現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,更是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。如今,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了新一代信息技術(shù)的重要組成部分,在這個(gè)信息時(shí)代萬物互聯(lián)是一個(gè)重要的階段,萬物互聯(lián)是現(xiàn)在大家一致的目標(biāo)。

其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的概念是基于互聯(lián)網(wǎng)的,并不是獨(dú)立形成的,是一個(gè)各領(lǐng)域相互借鑒、融合的過程,但是在不同的信息領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)又有不同的見解,各行各業(yè)對都有自己的認(rèn)知和構(gòu)想。即使到今天,各領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的理解還有很大的差異性,甚至有各自的稱謂,有三種定義較為明確:“M2M”、“IoT”、“CPS”,這三種概念又有何區(qū)別呢?

1.M2M(machine to machine)

“M2M”的概念主要是由通信行業(yè)提出的。最初M2M主要是指:不具備信息化能力的機(jī)械設(shè)備通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(無線網(wǎng)絡(luò))與其他設(shè)備或信息系統(tǒng)(IT系統(tǒng))進(jìn)行通信。

通信行業(yè)認(rèn)為:網(wǎng)絡(luò)在滿足了人與人之間的通訊需求后,還可以使得“物與物(machine to machine))”之間進(jìn)行通信聯(lián)結(jié),構(gòu)成更高效的信息化應(yīng)用。此后,M2M的概念又延伸出了“人與機(jī)器(man-to-machine)”或“機(jī)器與人”的概念。

總體來說,M2M就是指人、設(shè)備、信息系統(tǒng),三者之間的信息互通和互動(dòng)。

M2M的概念主要強(qiáng)調(diào)的是通信實(shí)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)在其技術(shù)框架中處于核心地位。通過“無線連接”的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)“端到端”的可靠連接。在物與物“連接”的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)集中監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程操作、物流倉儲管理、移動(dòng)支付等應(yīng)用。

2.IoT(Internet of things)

IT行業(yè)內(nèi)認(rèn)為,IoT的概念最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)(Networked Coke Machine)。

而后,1999年美國麻省理工學(xué)院自動(dòng)識別中心RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)概念,在其定義中強(qiáng)調(diào)了“信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接”的理念。(原RFID物聯(lián)網(wǎng)定義:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理。)

到如今,IoT是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、軟件企業(yè)、乃至整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)力推的物聯(lián)網(wǎng)概念。在實(shí)現(xiàn)了人與人的社交互聯(lián)后,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)希望物和物之間也能通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。IoT的基礎(chǔ)任然是互聯(lián)網(wǎng),是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和發(fā)展方向。

IoT的概念主要強(qiáng)調(diào)的是互聯(lián)網(wǎng)交互,互聯(lián)網(wǎng)的全球化、開放性、互操作性、社交性是支撐IoT理念的基礎(chǔ)。智能產(chǎn)品一旦有了“網(wǎng)絡(luò)身份”,便可以衍生出各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用:產(chǎn)品租賃(共享智能產(chǎn)品)、信息服務(wù)(例如定位服務(wù)、電子支付、大數(shù)據(jù)分析)、可穿戴產(chǎn)品應(yīng)用等等。

3.CPS(Cyber Physical System)

2006年,美國國家科學(xué)基金會的Helen Gill提出了CPS的概念,并將其列為重要的研究項(xiàng)目。由于CPS側(cè)重于研究工業(yè)、制造業(yè)中嵌入式、自動(dòng)化的信息系統(tǒng),所以一開始也被直觀地理解為“嵌入式物聯(lián)網(wǎng)”(從現(xiàn)在的信息行業(yè)角度來看,這種理解有些片面)。

在“Cyber Physical System”一詞中,“Cyber”指的是信息系統(tǒng),“Physical”指的是物理系統(tǒng)(設(shè)備、環(huán)境、產(chǎn)生資料)。

CPS強(qiáng)調(diào)的是物理世界和信息世界之間實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的信息回饋、循環(huán)過程。

