日本互聯工業戰略的啟示

尹峰

隨著新一輪科技革命與產業變革在全球范圍內的迅速發展，世界主要工業發達國家為重構制造業全球競爭新優勢，紛紛提出各自的發展戰略，如德國“工業4.0”、美國“先進制造業國家戰略計劃”，并不約而同地將智能制造作為主攻方向。而從日本的角度來看，其主要面臨三方面挑戰：一是國內老齡化、少子化問題嚴重，導致勞動力供給不足;二是中國等新興經濟體快速崛起，日本制造業面臨巨大的競爭壓力;三是日本國內從政府到企業雖然也高度關注5G、人工智能、云計算、大數據等新一代信息技術的發展，但這些新技術的應用“稍慢半拍”，且缺乏國際引領性的龍頭企業。

在上述背景下，日本試圖將解決一系列社會問題作為突破口，在發揮機器人等智能裝備產業以及制造能力等優勢的同時，在社會生產生活的各個方面積極導入ICT技術，通過不斷探索確立日本的戰略模式。2016年1月，日本政府發布《第五期科學技術基本計劃》，首次提出“社會5.0”的概念。2017年3月，日本首相安倍晉三在德國漢諾威工博會上再次強調了日本將實施“社會5.0”戰略，具體到工業領域即為“互聯工業”戰略。與其他國家的企業聚焦于內部的互聯互通不同，日本產業界另辟蹊徑，重點關注企業之間的連接，試圖構建能讓所有企業都受益的互聯工業體系。

互聯工業體系的主要內容

（一）三大核心理念

所謂“互聯工業”就是以采集海量數據為基礎，將人、設備、系統、技術等相互連接起來，從而創造新的附加值和解決相關的社會問題。它具有三大核心理念：一是人與設備、系統之間并不是對立關系，而是合力實現新型數字社會;二是通過企業之間、產業之間以及國與國之間的緊密協作解決復雜問題;三是貫徹以人為本理念，積極推進與數字化技術相結合的人才培養。

（二）四大關鍵領域

一是智能生產領域，主要是應對勞動力短缺，滿足多樣化的市場需求。面對日益增長的多樣化市場需求，通過廣泛應用數字化技術，將設備、人、部門、工廠、企業等連接起來，增強各個環節之間的數據聯系、企業內外部之間的協作水平，迅速應對高標準、多樣化的市場需求。針對由于人口老齡化導致的勞動力短缺問題，通過數字化技術將生產工藝、技術know-how等知識和經驗固化為軟件，作為集體的知識靈活使用，解決勞動力尤其是技術人才短缺的問題。

二是智能交通領域，主要是提升服務體驗，降低交通成本。在公共交通中，消費者使用多種交通工具時不僅麻煩而且成本較高，因此通過發展互聯工業連接各企業之間的數據，為消費者提供無縫銜接的服務體驗，并將用戶出行的成本最小化。而當個人駕駛汽車時，又面臨“事故多、維修費用高、駕駛耗時長”的問題，因此通過自動駕駛技術實現從“自我駕駛”到“享受車內環境”轉變，由“擁有汽車”向“共享汽車”轉變。

三是智能醫療領域，主要是提供個性化、高效的醫療保健服務。為應對嬰兒潮一代帶來的老齡化問題，通過應用物聯網、大數據等技術，采集患者發病前、治療后的相關數據并進行分析，為患者提供個性化、高效的醫療服務。醫藥和醫療器械制造企業也開始向包括預防、監測在內的醫療保健模式發展，并積極引入人工智能等技術進行輔助診斷。

四是智能家居領域，主要是提高生活質量，增進人們之間的聯系。發展互聯工業，提高數據利用水平，可提高生活質量、減少生活壓力，減輕家務勞動強度，加強老齡化社會中人們之間的聯系。通過從用戶的各種設備中采集日常數據，并以此為基礎為客戶提供新的服務，從而建立能夠解決各種社會難題的智能社會。

