日本工業價值鏈促進會（Industrial Value Chain Initiative，IVI）是一個由制造業企業、設備廠商、系統集成企業等發起的組織，旨在推動“智能工廠”的實現。2016年12月8日，IVI基于日本制造業的現有基礎，推出了智能工廠的基本架構《工業價值鏈參考架構（Industrial Value Chain Reference Architecture ，IVRA）》。

參考架構的出臺背景

隨著物聯網在制造業領域的深度應用，工廠將通過互聯，產生新價值。與此同時，一些尚未可知的利害關系也講隨之而來。為了解決這些問題，德國工業4.0平臺和美國工業互聯網聯盟（IIC）紛紛推出了“參考架構”。

2015年，德國工業4.0平臺公布了實現工業4.0所描述工廠場景的參考架構《Reference Architecture Model Industrie 4.0（RAMI4.0）》，并在期望基于此稱為國際標準，得到推廣。RAMI4.0通過一個3維模型，展現所有價值網絡（圖1）。

圖1 工業4.0平臺發布的RAMI4.0

2015年，工業互聯網聯盟也推出了《IIC Reference Architecture（IIRA）》，也旨在推進基于該架構的標準化工作（圖2）。

圖2 IIC發布的IIRA

無論是德國平臺工業4.0，還是美國工業互聯網聯盟都已經面向全世界開始大力推廣各自的參考架構了。IVI認為盡管日本企業也參與了部分標準制定過程，但是參考架構的主導不在日本。因此，基于日本制造業價值鏈，制定了日本特色的參考架構，也就是“IVRA”。

IVRA基于日本特色的制造業基礎

IVRA基本上與工業4.0平臺的RAMI4.0類似，也是一個3維模式。3維模式的每一個塊被稱為“智能制造單元（SMU）”，將制造現場作為1個單元，通過3個軸進行判斷。

縱向作為“資源軸”，分為員工層、流程層、產品層和設備層。橫向作為“執行軸”，分為Plan、Do、Check和Action（PDCA循環）。內向作為“管理軸”，質量（Q）、成本（C）、交貨期（D）、環境（E）（QCDE活動）（圖3）。

圖3 IVRA中的3維模式

IVRA中，通過多個智能制造單元（SMU）的組合，展現制造業產業鏈和工程鏈等。多個智能制造單元（SMU）的組合被稱為“通用功能塊（GFB）”。GFB縱向表示企業或工廠的規模，分為企業層、部門層、廠房層和設備層；橫向表示生產流程，包括市場需求與設計、架構與實現、生產、維護和研發等5個階段；內向表示需求與供給流程，包括基本計劃、原材料采購、生產執行、物流銷售和售后服務等5個階段（圖4）。

圖4 IVRA中的GFB

IVRA還將智能制造單元（SMU）之間的聯系定義為“輕便載入單元（PLU）”，具體而言，分為價值、物料、信息和數據等4個部分。通過掌控這4個部分在SMU間的傳遞準確度，來提升智能制造的效率（圖5）。

圖5 PLU的移動價值

與RAMI4.0或IIRA相比，IVRA的一大特征是通過SMU等形式，納入了包括具體的員工共操作等在內的“現場感”特征。日本制造業以豐田生產方式為代表，一般都是通過人力最大化，來提升現場生產能力，實現效益增長。IVI向全世界發布的智能工廠新參考架構嵌入了“日本制造業”的特有價值導向，期望成為世界智能工廠的另一個標準。