大王、小王一起上，政府、民間一起跑。日本再次通過民間行動，加快國際化工業(yè)升級的步伐。
日本深耕國際化
2018年3月1日日本價(jià)值鏈促進(jìn)會（IVI）的理事長、法政大學(xué)教授西岡靖之，與來訪的德國巴登符騰堡州（BW）工業(yè)4.0聯(lián)盟會長，共同簽署了合作備忘錄（MOU），以強(qiáng)化制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息交換。BW州首府斯圖加特是德國眾多制造企業(yè)總部的聚集地，既有戴姆勒奔馳、保時(shí)捷、博世等頂級汽車，也包含了很多機(jī)械、金屬產(chǎn)品等。這正是作為推動日本智能制造的民間組織日本價(jià)值鏈協(xié)會（IVI），最為看重的地方。IVI正在加深與產(chǎn)業(yè)界的信息共享和案例實(shí)證，力圖早日實(shí)現(xiàn)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的智能制造。
針對德國“工業(yè)4.0” 戰(zhàn)略，日本政府與德國也在加深合作。日本安倍首相2017年3月在德國電子通訊展（CeBIT），在默克爾總理在場的見證下，正式提出“互聯(lián)工業(yè)（Connected Industry）”的概念，發(fā)表了“互聯(lián)工業(yè)：日本產(chǎn)業(yè)新未來的愿景” ，隨后日本經(jīng)產(chǎn)省大臣也跟德國經(jīng)濟(jì)能源部部長聯(lián)合發(fā)表了德日共同聲明“漢諾威宣言”，宣布推進(jìn)“通過連接人、設(shè)備、技術(shù)等實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造的互聯(lián)工業(yè)”。
目前，日本的各種企業(yè)聯(lián)盟和組織，都在向“互聯(lián)工業(yè)”靠攏，“互聯(lián)工業(yè)”也進(jìn)一步納入到日本更宏大的超智能社會“社會5.0”的議程中，各有側(cè)重，相互呼應(yīng)。在政府的大力支持下，日本的民間機(jī)構(gòu)也在努力走出海外，加速日本新制造思想的國際化。日本價(jià)值鏈促進(jìn)會（IVI）無疑是作為活躍的代表新一輪日本工業(yè)升級的民間力量。而IVI是于2015年成立的日本民間團(tuán)體，吸引了一百多個(gè)制造企業(yè)參與，主打制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主題。IVI此次與德國簽署MOU，是繼2017年4月與美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟達(dá)成合作協(xié)議后的第二次簽約活動。
顯然所有人都清楚，在供應(yīng)鏈的國際化進(jìn)程中，在互聯(lián)互通的未來工業(yè)，智能制造的具體實(shí)施需進(jìn)行跨國合作。
日本智能制造的架構(gòu)
為促進(jìn)IoT的制造業(yè)應(yīng)用，日本價(jià)值鏈促進(jìn)會（IVI）于2016年12月公開工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（Industrial Value Chain Reference Architecture），提出了企業(yè)之間如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的頂層指導(dǎo)思路。
原來的參照架構(gòu)模型是根據(jù)德國第4次工業(yè)革命的戰(zhàn)略“工業(yè)4.0”中提出的工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型“RAMI 4.0”（Reference Architecture Model Industrie 4.0），這是將構(gòu)成企業(yè)資產(chǎn)及活動等供應(yīng)鏈的各種要素的關(guān)系，用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行分解，從而用一致的邏輯性，來作為對一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的指南。
其中日本獨(dú)具匠心地提出了智能制造單元（SMU），從管理、業(yè)務(wù)活動與資產(chǎn)的三個(gè)視角，滲透了戴明環(huán)（PDAC）的思想，給人留下深刻的日本制造業(yè)的特征。
圖1：智能制造單元的三個(gè)維度
下一代架構(gòu)
而一年之后，IVI再次對這個(gè)架構(gòu)進(jìn)行了更新，提出了新版參考架構(gòu)“IVRA―Next”，對原有的抽象概念I(lǐng)VRA，提供了更加實(shí)用化的具體路徑。在第四次產(chǎn)業(yè)革命的浪潮中，國內(nèi)外都在加速產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化，該架構(gòu)針被日本制造業(yè)視為重要的羅盤指南針。
作為將IVRA概念的具體化實(shí)踐版，西岡理事長稱其是“為在工廠實(shí)際運(yùn)作的架構(gòu)”，它總結(jié)了2015年IVI成立以來累計(jì)的討論與實(shí)證成果。
在新版的架構(gòu)中，制造被分為三層：管理層、業(yè)務(wù)層和操作層。
圖2：制造的三個(gè)層次
管理層，顧名思義是從企業(yè)管理的角度來看問題，重點(diǎn)放在制造結(jié)構(gòu)、組織單元等，通過不同的視角來展示，并且把生產(chǎn)理念也放進(jìn)去。這一層包含了產(chǎn)品和服務(wù)、商業(yè)策略、現(xiàn)金流、知識產(chǎn)權(quán)等。
業(yè)務(wù)層是工廠車間的活動。人機(jī)具體執(zhí)行的活動、機(jī)器加工流程。具體工位上的活動，都各不相同，這種多樣性是通過業(yè)務(wù)層來進(jìn)行定義。