2019年1月18日，第三屆日本機器人開發應用展上的能與人類配合協作的檢測機器人。圖/ 新華

（三）四大實施措施

一是組建實施平臺。為了落實“互聯工業”戰略，日本經產省支持日本機械工程學會等成立了工業價值鏈促進會IVI，由日本法政大學西岡靖之教授任秘書長。IVI目前共有738名成員，涵蓋了三菱、東芝、富士通、日立、豐田等日本制造業骨干企業。IVI的目標是解決不同制造業企業之間的“互聯制造”問題，讓不同的企業通過基于“寬松標準”的接口實現互聯互通，打造“互聯工廠”的生態格局。其中，“寬松標準”是指企業之間的互聯互通不需要共享關乎其核心競爭力的數據，而是從局部逐步更改互聯互通規則，在實現企業間互聯互通的同時保證各家企業的競爭優勢不受影響;“互聯工廠”是指通過連接電子數據，消除企業之間開展業務協作時的超負荷、不均衡和浪費，通過自動化和靈活運用人的能力來創建智能價值鏈。

二是發布參考架構。2016年12月，IVI基于日本制造業的基礎提出了工業價值鏈參考架構IVRA，定義其基本單元為智能制造單元SMU，即一個企業、車間或產線，但SMU必須有人管理，具備自主決策的能力。2018年3月，IVI發布了《日本互聯工業價值鏈戰略實施框架》，提出新一代工業價值鏈參考架構IVRA-Next。與IVRA相比，IVRA-Next一是提出了SMU的自我進化模型，包括發現問題、共享問題、確立課題和解決問題四個環節;二是將平臺定義為“不同工作和系統之間互用數據的機制”，是工業價值鏈參考架構的網絡部分;三是提出互聯工業的運行框架，包括保護數據主權、基于區塊鏈的數據交換證明、基于寬松標準的數據詞典管理等。

三是推動數據交易。所謂“數據交易”，即制造業企業將產出的數據，提供給可信賴的第三方，以吸收對方的知識和加深業務協作，并可以根據事先定好的合約，分享因相互連接而產生新的附加價值。為推動實現“制造業數據交易”，IVI開發了基于“寬松標準”的工業數據詞典，并組織東芝、DMG森精機、富士通、發那科、NEC與三菱電機六家企業進行數據交易的試驗驗證。

四是加強對中小企業的支持。在應用機器人、物聯網等新技術改進生產效率時，大部分中小企業都面臨著知識缺乏、人才不足等問題。為此，日本經產省組織實施了中小企業智能制造支持行動，依托相關機構在全日本設立了31個中小企業智能制造支持中心，為中小企業提供技術支持、專家輔導等服務。同時，專家被派往中小企業之前，需對其進行一系列的培訓。

主要特點

（一）基于寬松標準構建互聯工業體系

互聯工業戰略提出在未來的制造環境中，制造企業需要與客戶、消費者、供應商等價值鏈上利益相關者之間實現互聯互通，即構建互聯工業體系。但從現實的角度看，由于企業對關乎其核心競爭力的內容會嚴格保密，很難直接實現高度的互聯互通。鑒于此，日本十分務實地提出了“寬松標準”的概念，建立企業間易于互聯互通的寬松接口，在實現企業間互聯互通的同時保證各家企業的競爭優勢不受影響，以當下可行的方法推動互聯工業的發展。

（二）突出平臺在數字世界的核心作用

互聯工業戰略將平臺看作是網絡和數字世界的核心。首先，平臺定義了一系列的規則和條件，集成了相關的軟件和硬件設施，并通過軟件為制造業企業提供服務。其次，平臺利用數字技術將生產現場的各種活動轉換到網絡和數字世界中，并通過對數據的加工處理形成新的知識和技術。最后，不同的平臺需基于寬松標準連接起來，形成分布式的平臺生態系統。

