秒内完成且无需人工干预,提高了上下料效率,减少人为误差与损耗,该装置也是ifm的1300项专利之一,体现其制造智慧。




4

范德华力应用巧妙

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雄克ADHESO展现独特抓取优势

范德华力应用巧妙,雄克ADHESO展现独特抓取优势


详细总结:


在范德华力的应用方面,e-works考察团在雄克的Colab实验室对ADHESO的抓取能力印象深刻。

ADHESO的创意灵感源于大自然,其借助类似生物脚上数百万根小纤毛与物体表面分子相互作用的特性,巧妙利用范德华力实现独特抓取功能。该产品抓取过程轻柔,不会损伤被抓物体;吸附后无残留,能保证物体表面洁净;且无需外部供能,简化了使用流程,降低了能源消耗与设备复杂度。

ADHESO适用范围广泛,无论是薄膜、多孔板材,还是电池和燃料电池包制造、医疗制药、电子等工业领域,都能发挥作用,开辟了诸多新应用。




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5

数字化与自动化深度融合

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多场景彰显创新效能

数字化与自动化深度融合,多场景彰显创新效能


详细总结:


在数字化与自动化的融合方面,多个场景展现出显著的创新成果。


• 在Smart Factory OWL实验室,杯子制造产线通过部署传感器实时采集设备运行数据,构建覆盖注塑、分拣、打标等全工序的数字孪生体,实现物理产线与虚拟模型的实时映射。借助数字孪生,工作人员可远程监控生产进度、自动核算成本、优化排产策略及追溯质量问题,提升了无人值守生产的稳定性与制造透明度。


• 伦茨的Easy System Designer是一款自动化系统规划设计工具,能帮助用户快速完成从机器概念到完整产品参数的设计,包括驱动系统、控制架构及电气设计的选型与配置。以堆垛机设计为例,软件可根据用户输入参数确定所需硬件装置,融入“模块化机器”理念,通过标准化机电接口和模块化设计实现设备快速重组,大幅提升新产品面世速度。


• 海德堡印刷机的生产装配线高度数字化,运用大量生产装配工具并注重过程可视化,通过监控上百个参数实时掌握设备使用率、生产率等,涵盖生产、质量、交付等方面,确保过程可监控、可管理。其设备集成自主研发的控制系统,操作面板实时显示印刷任务列表、设备状态等信息,操作人员可便捷设置参数、监控过程、调整油墨量等,保障印刷质量与效率。




6

AI技术务实应用

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聚焦场景提升运营与生产效能

AI技术务实应用,聚焦场景提升运营与生产效能


详细总结:


在AI技术的务实应用方面,不同企业从实际需求出发,推动技术落地并发挥效能。


• 海德堡印刷机深耕务实的AI应用,聚焦实际场景:打造基于AI的供应商采购工具ensun,能从1500万个供应商中快速遴选优秀者,提升供应链管理的效率与质量;企业内部借助基于AI的知识管理系统(HEIDELBERG - GPT),整合标准数据库、文档管理系统与产品规格等资源,为印刷机生产、维护、操作等环节提供高效精准的知识支持,增强运营效能,推动智能化发展。


• MPDV秉持以应用为导向的AI研发模式,其AI-Suite套件涵盖劳动力规划、生产时间预测、废品分析等多个功能模块,可融入产品线,帮助客户构建从订单到交付的动态优化体系。以废品分析为例,通过识别材料、颜色等影响因素与废料率的关联,帮助企业定位高废料环节,优化生产参数或更换低效工具,从源头减少废料,降低资源浪费,提升制造可持续性。




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精益生产理念与MES系统融合实施

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四步方法论助力企业迈向卓越制造



精益生产理念与MES系统融合实施,四步方法论助力企业迈向卓越制造


详细总结:


在精益生产理念与MES系统的实施融合方面,MPDV旗下咨询团队EMC提出了构建智能工厂的四步方法论,该方法论从整体价值流出发,将精益方法与现代MES功能相结合,为企业卓越制造提供清晰路径。


• 第一步“价值流管理4.0”:全面分析生产流程中的产品流、信息流等,精准诊断企业现状,找准问题与改进方向。


• 第二步“精益价值流建设”:运用5S、快速换模(SMED)等精益方法,结合MES系统的设备综合效率(OEE)报告等功能提升设备效能,减少浪费;同时通过与客户周期对齐等策略搭配MES功能,缩短生产周期,提升响应速度。