而操作層涉及到具體的人、設(shè)備的互動以及原材料的移動，并且通過各自的屬性進(jìn)行描述。操作層往往包含了大量的行業(yè)知識know-how和商業(yè)秘密，因此，這里只提供了建模的模型和描述形式，而并不涉及具體細(xì)節(jié)。在這個(gè)層面上，既包含物理世界的實(shí)體，也包含賽博空間的數(shù)據(jù)。
定義制造的維度
在新的工業(yè)浪潮中，許多新型制造商采用無工廠的企業(yè)運(yùn)作方式，通過設(shè)計(jì)與銷售環(huán)節(jié)中的增值服務(wù)來獲得收入，呈現(xiàn)了數(shù)字化的進(jìn)程，并轉(zhuǎn)向服務(wù)和軟件行業(yè)。這種轉(zhuǎn)變，新版框架中用三個(gè)軸進(jìn)行了描述，并將其作為2016年版本智能制造單元（SMU）的外延。
圖3：軸線看制造
產(chǎn)品軸是從產(chǎn)品的生命周期的角度進(jìn)行描述；而服務(wù)軸，實(shí)際上是采用了生產(chǎn)的維度來看，人機(jī)料法環(huán)都包含在這個(gè)服務(wù)軸上。二者合起來類似國內(nèi)比較熟悉的“智能生產(chǎn)”和“智能產(chǎn)品”。
第三個(gè)軸：知識軸，是不同尋常的一個(gè)提法。它將物理實(shí)體作為空間數(shù)據(jù)模型的一個(gè)用例（instance）來看待，這意味著其分類信息、三維造型等都在賽博空間中找到對應(yīng)類型（Type）。這其中自然涉及到大量的信息轉(zhuǎn)化為知識的結(jié)果。物理實(shí)體變成用例，是數(shù)字化制造過程的一個(gè)重要步驟，這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一個(gè)典型特征。一切皆可數(shù)據(jù)化。
從筆者來看，它很好地吸收了德國的RAMI模型橫軸中的Type-Instance的理念，并且下放到更加具體的工廠實(shí)踐中。
制造管理層的四循環(huán)
作為一種創(chuàng)新，日本IVI首次提出來一種全新的四循環(huán)概念，分別是產(chǎn)品供應(yīng)鏈（圍繞著產(chǎn)品）、產(chǎn)品工藝鏈（生產(chǎn)）、產(chǎn)品周期（產(chǎn)品模型）和生產(chǎn)工藝周期（圍繞工廠模型），前二者都是物理實(shí)例，而后兩個(gè)周期則屬于類型定義。
圖4：制造的四循環(huán)
這樣的話，在前面所屬的產(chǎn)品軸和服務(wù)（生產(chǎn)）軸中，各種活動可以歸類為四個(gè)周期循環(huán)，其長短依賴于所面向的具體內(nèi)容。
關(guān)鍵變化
作為制造業(yè)的基礎(chǔ)單位——智能制造單元（Smart Manufacturing Unit，SMU），是2016年版本的重要成果。而新版框架IVRA―Next則在SMU的基礎(chǔ)上，加進(jìn)了具體表現(xiàn)SMU活動的手法。西岡理事長稱，“不同于以前的參考模型，這次不再僅僅局限于體現(xiàn)基本概念了”。換言之，日本智能制造的架構(gòu)，要進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)指南了。因此，新版架構(gòu)中增加了圍繞SMU進(jìn)行建模的方式，這是整個(gè)三層架構(gòu)中業(yè)務(wù)層，最為重要的內(nèi)容。另外，作為SMU間的信息協(xié)同手段，還論述了區(qū)塊鏈（Blockchain）技術(shù)。
與此同時(shí)，新版框架增加了對平臺的強(qiáng)化。平臺是連接業(yè)務(wù)層和操作層最為重要的方式，也是賽博世界中最為重要的系統(tǒng)。工廠中不同的業(yè)務(wù)，都可以映射到數(shù)字空間中，并且通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行處理，平臺上的用例可以與實(shí)際業(yè)務(wù)活動進(jìn)行一一對應(yīng)。
圖5：平臺的位置
由于該架構(gòu)的目的是基于通用手段將各個(gè)工廠及企業(yè)的不同制作流程理論化，從而實(shí)現(xiàn)順利的“互聯(lián)工業(yè)”，因此，新版架構(gòu)還推出了各種便于智能制造單元相互連接的方式，以及如何更新詞典和分類的方式，以便更好地實(shí)現(xiàn)對外連接的志向。
進(jìn)軍國際的雄心
除了德國政府之外，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）以及中國也都各自提倡自己的架構(gòu)模型。盡管德國的架構(gòu)在2015年4月份推出之后，并無更新，但日本價(jià)值鏈協(xié)會則在緊鑼密鼓地向前推進(jìn)實(shí)踐版，新架構(gòu)冠以“Next”也代表了其積極行動的決心。
針對本模型的國際標(biāo)準(zhǔn)化探索，日本新聞界對此次合作報(bào)以熱烈的掌聲。面對此次日本和德國的民間組織合作，日刊《工業(yè)新聞》在3月1日的報(bào)道中，毫不掩飾地用“國際標(biāo)準(zhǔn)化的野心”來反應(yīng)了日本強(qiáng)烈地國際接軌的愿望。而最近三年，日本IVI協(xié)會從未落席過漢諾威的主題演講，也到西班牙巴塞羅那物聯(lián)網(wǎng)大會、中國智能制造大會反復(fù)宣講，并且有序地在推動日本這個(gè)架構(gòu)跟國際其他架構(gòu)組織的對接。上世紀(jì)末，日本曾經(jīng)有過一次不太成功的智能制造國際化的嘗試。
而這次，日本官方和產(chǎn)業(yè)界，再次呈現(xiàn)了積極用力的態(tài)勢，凸顯了日本制造在新一輪工業(yè)升級大潮中的國際化努力。將日本制造企業(yè)連接在一起“互聯(lián)工業(yè)”，也在努力地將向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，從而為日本制造形成一個(gè)全新的國際版圖。
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