它深度融合了各類信息技術(shù):傳感器嵌入式計(jì)算、云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)通信、軟件,使得各種信息化能力(3C:計(jì)算-Computer、通信-Communication和控制-Control)高度協(xié)同和自治,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)自主、智能、動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)化地監(jiān)視并改變物理世界的性狀。

CPS的目標(biāo),就是實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)和物理世界、以及各信息系統(tǒng)之間的深度融合:在感知、互聯(lián)互通(標(biāo)準(zhǔn)的通信、應(yīng)用協(xié)議)、能力開放(互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)接口、API-應(yīng)用編程接口)、安全可控(身份認(rèn)證、安全加密)、應(yīng)用計(jì)算(數(shù)據(jù)計(jì)算、信息控制)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建出一個(gè)巨大的、融合的、智能化的生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)。

CPS所涵蓋的應(yīng)用范圍十分廣闊:從微小的納米機(jī)器人,到龐大的工程基建設(shè)備,從城市交通信息提供到遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療系統(tǒng),交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、能源、國防、建筑、制造業(yè)流水線都是其涉足的領(lǐng)域。就目前來看,CPS更偏重于科學(xué)研究,M2M、IoT則更注重于工程技術(shù)的落地。

在工業(yè)領(lǐng)域,生產(chǎn)系統(tǒng)在操控機(jī)械設(shè)備的同時(shí),還接受并處理從物理世界反饋的信息(感知),生產(chǎn)操控中信息的“上傳”和“下達(dá)”具有高度的實(shí)時(shí)協(xié)同性。在“M2M”、“IoT”、“CPS”這三種概念中,CPS正是為滿足這種特性而設(shè)計(jì)的,也因此,被認(rèn)定為工業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)(IIOT),下一代工業(yè)體系中的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。

在工業(yè)領(lǐng)域中,未來的信息化應(yīng)用場景和CPS技術(shù)構(gòu)想有著很高的契合度,所以普遍認(rèn)為CPS是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。

雖然通信領(lǐng)域的M2M和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的IoT已經(jīng)先入為主,深得人心,在商業(yè)系統(tǒng)中和消費(fèi)市場上已經(jīng)呈現(xiàn)出了各式各樣的應(yīng)用和產(chǎn)品。但工業(yè)領(lǐng)域作為全球經(jīng)濟(jì)主動(dòng)脈,才是未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(即CPS)發(fā)展的核心領(lǐng)域。

當(dāng)然M2M、IoT、CPS相互之間并不是孤立的,在它們當(dāng)中很多技術(shù)功能是相互交叉或互補(bǔ)的,它們都代表了重要的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,只是側(cè)重不同而已。

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)前期發(fā)展歷史

(1)工業(yè)4.0

“工業(yè)4.0”的稱謂源自德國。在2011年4月漢諾威工業(yè)博覽會上,“工業(yè)4.0”第一次出現(xiàn)(來自《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》)。在2013年4月德國正式推出了“工業(yè)4.0”,并組建了一個(gè)由政府、企業(yè)、大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)共同參與的大項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),舉國上下共同推動(dòng)代表著工業(yè)4.0的相關(guān)工作,明確了工業(yè)制造智能化與數(shù)字化的發(fā)展道路。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的合作企業(yè)包括西門子博世、大眾汽車、戴姆勒、漢莎航空等等,而研究機(jī)構(gòu)就是神秘而又著名的“弗勞恩霍夫研究所”。弗勞恩霍夫研究所作為主導(dǎo)研究機(jī)構(gòu),參與了德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略(2013年)的起草,并落實(shí)到其下屬的多項(xiàng)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中。

2015年4月,德國經(jīng)濟(jì)技術(shù)部、教育研究部成為了工業(yè)4.0平臺的指導(dǎo)機(jī)構(gòu)。而后,工會組織也成為了平臺成員。

工業(yè)4.0隨后推出了描述工廠場景的參考架構(gòu)《Reference Architecture Model Industrie 4.0(RAMI4.0)》,它成了德國舉國推動(dòng)的一場“革命”。

