筆者從2014年開始與國內(nèi)研究工業(yè)4.0的同行交流研究成果，確實感覺國內(nèi)同行對德國和美國在智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的信息比較多，而對制造業(yè)大國之一的日本如何應對工業(yè)4.0/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的沖擊了解有限。二、三年之前日本也與中國近年來的狀況類似，媒體和產(chǎn)業(yè)界興起了一股智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熱，IoT(物聯(lián)網(wǎng))、AI(人工智能)、BD(大數(shù)據(jù))、云服務成為了幾大熱門話題。德國有關工業(yè)4.0的研究機構及企業(yè)、如西門子、SAP、博世、弗勞恩霍夫協(xié)會等對來自日本的訪問團組應接不暇。盡管了解到的結果與想像中的進展還有很大差距，但對德國與美國在下一代制造技術系統(tǒng)的戰(zhàn)略推進仍感到壓力巨大。實際上，日本產(chǎn)業(yè)界也已開始具體實施基于物聯(lián)網(wǎng)的智能制造系統(tǒng)與基于物聯(lián)網(wǎng)的服務體系。
工業(yè)4.0：日本趕了個晚集
其實，日本智能制造及物聯(lián)網(wǎng)的設想動作并沒有落后于其他歐美發(fā)達國家。在生產(chǎn)自動化/智能化方面，日本于70至80年代就開始從數(shù)控到柔性制造FMS(Flexible Manufacturing System)的研究/應用工作;80年代到90年代隨著計算機的廣泛應用，注意力又集中到FA(Factory Automation)/CIM(Computer Integrated Manufacturing)方面;特別是日本1989年提出智能制造系統(tǒng)IMS(Intelligent Manufacturing System)概念，且于1995年啟動了IMS國際合作研究項目。當時日本的制造業(yè)處于全球競爭優(yōu)勢的鼎盛時期，歐美等主要工業(yè)化國家都加入到日本的IMS國際合作項目倡議中。有諷刺意義的是盡管歐美各國都希望IMS的國際合作機制應該繼續(xù)下去，而倡議者日本反而于2010年4月底正式退出IMS國際合作機制。盡管IMS缺乏利用互聯(lián)網(wǎng)思想而僅限于工廠內(nèi)部系統(tǒng)智能化，而德國提出的工業(yè)4.0與美國GE提出的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT) 可以說是IMS的延伸，是在互聯(lián)網(wǎng)前提下的智能制造與服務系統(tǒng)。
而在互聯(lián)網(wǎng)應用方面，日本于2000年提出“e-Japan”構想(實現(xiàn)高速英特網(wǎng)社會的IT戰(zhàn)略)，2004年又上升為“U-Japan”( 基于物聯(lián)網(wǎng)的國家信息化戰(zhàn)略、構建任何時間、地點，任何人都可以上網(wǎng)的環(huán)境)，通過“e-Japan”與“U-Japan”戰(zhàn)略的實施，日本已成為網(wǎng)絡速度一流的IT國家。但是，“U-Japan”戰(zhàn)略并沒有得到產(chǎn)業(yè)界得配合，網(wǎng)絡技術與實體經(jīng)濟的融合也沒有深入，“U-Japan”戰(zhàn)略半途而廢不了了之。筆者認為日本產(chǎn)業(yè)界對互聯(lián)網(wǎng)應用的抵觸原因可以歸納為:1)過度擔憂通過網(wǎng)絡的技術流出等安全問題;2)產(chǎn)業(yè)組織思想的阻力，日本擅長磨合型(Integral Architecture)的組織結構而抵觸模塊化的設計思想(Modular Architecture)，同時企業(yè)的系列化導致重視縱向一體化而輕視橫向一體化的努力;3)缺乏一個強勢網(wǎng)絡企業(yè)的推動。
產(chǎn)官學一體化應對沖擊
但是，隨著工業(yè)4.0及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構想在全球的傳播，工業(yè)4.0/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)對日本產(chǎn)業(yè)界帶來了很大沖擊。為此，日本分析了自身在硬件及切入式軟件技術方面的優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)特點于2015年1月公布了“新機器人戰(zhàn)略”。 2015年5月日本又在“新機器人戰(zhàn)略”框架下成立了產(chǎn)官學一體化的“機器人革命倡議協(xié)議會”(會員達320多家)推動新機器人戰(zhàn)略。新機器人戰(zhàn)略重點在于通過熟練掌握大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡技術及人工智能技術使其實現(xiàn)自律化、終端化、網(wǎng)絡化，并成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的世界領袖。此戰(zhàn)略提出的“機器人”僅是一個概念，智能汽車、智能家電、智能住宅等都被認為是“機器人”，重點在于實體世界與虛擬世界的智能接口作用。與“新機器人戰(zhàn)略”側(cè)重于智能接口不同，日本與2015年10月設立了“IoT推進組織”(IoT Acceleration Consortium)通過產(chǎn)官學合作來推動日本全國的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等的技術開發(fā)與商業(yè)創(chuàng)新。目前、其會員已達1000家左右。“IoT推進組織”下設技術開發(fā)工作組、新商業(yè)推進工作組、專題工作組開展日常工作。
