在经历了看上略微有些混乱的应对工业4.0的各种政策之后，包括物联网、包括机器人，日本产业界终于在智能制造找到了自己的位置。随着2016年12月8日，日本工业价值链参考框架IVRA （Industrial Value Chain Reference Architecture）的正式发布，标志着日本智能制造策略，正式完成里程碑的落地。IVRA是日本智能制造独有的顶层框架，相当于美国工业互联网联盟的参考框架IIRA，和德国工业4.0参考框架RAMI 4.0，这是编织了日本制造优势的智能工厂得以互联互通的基本模式。 

日本智能制造，终于有了自己健全的骨骼。日本制造兵团，正在崛起。

 

1、工业价值链计划的卡位

 

应对工业互联的升级浪潮中，许多企业正在聚焦于内部的互联互通的问题，而日本产业界却另辟蹊径，致力于探讨企业的相互连接问题，换言之，是否存在着一个生态系统，让企业集体受益。 

这正是工业价值链计划IVI（industrial value chain initiative）所要解决的问题。最早是由日本机械工程学会在2015年6月启动。目前已经获得日本经产省METI支持，成为日本经产省和学会联合促进的计划。 

 

图1 IVI代表性会员机构

 

目前IVI已经有180多家机构参与，100多家都是企业，不过仍然以大企业为主。这表明了日本企业决定抱团打拼智能制造的决心。应该说，这是日本对智能制造作为复杂系统的一种明智的态势感知，以企业联合体来共同实施。

 

 图2 IVI的logo

 

如何实现企业相连，IVI采用了“つながる！ものづくり”的说法，在日语中更强调“将工厂连接到一起”。这相当于中国所说的“互联工厂”，或者“互联企业”。 

 

图3 IVI企业连接

 

2、日本智能制造的三大招式

 

工业价值链IVI计划，跟日本制造另外两个战略——物联网IoT和机器人——密切相关。

为了应对以德国工业4.0为代表的全球制造业升级战略，日本采取了三个系列的实施行动，来推进制造业的升级。一是推动工业价值链IVI的发展，建立日本制造的联合体王国，二是通过机器人革命计划协议会，以工业机械、中小企业为突破口，探索领域协调及企业合作的方式，三是利用IoT推进实验室，加大与其他领域合作的新型业务的创出。

 

图4 三个系列的实施行动

 

而工业价值链计划IVI，赫然成为“通过民间引领制造业”的重要抓手。事实上，IVI正在成为日本智能制造的核心布局。

 

图5 IVI战略与IoT驱动制造业转型密切相关

 

而在国际上，工业价值链计划IVI正在被日本工业界，踌躇满志地称为日本对世界智能制造的贡献。2016年汉诺威展会上，日本IVI理事长，也是法政大学教授的西冈靖之先生，代表日本正式提出这一点，意图跟工业4.0、美国工业互联网直接对标。

随着日本智能制造框架IVRA的刚刚落地，日本的数字顶层框架下一步可以正式开启对标旅程。三个制造强国，在智能制造和工业互联网领域，终于形成数字握手机制了。

遗憾的是，中国智能制造在这方面并没有一个可分解的数字框架——尽管2015年12月曾经推出一个看上去是三维的参考框架，然而缺乏数字模型的支撑，依然是颤颤巍巍。中国制造2025的顶层设计，跟国际的主流框架，依然不能接轨。 

 

3、日本制造界做到了

 

随着IVRA的发布，日本智能制造终于在数字模型领域，彻底地形成了跟德国工业4.0、美国工业互联网完成了标杆性的参考架构。

 

图6 各国数字模型参考架构

 

德国工业4.0在2015年4月、美国工业互联网联盟IIC在随后的六月，都先后公布了参考架构（Reference Architecture）。一年半过去了，日本也拿出了日本智能制造的数字骨骼：工业价值链参考架构（IVRA）。其基本模型是一个通过智能制造单元SMU，作为描述微观活动的基本组件；然后通过一个类似数字解读单元，实现SMU之间的连接，最后形成一个通用功能模块，这就可以基本完成企业所需要的实际功能了。 