從信息技術(shù)的角度來看,德國的工業(yè)4.0就是工業(yè)領(lǐng)域中面向全球、并基于人工智能的信息物理系統(tǒng)(CPS)。

(2)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industry Internet)

2012年,GE公司基于自身的“軟件夢”(GE期望自己能夠轉(zhuǎn)型成為軟件業(yè)巨頭),提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。

2014年3月,美國五家頂級企業(yè)做為主要代表,發(fā)起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Industrial Internet Consortium,IIC)。這五家企業(yè)分別是GE、AT&T、IBM、Intel、思科,一開始由GE主導(dǎo)。在此之前,后四家通信、IT公司都已經(jīng)有相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)概念提出,AT&T倡導(dǎo)“M2M”,IBM推出“智慧地球”,而思科打造了“IoE(Internet of Everything)”。

各家的概念不同,但愿景一致,其發(fā)展方向不僅是像工業(yè)4.0那樣實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的信息化和智能化,更是希望實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)整體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

IIC剛成立時(shí)和工業(yè)4.0不同,其主要成員集中在電信和IT領(lǐng)域,工業(yè)企業(yè)相對較少。到了2015年初,工業(yè)4.0平臺中的西門子、博世、SAP加入了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。

IIC主要的工作目標(biāo)是為物聯(lián)網(wǎng)制定標(biāo)準(zhǔn),其在2015年6月4日,發(fā)布了第一版標(biāo)準(zhǔn)化的參考架構(gòu)模型:美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)(v1.7版)

(3)平臺合作的開始

一些大型企業(yè)在跨領(lǐng)域的工業(yè)項(xiàng)目合作中,遇到了兩種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)因存在較大差異而產(chǎn)生的矛盾(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0),于是在2015年11月的瑞士,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和工業(yè)4.0平臺開了一場保密的研討會(之所以保密,是因?yàn)閾?dān)心研談失敗而造成負(fù)面影響)。

會中,雙方發(fā)現(xiàn)兩個(gè)參考平臺之間具有很強(qiáng)的、天然的互補(bǔ)性。

2016年3月,德國工業(yè)4.0平臺宣布與美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟展開合作,并隨后設(shè)立了多個(gè)聯(lián)合任務(wù)組(JTG),努力將兩種技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行對接和融合,使得兩種架構(gòu)中的元素能夠相互映射,使得企業(yè)無論采用哪種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),都能夠方便地與其他標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行對接。

2017年12月,兩個(gè)組織聯(lián)合發(fā)布了《IIRA和RAMI 4.0體系結(jié)構(gòu)映射和對接白皮書》,系統(tǒng)性地闡明了兩個(gè)體系中的異同點(diǎn)和互補(bǔ)性。

2.兩體系非技術(shù)面的差異性

(1)美國與德國不同的歷史認(rèn)知

不同與以往,這場即將爆發(fā)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)革命,并不是被事后觀察到的,而是第一次被各個(gè)國家和組織機(jī)構(gòu)事先預(yù)測到的工業(yè)革命。(這說明現(xiàn)代信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)已經(jīng)能夠?qū)Α拔磥淼臍v史(周期)”進(jìn)行預(yù)測了)

美國和德國都認(rèn)同新技術(shù)創(chuàng)新周期到來,也意識到了信息技術(shù)和工業(yè)的融合會引發(fā)新的工業(yè)革命。但是在如何劃分“周期”上略有差異。

(2)德國的歷史觀:

德國認(rèn)為歷史上發(fā)生過三次工業(yè)革命,未來的是第四次工業(yè)。

這四次工業(yè)革命分別是:

第一次工業(yè)革命:18世紀(jì)末的英國,通過對水的加熱(蒸汽)作為機(jī)械動(dòng)力源并加以運(yùn)用,蒸汽紡織機(jī)的發(fā)明為這一次革命的標(biāo)志性事件。

