日本电机工业协会《2018年版制造业2030》

在描绘智能制造的未来景象时,国外一直重视系统思考以及系统工程技术。但在日本国内,即使是智能制造委员会有关FBMFlexible Business and Manufacturing,柔性业务和生产)的讨论,以及机械学会的“CPPSCyber Physical Production Systems)分会”的议题中,有关系统思考以及系统工程技术的讨论都很少。其次,针对系统思考以及以此为基础的德国有关智能制造的研究,智能制造委员会整理了未来(2030年)国内外制造业的动向。从这些动向来看,智能制造委员会所提议的FBM符合国内外制造业发展的大趋势。

一、国际标准化的动向

从智能制造的标准化动向来看,主导系统化、智能化的就是国际电工委员会(IEC)。2004年,IEC发布了重视智能制造“系统化”的方针。从那时开始,以作为智能制造/工业4.0国际标准化的核心技术组织TC65(工业过程测量、控制和自动化技术委员会)Industrial-process measurementcontrol and automation的成立为标志,在TC下跨领域课题的工作组(WG)也开始活跃起来。对于上述智能制造发展的趋势,日本国内的反应较为“迟钝”,部分源于对于系统性的理解仅限于一部分信息技术人员。

1. 日本国内智能制造的动向

2018年是日本“平成”时代的最后一年。总体来看,在日本“平成”时代,与欧美主要发达国家相比,日本的经济(名义GDP)增长了1.2倍,明显低于发达国家23倍的增速;②日本员工的实际工资增速则为负值;③从幸福度来看,日本排名已降至第58位,几乎和发展中国家并列。

1 日本内阁府——“超智能社会(社会5.0)”

日本内阁府提出,将以制造业为核心,灵活利用信息通信技术,基于因特网或物联网,打造世界领先的“超智能社会(社会5.0)”,不断创造新的价值和新的服务。而为了尽快实现“超智能社会”,日本政府提出优先推进11个系统的建设工作,并不断完善知识产权和国际标准化战略,推动网络安全、物联网系统构建、大数据解析、人工智能等服务平台建设必不可少的共性技术研发。

图1-1  社会5.0产生新的附加值的案例(制造业)

 2)日本经济产业省——互联工业(Connected Industries

20173月,日本首相安倍晋三在德国电子通讯展(CeBIT)上发表了题为“互联工业:日本产业新未来的愿景”的演讲,从而正式提出“互联工业(Connected Industry)”的概念。所谓“互联工业”,即连接各行业、企业、人、设备及数据等,通过人工智能等信息技术、共享经济等商业模式,创造新的产品、服务及附加价值,提高生产效率,从而解决日本的人口老龄化、劳动力不足、环境、能源制约等社会问题,达到加强产业竞争力、提高国民生活水平,促进国民经济健康发展的目的。201710月,日本经济产业省确定了“互联工业”的5个重点领域,并相继设立各种机构予以推动。

3)机器人革命倡议协议会(RRI

在日本政府的主导下,20155月,作为日本产学官机器人普及和推广的组织——“机器人革命倡议协议会”正式成立。日本“机器人革命倡议协议会”不仅成为日本工业互联网(IIoT)的推进机构,也成为将“互联工业”的概念具象化的重要机构。该协会成立的目的旨在建立举国体制,使日本在机器人应用与出口处于世界领先水平。该协议会首先成立“生产系统改革”工作组。目前,已成立了20个委员会,推动由德国与美国提出的工业4.0及物联网技术运用于制造业,以及探讨工业安全审查,并重点支持中小企业的发展。

4)日本工业价值链促进会(IVI

日本工业价值链促进会(Industrial Value Chain InitiativeIVI)是20156月由53个日本经济产业省和日本机械工程师协会共同打造的产业价值链计划,这个由日本制造业企业、设备厂商、系统集成企业等发起的组织,旨在推动“智能工厂”的实现。IVI可以通过确保从应用程序到设备、基础架构,以及工具等各个平台之间实现互操作性,为终端用户创造更多的价值,IVI平台还不断加强不同企业之间的合作。目前,该促进会已经包含了超过200家企业在内的200个成员。在相对宽松的定义标准下,借鉴不同企业相关的生产案例,试图连接不同的生产流程。在IVI活动中,对中小企业的支持和帮助尤为重要。

5)日本机械工业联合会

2014年以来的3年间,日本机械工业联合会针对世界各国的制造业模式的改变进行了调查研究,并形成了一系列调查报告。2017年和2018年,日本机械工业联合会设立了物联网•人工智能时代制造业人才调查专门委员会,就日本企业面临的困难和挑战进行多方面的整理和调查,最终为企业提供相应的对策。

6)日本机械学会

日本机械学会于2014年成立“工厂互联研究委员会”,2016年成立“CPPS(Cyber Physical Production Systems)委员会”。试图通过将物理的真实世界和计算机虚拟世界的网络相结合,研究能够在制造业中创造出新价值的系统性技术。2018年,日本机械学会整理了连接CyberPhysical的“事物”这一概念以及相关的使用案例,从而强调了CPPS的重要性及其必要条件。

二、海外智能制造的动向

为了充分理解第四次工业革命以及智能制造,需要熟悉过去的制造业潮流,尤其是信息技术,例如对象化、系统技术等等。另外,需要把握上述技术对社会变革的影响。

1)德国

德国所谓的“工业四代”(即工业4.0Industry4.0)是指利用物联信息系统(CyberPhysical System简称CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个人化的产品供应。“工业4.0”是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。该研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,并已上升为国家级战略,旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。

2)美国、中国、东盟的动向

1)美国

2011年,美国前总统奥巴马政府为了应对德国的“工业4.0”战略,启动了“先进制造伙伴关系计划”(AMP)。AMP包括4个子计划,分别是提高美国国家安全相关行业的制造业水平、缩短先进材料的开发和应用周期、投资下一代机器人技术以及开发创新的、能源高效利用的制造工艺。同一年,美国通用电气(GE)提出了“Industrial Internet”的概念。2014年,英特尔、CiscoAT&TIBM以及Industrial Internet Consortium开始受到关注。2015年,美国前总统奥巴马启动了“智能城市计划”。

2)中国

2015年,中国政府开始实施“中国制造2025”战略。包括10大重点领域:新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。同时,还包括23个优先发展方向。

3)东盟

从东盟来看,2015年新加坡政府发布“Smart Nation”战略,2016年泰国发布“泰国4.0”战略。2018年,印度尼西亚、马来西亚等国也相继发布相关战略。据悉,包括中国在内,上述国家的制造业战略都获得了德国的支持。

原文始发于:日本电机工业协会《2018年版制造业2030》


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