（三）強調通過持續改進實現智能制造

互聯工業強調通過持續實現生產現場、組織架構、工作流程等方面的改進，通過一系列的循環往復、迭代升級最終實現智能制造。例如，SMU的活動維度將生產現場的所有活動歸為四類：計劃、執行、檢查和行動，即PDCA循環。通過周而復始地運轉，不斷發現和解決生產現場的“小問題”，實現持續改進。對于組織結構優化、工作流程調整等“大問題”，IVRA-Next提出通過發現問題、共享問題、確立課題、解決問題的迭代循環，實現SMU的自主進化。

（四）高度重視人員和知識的價值

與德國工業4.0參考架構、中國智能制造系統架構等不同，日本在“互聯工業”中提到了“數字化三胞胎”的概念，即信息世界、物理世界以及人的世界，將人作為制造系統的重要組成部分。同時，IVRA-Next也高度重視人的價值。例如，IVRA-Next將其基本單元SMU定義為必須是有人管理、能根據需要調整內部結構、具有自主決策能力的機構。同時，SMU的資產維度包括人員、工廠、產品和工藝（知識）四種資產，并且認為在生產現場的工作人員，以及生產工藝、方法、專有技術等知識都是十分寶貴的資產。

對中國的啟示和建議

（一）發揮好工業互聯網平臺的作用

工業互聯網平臺通過跨部門、跨企業、跨區域的互聯互通，在智能制造中扮演著類似“神經中樞”的角色。IVRA-Next認為平臺是數字世界的核心，負責將物理世界的各類活動轉化到數字世界中，并將這些活動連接起來，是構建互聯工業體系的關鍵。建議發揮工業互聯網平臺在智能制造發展中的重要作用，進一步加強智能制造和工業互聯網相關政策、專項、標準等的統籌，建立健全協同推進機制，形成政策合力，重點在技術研發、試點示范、應用推廣等方面加強協調對接。

（二）“求同存異”制定智能制造標準

不同企業的發展基礎、產品特征、工藝技術、商業模式等存在顯著差異，而且企業會對涉及核心競爭力的相關內容嚴格保密。因此，建議在制定智能制造標準，尤其是涉及工業互聯網、網絡協同制造等方面的標準時，可借鑒日本的做法，采取寬松的標準實現企業之間的互聯互通，促進企業開放共享的同時保留各自的特色優勢。

（三）加大對中小企業的支持力度

在現代社會化生產的分工協作體系中，制造業企業的成功是產業鏈上下游協作的結果，高水平的供應鏈是高品質、高質量產品的重要保障。因此，日本在實施互聯工業時高度重視對供應鏈上下游中小企業的改造，針對中小企業缺乏足夠的知識和人才的問題，設立了31個智能制造支持中心，專門幫助中小企業應用機器人、物聯網等技術。而我國前期實施的智能制造試點示范項目、綜合標準化與新模式應用項目，大多由大型企業承擔，雖有效激發了大型企業的內生動力，但對中小企業的支持還不夠。下一步，建議搭建一批中小企業智能制造公共服務平臺，為其提供相關的試驗驗證、咨詢診斷、系統集成、供需對接、信貸金融、人才培訓等服務，進一步降低中小企業發展智能制造的門檻和成本;同時，實施產業鏈智能化水平提升專項行動，支持龍頭企業帶動上下游中小企業進行智能化改造，提升產業鏈的整體競爭力。

（四）重視人在制造系統中的價值

我國部分企業在實施智能制造時，片面追求“機器換人”，甚至將智能制造簡單地理解為“就是上設備、上系統”。智能制造不排斥人工，INRA-Next也認同人是企業最寶貴的資產。建議最大化發揮人在智能制造中的價值。一是開展宣傳教育，破除企業對智能制造片面化、簡單化的認識;二是實施智能制造人才培訓專項行動，建設一批智能制造實訓基地，幫助生產工人、管理人員等掌握相關的知識和技術。

（編輯：張燕冬）