第二次工業(yè)革命:20世紀(jì)初期的美國,電力作為能源實(shí)現(xiàn)了汽車工廠的流水線生產(chǎn),生產(chǎn)中出現(xiàn)明確的分工(在固定工位進(jìn)行重復(fù)操作),生產(chǎn)效率獲得飛躍。

第三次工業(yè)革命:20世紀(jì)70年代,信息技術(shù)被整合進(jìn)生產(chǎn)流水線,工業(yè)機(jī)器人PLC(可編程邏輯控制器)系統(tǒng)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了流水線的自動(dòng)化運(yùn)作,并進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。直到今天,大多數(shù)工廠都還在延續(xù)應(yīng)用第三次工業(yè)革命所帶來的自動(dòng)化技術(shù)。

第四次工業(yè)革命:CPS。

德國將新工業(yè)革命視為第四次工業(yè)革命,以“工業(yè)4.0”予以命名,并希望能夠以舉國之力引領(lǐng)這次工業(yè)革命的發(fā)展。

(3)美國的歷史觀:

美國將工業(yè)“革命”稱之為“浪潮”,并認(rèn)為人類歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過兩次浪潮,第三次則就在當(dāng)下。

三次工業(yè)“浪潮”分別是(參照GE-2012年的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書》):

第一次浪潮:18世紀(jì)末英國的工業(yè)革命。

第二次浪潮:互聯(lián)網(wǎng)革命。20世紀(jì)后半頁,在信息計(jì)算能力發(fā)展下,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)價(jià)值從“資源密集型”向“知識/信息密集型”轉(zhuǎn)移。

第三次浪潮:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。開放的信息系統(tǒng)(分布式信息網(wǎng)絡(luò))、傳感設(shè)備和人工智能的高度融合,助力傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù),增強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化的維護(hù)、管理、運(yùn)營能力,提高商業(yè)組織對行業(yè)趨勢的分析預(yù)測水平。

從歷史觀中就能夠看出,美國更多關(guān)注信息系統(tǒng)的建設(shè)和完善,而德國看重的是工業(yè)生產(chǎn)流水線的整體發(fā)展。

3.各國工業(yè)革命的追求

兩國(美國、德國)提出的工業(yè)技術(shù)框架,是基于各自不同的工業(yè)現(xiàn)狀,并建立在不同的訴求之上。

(1)德國的初衷

看著美國IT企業(yè)在信息領(lǐng)域一騎絕塵的領(lǐng)先優(yōu)勢,以及新興的亞洲國家加入到了全球制造業(yè)的競爭當(dāng)中,德國傳統(tǒng)制造行業(yè)感受到了前所未有的危機(jī)感。與此同時(shí),生產(chǎn)的成本在不斷攀升:能源和人力成本亦在增加。消費(fèi)者“口味”的變化(消費(fèi)者的需求不僅個(gè)性化、多樣化,而且需求的轉(zhuǎn)變迅速---“市場節(jié)奏”加速),也讓產(chǎn)品的生產(chǎn)者不知所措。

德國政府和企業(yè)都希望能夠改變固化的、傳統(tǒng)的“硬件式”的生產(chǎn)思維模式,將新一代的信息化技術(shù)手段融入工業(yè)體系,為“定制化生產(chǎn)”和“個(gè)性化服務(wù)”創(chuàng)造條件。企業(yè)可以通過提供更高附加值的產(chǎn)品,來保持國際競爭力。而原本制造業(yè)中一部分“低價(jià)+量產(chǎn)”的生產(chǎn)模式需要被無情地淘汰。

很多專家和機(jī)構(gòu)認(rèn)為工業(yè)4.0是德國工業(yè)巨頭們的游戲。而事實(shí)上,創(chuàng)立工業(yè)4.0的初衷并不是為了服務(wù)于那些行業(yè)大佬的。

德國的工業(yè)巨頭都具有雄厚的資金實(shí)力、專業(yè)的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)、并占據(jù)著優(yōu)質(zhì)的市場先機(jī)。面對新的產(chǎn)業(yè)形勢,它們完全能夠依靠自身實(shí)力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,完成“自我(工業(yè))革命”。

