2016年3月2日，工業(yè)4.0平臺（Plattform Industrie 4.0）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium, IIC）的代表在瑞士蘇黎世會面，探討在雙方各自推出的參考架構(gòu)——RAMI 4.0和IIRA——之間建立某種一致性的可能。會議取得了成功，成果包括：雙方就兩種模型的天然互補性達成共識；形成了初始映射圖，以顯示兩種模型其元素之間的直接關(guān)系；制訂了未來確保互操作性的一個清晰路線圖。其它潛在議題包括：在IIC試驗臺和工業(yè)4.0試驗設(shè)施方面的合作，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中標準化、架構(gòu)和業(yè)務(wù)成果方面的合作。
兩大組織相約瑞士談?wù)撐磥?/strong>
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個很重要的概念，圍繞它帶來的新技術(shù)和新業(yè)務(wù)機遇將在許多層面攪動工業(yè)界，這幾乎已經(jīng)成為了全球的共識。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟與工業(yè)4.0平臺這兩大組織是其中的主角：“工業(yè)4.0平臺”在制造業(yè)中根基雄厚，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”則更強調(diào)跨領(lǐng)域的集成?？梢哉f，兩者并不是完全能夠相提并論的，前者是國家計劃，現(xiàn)在是德國2014高技術(shù)新戰(zhàn)略中數(shù)字與經(jīng)濟社會主題下的一個計劃，旨在實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，從以服務(wù)為導向上為眾多德國中小制造企業(yè)的未來發(fā)展找尋出路；后者是工業(yè)界愿景，伴隨著國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、智能制造領(lǐng)導力聯(lián)盟等多元支持，旨在充分利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)更多領(lǐng)域的互聯(lián)互通互感互知，通過分布式智能設(shè)備利用先進軟件分析創(chuàng)造更多數(shù)據(jù)價值。
在過去一年半中，全球業(yè)界都在談?wù)搩烧咧g的關(guān)系如何，尤其是我國，各種神話和傳說將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，尤其是工業(yè)4.0吹上了天。2015年年中，這一話題炒作得過熱，以至于兩個組織中的諸多技術(shù)人員感到此話題已經(jīng)不再基于確鑿的技術(shù)事實，他們發(fā)出了如此感慨：“現(xiàn)在需要的是光而不是熱！”之后，隨著更多企業(yè)在兩大組織中活躍起來，理解技術(shù)問題、減少市場疑慮就變得越發(fā)重要。因為，到底是搞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是做工業(yè)4.0？選了一個參考架構(gòu)做下去是不是就沒法再回頭搞另一個？這確實是擺在所有企業(yè)面前的問題，機遇，也許只有一次。兩大組織對此局面肯定不會坐視不管，能不能讓企業(yè)同時參與兩者的建設(shè)？沒有問題！博世、SAP等企業(yè)不都同時在這兩個陣營中充當重要角色嘛？
2015年秋，同時身處兩大組織的這些企業(yè)骨干決定撥開云霧，還原真相。來自兩大組織的一些技術(shù)人員將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0的方方面面進行了對比，并探討是否能找到共同點。有意思的是，他們選中了作為中立國的瑞士來召開會議，體現(xiàn)了一種平等與公平的意味。博世、思科、IIC、倍加福、SAP、西門子、史太白研究院和Thingswise公司協(xié)商在瑞士蘇黎世召開會議，就有關(guān)技術(shù)方面的問題展開深層次討論。值得注意的是，參會人員都是純粹的技術(shù)人員。IIC執(zhí)行董事就說道：“聰明的技術(shù)人員可以彌合任何差距并找到解決問題的方式，否則這些問題可能對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用構(gòu)成障礙。”
圖 工業(yè)4.0深入制造業(yè)各尺度環(huán)節(jié)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)掌控跨領(lǐng)域資源與數(shù)據(jù)
技術(shù)專家解讀兩大參考架構(gòu)的一致性
技術(shù)人員開會的流程設(shè)置就很簡單，首先就兩大組織如何工作進行簡要交流，之后直接進入開放式討論。工業(yè)4.0平臺的同仁詳細講解了“工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型”（RAMI 4.0），相關(guān)標準以及一個工業(yè)4.0組件的樣子。該組件就是將工業(yè)物品連接到互聯(lián)網(wǎng)的一個軀殼。他們講解了制造業(yè)中常見的裝配層級結(jié)構(gòu)組成，不過據(jù)IIC的技術(shù)人員表示，這在過程控制或電信業(yè)中并未見到過。IIC的同仁概述了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)”（IIRA），重點講了4個視角（業(yè)務(wù)、使用、功能和實現(xiàn)——采納自ISO/IEC/IEEE 42010:2011），關(guān)鍵系統(tǒng)特性及其保障（特別是安全性、安保和恢復(fù)力），以及幾個跨領(lǐng)域的問題（比如連通性、數(shù)據(jù)管理、工業(yè)分析學和互操作性）?？梢钥吹?，側(cè)重點上，工業(yè)4.0重在面向下一代制造價值鏈的詳細模型；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)注重工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的跨領(lǐng)域與互操作性。
