发布日期：2024年11月7日 / 更新日期：2024年11月7日 – 作者：Konrad Wolfenstein
工业5.0：起源、意义及与工业4.0相比的进一步发展——图片来源：Xpert.Digital
技术与人相遇：工业5.0与工业4.0的革命性对比
以人为本的未来：工业5.0如何取代工业4.0
近几十年来，工业发展日新月异。工业4.0推动了生产流程的数字化和自动化，而工业5.0则代表着一个以人为本的新阶段。但工业5.0究竟意味着什么？是谁提出了这个概念？它与之前的工业4.0又有何不同？
工业5.0这个概念是谁提出的？
“工业4.0”一词于2011年在汉诺威工业博览会上首次公开提出，其创始人包括SAP前首席执行官亨宁·卡格曼、德国人工智能研究中心前首席执行官沃尔夫冈·瓦尔斯特以及后来的德国联邦教育与研究部国务秘书沃尔夫-迪特·卢卡斯。这场第四次工业革命的特点是将自动化、数字化和物联网(IoT)技术融入制造业。
另一方面，工业5.0的概念主要由慕尼黑工业大学的Birgit Vogel-Heuser和Klaus Bengler等科学家提出并发展。他们强调，工业自动化正面临范式转变，人机协作将成为核心。欧盟委员会也采纳了这一术语，并将其写入题为《工业5.0：迈向可持续、以人为本、具有韧性的欧洲工业》的文件中。这使得工业5.0在政治层面也日益占据重要地位。
工业5.0是什么意思？
工业5.0建立在工业4.0的成就之上，但更进一步，将人置于生产过程的核心地位。工业4.0侧重于通过物联网(IoT)、人工智能(AI)和大数据等技术实现自动化，而工业5.0则旨在建立人与机器之间的共生协作。
工业5.0的关键要素之一是人机交互。在这种模式下，人类和机器人共同协作，将人类的创造力、决策能力和问题解决能力与机器的精准高效相结合。例如，这种协作可以通过所谓的协作机器人（cobot）来实现，这些机器人可以直接与人类互动。
工业5.0的另一个重要目标是可持续性。与主要侧重于通过自动化提高效率的工业4.0不同，工业5.0高度重视环境友好型生产流程和可再生能源的利用。这有助于减少碳足迹，促进更可持续的生产。
工业4.0和工业5.0的区别
工业 4.0 和工业 5.0 之间的差异 – 图片：Xpert.Digital
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进一步发展：从自动化到协作
这两个概念之间的一个关键区别在于人与机器交互的本质：
- 工业4.0主要是指通过机器人或物联网等技术实现流程自动化。虽然人类在生产过程中仍然扮演着一定的角色，但许多重复性或危险性的工作都被委托给了机器。
- 然而，在工业5.0时代，人类被视为富有创造力的合作伙伴，他们不仅监控或控制机器，还积极与机器协作。这种协作得益于协作机器人或外骨骼等技术，这些技术使人类能够更轻松地完成体力消耗巨大的任务。
此外，个性化在新工业时代发挥着更大的作用：工业 4.0 优化了个性化的大规模生产，而工业 5.0 则致力于使产品更加贴近客户的个性化需求。
可持续性作为一项核心原则
工业5.0的另一个重要方面是追求可持续的生产流程。工业4.0侧重于提高效率——往往忽视环境因素——而工业5.0则致力于整合环境友好型技术并利用可再生能源。
这体现在节能系统的发展和通过优化生产流程减少二氧化碳排放等方面。我们鼓励企业不仅追求经济目标，还要承担社会责任。
韧性：抵御外部干扰的能力
除了可持续性之外，工业5.0还非常重视韧性，即公司或生产系统抵御外部干扰的能力。这包括例如供应瓶颈或需求波动等情况。
通过人机密切合作，企业可以更灵活地应对此类挑战：机器可以确保质量的一致性，而人类则可以贡献其快速适应变化环境的能力。
工业生产的范式转变
工业5.0并非工业4.0的完全替代品，而是对现有概念的进一步发展。其技术基础保持不变：物联网、人工智能和大数据在生产中继续发挥着核心作用。
然而，关键的区别在于，人类再次成为舞台中心：他们不再仅仅是监控机器或执行简单的任务，而是积极地与机器合作——这得益于协作机器人或外骨骼等先进技术的支持。
这一发展为企业和员工都带来了巨大的机遇：企业可以提高效率，同时建立更可持续的生产流程；员工可以享受更具吸引力的工作，并将他们的创造性技能更好地融入生产流程。
总而言之，工业 5.0 标志着工业生产朝着以人为本的未来迈出了重要一步——在这个未来中，技术不仅可以提高效率，还可以促进人类福祉。
工业5.0：机器人精准与人类灵活性的融合
工业5.0标志着工业发展的下一个演进阶段，它超越了工业4.0。工业4.0侧重于数字化和通过物联网（IoT）实现机器联网，而工业5.0则以人机协作为核心。它将人工智能（AI）、机器人、机器学习和大数据等技术与人类的创造力、灵活性和问题解决能力相结合，从而实现更高效、更个性化的生产。
工业5.0在工业、生产和机械工程领域的关键方面
1. 人机协作
机器和机器人不再自主运行或按固定顺序执行任务，而是直接与人互动。这使得员工可以作为“协作机器人”（cobot）融入生产流程，从而实现复杂且个性化的生产工作流程。这提高了灵活性和适应性，使企业能够更好地满足客户的个性化需求。
2. 个性化生产
工业5.0倡导大规模定制，即在大规模生产的基础上实现个性化定制。这一发展尤其得益于先进人工智能算法的应用和海量数据（大数据）的处理。企业能够在高效且经济地生产的同时，精准地满足客户需求。
3. 可持续性和资源效率
在制造业领域，可持续性和资源高效利用日益受到重视。工业5.0在此发挥着关键作用，它利用数字孪生和智能能源管理系统来优化资源消耗。循环经济，即资源的回收和再利用，也得益于能够最大限度减少浪费和节约原材料的智能系统。
4. 人工智能和机器学习
人工智能和机器学习在工业5.0中发挥着核心作用，能够实时优化生产流程。这些技术支持主动维护，并可在故障发生前进行检测。机器可以从数据中学习并适应变化，从而进一步提高生产设施的效率和生产力。
5. 伦理和社会问题
工业5.0的另一个关键方面是人文和伦理因素。人应当是这些发展的核心，通过协作技术创造就业机会并改善工作条件。伦理在此发挥着重要作用，因为以人为本的生产旨在为员工创造公平、安全和愉悦的工作环境。
对工业、生产和机械工程领域的公司而言具有优势
提高灵活性
人机协作使生产更具适应性，能够更快地响应市场变化和客户需求。
生产力提高
人工智能和自动化技术的应用可以减少停机时间，提高效率，从而提高生产力。
降低成本
更精准地利用资源，避免错误和故障，可以降低生产成本。
更好的工作条件
与智能机器的协作使员工摆脱了危险和单调的任务，提高了工作场所的安全性和满意度。
竞争优势
尽早拥抱工业5.0的公司可以将自己定位为创新领导者，并在市场中确立自己的地位。
因此，工业 5.0 为工业、制造业和机械工程领域带来了显著优势，并且代表着向以人为本、可持续和高效的生产模式迈出的关键一步。
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