然而,德國大量的中小企業(yè),則不具備“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的能力。雖然在“B2B(企業(yè)間的商業(yè)交易)”領(lǐng)域中很多德國的中小企業(yè)是某些垂直行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的“隱形冠軍”,是產(chǎn)業(yè)鏈上下游技術(shù)領(lǐng)先的佼佼者。但信息系統(tǒng)和傳統(tǒng)技術(shù)的深度融合,需要消耗大量資本投入,轉(zhuǎn)型成本(資金、人才、技術(shù)積累)成為了中小企業(yè)發(fā)力工業(yè)革命的最大障礙。

在德國政府的牽頭下,集結(jié)德國各工業(yè)巨頭,參與“工業(yè)4.0”的研究和框架制定,不僅是為了拓展未來的新市場,更是幫助德國中小企業(yè)降低數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成本,以及通過大企業(yè)的落地項(xiàng)目,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的德國中小企業(yè)優(yōu)先發(fā)展。

工業(yè)4.0的目標(biāo)是促使德國大、中、小企業(yè)共同參與到新的全球化產(chǎn)業(yè)格局中。

(2)美國的追求

美國一直在航空航天、計(jì)算芯片制造等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)全球,軟件工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也是遙遙領(lǐng)先。然而,美國現(xiàn)在卻面臨著許多領(lǐng)域的工業(yè)萎縮問題。

美國“產(chǎn)業(yè)的空心化”,也就是“人才的空心化”。

美國很多大型企業(yè)按照“研發(fā)在國內(nèi),制造在國外”的思路布局全球化產(chǎn)業(yè),雖然利潤豐厚,但也帶來了一個(gè)無法逃避的問題:各領(lǐng)域的人才衰落。在制造業(yè)領(lǐng)域,對于工程師的培養(yǎng),即使是生產(chǎn)一些低端產(chǎn)品,也需要組建專業(yè)團(tuán)隊(duì),并安排“人”進(jìn)駐到制造車間中,從生產(chǎn)實(shí)踐中掌握技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)面臨產(chǎn)業(yè)變革時(shí),不論技術(shù)含量的高低,產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)融合,都需要大量的工程師參與其中,群策群力、貢獻(xiàn)智慧。光有局部的高科技制造業(yè),顯然無法面對即將到來的工業(yè)革命。雖然美國在信息技術(shù)方面遙遙領(lǐng)先,但通過數(shù)字化的虛擬世界并不能掌控現(xiàn)實(shí)世界的全球化產(chǎn)業(yè)。

社會整體的技術(shù)發(fā)展和服務(wù)業(yè)的繁榮,都需要一個(gè)整體健碩的工業(yè)生態(tài)作為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。美國在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上存在不平衡的狀況,中低端產(chǎn)品需要依賴國外生產(chǎn),從而導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到掣肘。所以,美國希望重新獲得工業(yè)領(lǐng)域全盤的掌控力。

相比較德國的工業(yè)4.0,美國的制造業(yè)實(shí)力稍顯薄弱,所以美國希望能從擅長的信息領(lǐng)域入手,突破現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局(從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)的五家企業(yè)就能看出-四家IT企業(yè))。此外,后知后覺的頁巖氣革命在美國引發(fā)(能源革命),也更堅(jiān)定了美國讓制造業(yè)回歸的決心。

(3)殊途同歸的工業(yè)信息化道路

德國和美國對工業(yè)的展望,都是一條工業(yè)信息化、互聯(lián)網(wǎng)化的道路。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),它們架設(shè)在CPS的信息化系統(tǒng)之上,使得新的生產(chǎn)模式面向市場,更具有“柔性”:將各類“硬件”(設(shè)備、環(huán)境、物料、人機(jī)交互端)映射在信息系統(tǒng)中,并由“軟件”來發(fā)揮人和團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力,滿足個(gè)性化的市場需求。基于CPS的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),簡稱為“IIOT”(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),Industrial Internet of Things)。