與德國提出的工業(yè)4.0概念最接近，而且專注于制造業(yè)智能化的應屬由大學和民間企業(yè)于2015年6月組織成立的“工業(yè)價值鏈倡議”(IVI: Industrial Value Chain Initiative)，有近60多家制造業(yè)大企業(yè)及IT企業(yè)參加。主要從技術角度推動智能制造。從參加企業(yè)來看，有媒體評價是IT企業(yè)及智能化系統(tǒng)提供商積極，智能制造技術的應用企業(yè)仍持觀望的等待階段。
另外，如圖1所示，鑒于產(chǎn)業(yè)平臺的重要性及日本在大數(shù)據(jù)/物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云服務、網(wǎng)絡安全等領域的技術方面落后與美國的現(xiàn)狀，日本政府還開始集中各研究機構的力量組織開發(fā)集人工智能、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡完全于一體的公共服務平臺，十年內(nèi)擬投入約1000億日元開發(fā)技術，以對抗來自GE、IBM、Google等平臺大企業(yè)的競爭。
比如美國GE提出的IIoT(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))的構想與德國提出的工業(yè)4.0有異曲同工之處。但是，GE的實踐不僅在于制造系統(tǒng)的智能化方向，還推動了制造業(yè)的服務化和商業(yè)模式的創(chuàng)新。如圖2所示，GE不僅開發(fā)了Predix這一IIoT的應用平臺，還開發(fā)了適用于非結構性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫Data Lake，推出按需服務取酬的資產(chǎn)成果管理模式(APM:Asset Performance Management)。同時，GE還開放此平臺提供第三方服務。日本政府/產(chǎn)業(yè)界對GE等平臺企業(yè)的動向給予高度關注，并啟動上述網(wǎng)絡時代的公共平臺的開發(fā)。這種集中力量開發(fā)企業(yè)應用公共服務平臺的做法與筆者訪問過的德國弗勞恩霍夫協(xié)會為中小企業(yè)開發(fā)工業(yè)4.0公共平臺的做法非常接近。
大企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用案例
日本的創(chuàng)新基本集中在大企業(yè)身上，對網(wǎng)絡技術的融合應用也不例外。
日本軟銀集團自2010年已開始規(guī)劃/開發(fā)人型機器人業(yè)務，并期待將其作為智能手機之后的核心業(yè)務。如圖2所示 ，目前軟銀已應用IBM的人工智能平臺Watson(沃森)開展情感識別機器人“Pepper”的商業(yè)服務。同時，與GE合作利用上述GE的OS平臺“Predix”向日本企業(yè)提供資產(chǎn)管理智能服務。另外，小松制作所也與GE簽署達數(shù)據(jù)應用協(xié)議，分析全球礦山的采掘及物流、發(fā)電等大數(shù)據(jù)分析，提供客戶服務。
汽車行業(yè)是日本的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是工業(yè)4.0/IIoT的最佳實踐對象行業(yè)。日本各大汽車企業(yè)利用原有自動化程度高，生產(chǎn)技術創(chuàng)新活躍的優(yōu)勢，大力推動大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云服務、智能化的開發(fā)和應用。如圖4所示，目前日本汽車產(chǎn)家都開始探索生產(chǎn)大數(shù)據(jù)及社會化大數(shù)據(jù)在開發(fā)、設計中的應用。
除制造業(yè)、服務業(yè)等行業(yè)致力于物聯(lián)網(wǎng)的應用，推動與網(wǎng)絡的融合以外，IT企業(yè)也結合自身優(yōu)勢提出眾多應對工業(yè)4.0/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的沖擊解決方案。如富士通公司除積極參與美國GE/IBM等倡議的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC: Industrial Internet Consortium)成為IIC標準與工程組總監(jiān)外，基于自身的工廠實踐提出了IIoT應用模式: “工廠可視化”試驗平臺FOVI。
該平臺已于2015年9月得到IIC的認可成為8個試驗平臺(TestBed)之一(參考圖5)。
但是，盡管日本政府、學界、企業(yè)在努力尋找及實踐應對工業(yè)4.0/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)沖擊的解決方案，由于產(chǎn)業(yè)界對開放型網(wǎng)絡環(huán)境的過度擔憂及企業(yè)系列化組織形式的阻礙等，面向網(wǎng)絡時代的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型將困難重重。如何發(fā)展值得持續(xù)關注。