解讀完畢后，會議開始探究技術(shù)方面的問題。提出RAMI 4.0的工業(yè)4.0深度聚焦制造業(yè)；IIRA則跨多個應(yīng)用領(lǐng)域。會上的討論以汽車作為一個具體案例，汽車包含許多需要作為一個單機一同工作的組件，目前這些還都是制造業(yè)的范疇。但是，當它停在家中給電池充電時，就需要能連到智能電網(wǎng)，這時汽車本身也就跨到能源領(lǐng)域了。而且很明顯，這些領(lǐng)域之間必須是可互操作的。同樣地，在路上，相連的汽車必須能夠與其它汽車、信號燈、公路等進行交互，跨到另一個交通運輸領(lǐng)域去。盡管最開始需要專門的制造方法才能將汽車造出來，但是這些領(lǐng)域是需要能夠一同工作的。IIC指導委員會成員、實時創(chuàng)新公司CEO對此充滿欣喜：“工業(yè)4.0在工業(yè)制造和工藝方面的堅實基礎(chǔ)能夠與IIC著重于醫(yī)療、運輸、電力和智慧城市等新興的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用完美結(jié)合。”
圖 空客公司的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究與實踐
我們航空工業(yè)中也是這樣，工業(yè)4.0處理航空產(chǎn)品制造中的大數(shù)據(jù)，比如航空發(fā)動機渦輪葉片加工中的分子動力學，將制造業(yè)縱向深入到微觀層面，提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場效率；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)處理航空產(chǎn)品運行中的大數(shù)據(jù)，比如渦輪葉片的運行和結(jié)構(gòu)狀態(tài)，將制造業(yè)與廣泛的服務(wù)業(yè)集成，提升運行質(zhì)量和服務(wù)效率。不過現(xiàn)在，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而向航空制造中滲透，比如空中客車公司正在打造的制造系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)，在飛機裝配中將測量裝置、鉚接裝置和上緊裝置無線連接到中央控制臺，通過定位信息自動部署任務(wù)程序，通過位置和測量數(shù)據(jù)分析確保制造質(zhì)量。而通過工業(yè)4.0概念中射頻識別與賽博物理系統(tǒng)的交互，空客工廠的生產(chǎn)過程能夠?qū)崿F(xiàn)三維實時可視化，成為名副其實的數(shù)字工廠。確實，兩者的工作界面至少在制造業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了一定程度的融合，也許需要從不同角度進行一定的切分。IIC指導委員會成員、MITRE公司網(wǎng)絡(luò)安全高級首席工程師也指出：“結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和工業(yè)4.0平臺兩者的工作，將大幅提高雙方工作的國際價值，并幫助厘清和解決全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場面臨的難題和疑慮，比各自單獨行動來得更快、更高效。”
這樣一來，問題就更深入了一點。這種結(jié)合到底如何發(fā)生？與會的各位都注意到，兩個參考架構(gòu)模型中的一些名字是相同的（比如業(yè)務(wù)視角），而其它名字不同的（比如連通性與通信）似乎說的也是同一件事情。雙方都意識到研究定義和內(nèi)容需要花費時間并開展實際工作，這才能確定它們是否一致?；蛘哒f，它們絕大部分是相同的，只是在邊界上有所區(qū)別。此外，還有更多的問題。工業(yè)4.0組件背后的那些概念在IIRA中是否應(yīng)該顯性化？工業(yè)4.0是否應(yīng)該將功能視角分解到IIRA中所提出的那種詳細程度？顯然，這些問題的答案需要雙方達成一個更深層次的共識。雙方都有很強的意愿來一同工作，減少隨意性差別和分裂。通用電氣數(shù)字部門首席體驗官表示：“打破技術(shù)孤島壁壘和提升這些架構(gòu)的集成工作，將成為推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。此次合作將有助于建立充滿活力且標準統(tǒng)一的工業(yè)界社群，以此推動集成，進而解決最棘手的世界性挑戰(zhàn)。”
圖 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0參考架構(gòu)的名義映射關(guān)系
在標準化和互操作性上共同影響世界
標準的重要性不言而喻，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟與工業(yè)4.0平臺都在努力將自己的參考架構(gòu)變?yōu)閲H性的標準，那么接下來的問題就是權(quán)衡或妥協(xié)。兩大組織聚集了世界制造業(yè)的廣泛力量，其參考架構(gòu)模型具備互操作性意味著它們必須去影響全球的標準。但是，這絕對不是簡單的共同申報、各做各的——雙方如果將相同的需求做進同一標準化組織中，那這個工作將不會有什么效率；雙方如果將完全不同的需求做進那些組織，則又會適得其反，沒有意義。因此，會議的結(jié)論是，大家應(yīng)該面向標準化組織共同制訂要求。到此為止，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟與工業(yè)4.0平臺的技術(shù)人員基本達成了合作的共識，而這將深度影響世界工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。博世公司董事表示：“這對于工業(yè)界采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言是一項巨大成就，因為它將極大簡化技術(shù)選擇過程，并顯著提升互操作性。