兩國從各自擅長的部分入手,按不同的路線走向產(chǎn)業(yè)變革。

德國的長處就在于強(qiáng)大的工業(yè)技術(shù)實(shí)力。因此工業(yè)4.0是以生產(chǎn)車間為核心的信息化革命,工廠的數(shù)字化和智能化是產(chǎn)業(yè)升級的核心部分,互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、(公有)云計(jì)算、以及大眾消費(fèi)市場的服務(wù),都處于體系的邊緣位置。德國工業(yè)4.0主要關(guān)注的是復(fù)雜生產(chǎn)場景中的工業(yè)自動(dòng)化、軟/硬件的融合和內(nèi)部信息系統(tǒng)的智能化。正因?yàn)楣I(yè)4.0更關(guān)注工廠內(nèi)部的制造環(huán)節(jié),對大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)并不特別關(guān)注,所以被理解為是“硬件式”的改革路線。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域沒有德國那么強(qiáng)勢的實(shí)力,他們從信息系統(tǒng)出發(fā),去觸動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體的智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)意在通過提供互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算服務(wù),提升傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的IT和軟件實(shí)力,在面向工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)的服務(wù)中獲取價(jià)值,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的IT企業(yè)通常會從自身擅長的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)領(lǐng)域入手,將大數(shù)據(jù)和人工智能注入進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)系統(tǒng)中,觸發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和升級。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主旨是提供信息化服務(wù),與工業(yè)結(jié)合并創(chuàng)造價(jià)值,所以也稱為“軟件化”的改革道路。

從整體來看,德國的工業(yè)4.0和美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各有優(yōu)勢和短板,并且整體架構(gòu)之間有一定的映射關(guān)系。工業(yè)4.0鉆研于對制造業(yè)的價(jià)值鏈重新構(gòu)建,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則聚焦在跨領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)架構(gòu)。所以,鑒于他們之間存在互通、互補(bǔ)的效應(yīng),合作與融合便水到渠成。其實(shí)在工業(yè)4.0提出之前,很多德國工業(yè)企業(yè)就已經(jīng)在使用美國IT企業(yè)的軟件服務(wù),部署云計(jì)算平臺和商業(yè)系統(tǒng)了。

(4)后知后覺的日本

看到德國和美國大力發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),各大工業(yè)國也不甘落后、紛紛響應(yīng),著手相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和推廣。作為現(xiàn)代工業(yè)強(qiáng)國,日本經(jīng)過了一段猶豫、彷徨的時(shí)期。

日本有著很強(qiáng)的工業(yè)實(shí)力,擁有很多高端制造業(yè)技術(shù)(世界市場份額50%的工業(yè)機(jī)器人技術(shù))。當(dāng)看到德國和美國開始著手發(fā)力工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候,日本以為這不過是工業(yè)自動(dòng)化的一次升級。而隨著德國和美國不斷推進(jìn)全球化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)落地,日本終于意識到工業(yè)革命要到來了。

日本將德國4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的攜手共進(jìn),稱之為“南側(cè)路線”(即面朝太陽的一面),對于日本獨(dú)自發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的路線就稱為“北側(cè)路線”(山陰一側(cè))。在啟動(dòng)工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程之前,日本工業(yè)領(lǐng)域原本很糾結(jié),對于要走哪一側(cè)路線(南北兩側(cè)),爭論一直不小。但很快日本工業(yè)整體上認(rèn)識到只有融身到全球產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)中才能“提速奔跑”,才是最好的路線。其實(shí)這條路線就是美國和德國合作的路線。

在2015年,組織成立“工業(yè)價(jià)值鏈倡議” (IVI: Industrial Value Chain Initiative),并于2016年12月8日,推出了智能工廠的基本架構(gòu)《工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)(Industrial Value Chain Reference Architecture ,IVRA)》。日本面對落后的局面,正努力著爭取迎頭趕上。

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