• 第三步“精益支持功能”:在计划、资源、维护和质量等领域优化策略与流程,如采用先进先出(FIFO)或看板(Kanban)简化规划,保障资源供应,强化设备维护与质量管控,为生产提供支撑。


• 第四步“可持续流程改进”:建立控制循环机制,聚焦关键绩效指标(KPIs),依据数据反馈持续优化生产流程,形成自我完善的良性循环。


该方法论创新融合精益生产理念与MES系统实施,助力企业精准洞察生产瓶颈、优化流程、提升效率与质量、增强竞争力,为复杂制造业环境下的企业转型提供了系统有效的解决方案,推动企业在智能制造浪潮中迈向卓越制造。


而这些德国制造一线的实践,虽只是工业4.0的一小部分,却揭示了其核心:并非颠覆式技术革命,而是对细节的极致雕琢。技术与制造的结合,体现了对“让制造更高效、更可持续、更有温度”的持续探索,为全球制造业数字化转型提供了方向。




8

未来出海之路

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机遇、挑战与策略展望

德国工业4.0的未来出海之路:机遇、挑战与策略展望


在全球制造业加速变革的浪潮中,德国工业4.0作为先进制造业的代表,正迈向更为广阔的国际市场,其未来出海之路充满机遇与挑战。


德国工业4.0拥有坚实的技术基础与丰富的实践经验,这是其出海的核心优势。众多德国企业在智能工厂建设上成就斐然,如博世集团,工厂内超12万台机器和25万台设备实现互联 ,通过智能软件与制造平台结合,链接数据库,简化和改进任务流程,像AI故障监测得以高效运行。在智能生产技术领域,工业自动化广泛应用“嵌入式系统”,5G、人工智能等新技术不断融入。博世还启动5G园区网络运营,推出基于人工智能的能源管理平台助力气候中和。在智能物流方面,德国企业借助互联网、物联网、物流网整合资源,大型物流企业采用智能仓储管理系统、自动化配送机器人等,实现货物快速分拣和精准配送。这些成功实践为德国工业4.0出海提供了成熟范例,让全球看到其技术的先进性与可靠性。


从市场需求来看,德国工业4.0出海也面临着前所未有的机遇。许多发展中国家制造业正处于转型升级阶段,渴望引入先进技术提升生产效率和产品质量,德国工业4.0的智能化解决方案正好契合这一需求。比如东南亚、南亚地区,当地制造业规模不断扩大,但在生产智能化、自动化程度上有很大提升空间,德国的智能工厂技术、自动化设备等在这些地区拥有广阔市场前景。另外,随着全球对可持续发展关注度的提高,德国工业4.0中绿色制造、能源高效利用等技术也备受青睐,在欧洲、北美等对环保标准严格的市场,德国相关技术和产品优势明显。


然而,德国工业4.0的出海之路并非一帆风顺。在技术集成与标准方面,工业4.0涉及众多不同系统和技术,目前缺乏统一的工业互联网标准,设备间通信和互操作性存在问题,这使得德国企业在出海过程中,与当地企业进行技术对接和系统集成时面临较高难度和成本。在信息基础设施上,一些目标市场国家网络通讯基础设施薄弱,像非洲、部分南美洲国家,网络覆盖不足、网速慢等问题,会影响德国工业4.0技术的应用效果,降低当地企业引入的积极性。人才短缺也是一大挑战,工业4.0需要大量既懂工业技术又懂信息技术的复合型人才,德国在本土就面临此类人才不足问题,出海后在当地招聘和培养合适人才更是困难重重。


为应对挑战,德国工业4.0出海可采取一系列策略。在技术标准方面,积极参与国际标准制定,联合全球相关企业、组织共同推动工业互联网标准统一,提高自身技术的兼容性和通用性。针对信息基础设施差异,与目标市场国家合作,协助其改善网络等基础设施建设,或开发适应低网络条件的技术解决方案。在人才培养上,与当地高校、职业院校合作开展联合培养项目,为当地培养工业4.0相关专业人才,同时派遣德国专家进行技术指导和培训,建立本地化的人才团队。


德国工业4.0未来出海之路机遇与挑战并存,凭借自身技术优势,把握全球市场需求,积极应对挑战并采取有效策略,有望在国际市场持续拓展,引领全球制造业智能化变革,为各国制造业转型升级提供有力支撑,创造更大的经济和社会效益 。




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