 

图7 智能制造单元组成功能模块

 

这种做法，非常聪明地找到了最为基础的制造单元，形成相互连接和交互的关系。如果智能制造系统是一个摩天大楼的话，SMU就是各种预制板。这样建立了这样的根基，基于标准、基于互联的所有智能制造的想法，才能真正成为现实。

而日本工业价值链计划IVI的三大关键理念，互联制造、松耦合和人员至上，同样令人印象深刻。

工业价值链计划IVI通过物理生产系统，致力于创造每一企业的价值。因此企业必须互联制造；然而考虑到实际接口的复杂性，IVI非常现实地采用了“松耦合性定义标准”，也就是标准化的过程要采用宽松的兼容接口，以便解决敏捷与弹性开发的问题，应对不可预测的未来需求。通过建立企业易于合作的“宽接口”，保持每一企业竞争优势不受影响。在合作中培育连接性。

至于人，仍然占据核心位置。换言之，物理世界和虚拟世界并不是1：1的关系，必须考虑人的因素。人，在未来生产中，仍然是关键因素。

 

4、中国式联盟，到底如何建立生态

 

日本工业价值链计划IVI是一盘企业合纵之局，以企业的生态联盟建设为主要目标。

那么如何完成这种协同的关系？CPS-unit赛博物理系单元会是一个重要抓手 。在日本IVRA框架中，所强调的SMU智能制造单元，跟《软件视野中的未来工业》提到的智能系统的最小单元的思路非常相似。

 

图8 智能系统的最小单元

 

同样，这里可以跟德国工业4.0所找到的办法相比较。德国采用了工业4.0组件的方法，也就是给一个物理实体，增加一个管理壳（administration shell）。换言之，找到了一个阴阳界摆渡船，使得物理世界和数字世界得以融合。而在这一点，语义层，起到非常重要的翻译器的作用。中文的特殊性，对于中国制造而言也会是一个巨大的机会。

 

图9 德国工业4.0的管理壳

 

对于中国而言，这是非常关键，而且可以直接借鉴的一步。由于中国缺乏像GE、西门子那样的工业巨物，因此“制造业联合体”是中国企业界面临的必然选择。然而如何“联合”，除了经济利益、机制上的考量，技术的刚性操作要素也是不容忽视的。

这种刚性要素，随着CPS赛博物理系统的认识和建设，正在逐渐打开缺口。只有做好这篇十分微观的局部文章，才能在顶层打开企业生态层面的大联合局面。当下，中国联盟太多了，不可胜数，但鲜见结出多少果实。“盟而不联”，成为中国制造界多年的顽疾。

此前，中国的联盟看上去更像是一个商业问题；从从日本工业价值链参考框架IVRA的实际操作技术来看，这也是一个微观层面需要考量的重点。联盟之间在宏观固然要有合纵之愿，但在微观上需要有合适的操作手柄。

而中国智能制造的CPS-Unit单元建设，或将可以承担着这样的作用。

看完德国工业4.0参考框架RAMI4.0，看完工业互联网联盟的参考体系框架，再看看日本民间团体新鲜出炉的工业价值链参考框架IRVA和智能制造单元，我们不难判断这次工业升级浪潮中，各个国家建设工业生态所需要的顶层设计，到底应该长成什么样子。

此一刻，面对着日本智能制造的龙骨框架，我们难免会有一点失落。大家似乎并不走在同样的方向上。简单的示范项目并不能无法解决企业的智能制造系统问题，众多的示范项目仍然是一堆自由摆放的圆木——每根圆木都可以挺拔优美，然而它们并没有天生的能力和意愿，能去指向一座宏伟的建筑。

中国制造2025的数字顶层框架，和基础CPS抓手的建设，再次呼之欲出，就像一个精妙的艺术品，等着雕塑家的构思和神奇之手，从石头中把它刻画出来。

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