雙方還意識到，兩大架構(gòu)的合并將是不實際的，而且不受各自的利益相干方歡迎。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的每個領(lǐng)域都有自身的特定需求：工業(yè)4.0聚焦于制造業(yè)，連接人-機床-物料，出產(chǎn)品擴市場；IIC關(guān)心跨領(lǐng)域的集成，連接人-設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，重運行擴服務(wù)。從根本上講，這兩個途徑是互補的，是可以彼此增強的。因此，大家在會上一致同意將向雙方各自的董事會建議，擴大合作。雙方將啟動一個定期的技術(shù)交流，確認兩邊的映射關(guān)系、差別和相互增強之處，探討通用的試驗測試，為了實現(xiàn)來自不同領(lǐng)域的系統(tǒng)具備互操作性所帶來的效益而一同工作。SAP執(zhí)行委員會成員強調(diào)了由IIC和工業(yè)4.0平臺發(fā)起的試驗臺計劃之間保持一致的重要性：“這將有助于小公司和大企業(yè)在試驗用例和推出標準方面更順利地開展國際合作。”
這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟與工業(yè)4.0平臺的第一次會議，以技術(shù)人員為主的會議，只討論技術(shù)，追求技術(shù)層面的共同利益。因此，大家能夠了解彼此的觀點，會議取得了成功，形成了不少成果：雙方就兩種模型的天然互補性達成共識；形成了初始映射圖，以顯示兩種模型其元素之間的直接關(guān)系；制訂了未來確?；ゲ僮餍缘囊粋€清晰路線圖。其它潛在議題包括：在IIC試驗臺和工業(yè)4.0試驗設(shè)施方面的合作，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中標準化、架構(gòu)和業(yè)務(wù)成果方面的合作?？梢哉f，這是一次新工業(yè)革命下的歷史性會議，也為相關(guān)國家和企業(yè)更深度地融入這個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈鋪平了道路。德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)與能源部國務(wù)秘書對這兩項計劃的合作表示歡迎，認為它將成為企業(yè)間國際合作的重要里程碑。“IIC和工業(yè)4.0平臺的力量結(jié)合將有助于為國際化商業(yè)打造一個數(shù)字式經(jīng)濟奠定一個互惠互利的基礎(chǔ)。”
圖 西門子和GE，業(yè)務(wù)有相近，眼界似乎并不同
面對這樣的合作，誰應(yīng)該著急？
第一個就應(yīng)該是西門子。西門子與GE同為百年老企業(yè)、多元工業(yè)集團，代表了德國和美國制造業(yè)的雄厚實力與創(chuàng)新典范。兩者很多業(yè)務(wù)領(lǐng)域有所重合，在能源電力、航空、交通運輸、醫(yī)療等領(lǐng)域都有各自拿得出手的產(chǎn)品，兩者也幾乎同時退出了家電市場，追求更有發(fā)展前景的工業(yè)領(lǐng)域。但是，對比兩者不遺余力推廣的工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，可以看到，西門子的胃口和眼界似乎還是太小。在過去十幾年間，兩家公司都成功轉(zhuǎn)型為軟性制造企業(yè)。在工業(yè)4.0計劃可見的諸多驗證項目中，西門子最得力的支持可能并不是大家所認為的嵌入式系統(tǒng)——這雖然是賽博物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時也是未來服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)——而是其產(chǎn)品全壽命周期管理解決方案，也就是說軟硬件結(jié)合的因素不大。反觀GE，把自己生產(chǎn)的大型設(shè)備全都納入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)之內(nèi)，軟硬融合，為我、為大家所用。西門子必須要著急一下了，對手的理念太可怕了，雖然身在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，但我認為西門子在其中基本上只能被動接受GE所倡導的——在制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)中成為一個節(jié)點。所以說，西門子首席技術(shù)官、工業(yè)4.0平臺技術(shù)總監(jiān)對于會議達成的成果這么表態(tài)：“與其它計劃合作至關(guān)重要，尤其是對于德國的外向型經(jīng)濟而言更是如此。我們對與他方廣泛開展合作以便為形成全球性標準創(chuàng)造條件有著極大的興趣。與IIC以及與其它聯(lián)盟合作是我們朝著正確方向邁出的重要一步。”那么，其它計劃、其它聯(lián)盟是什么呢？
中國制造2025！對于這次會議和這些成果，我國媒體的反響不是很熱烈，當然竟然有叫好的，業(yè)界的反應(yīng)比工業(yè)4.0平臺的德國專家來華演個講的熱度要低得多。但是，如果西門子都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自己向跨領(lǐng)域集成的發(fā)展方向被GE蓋住了，那么我們國內(nèi)，單打獨斗的大中小企業(yè)們是不是應(yīng)該更加重視這件事情？而且，這又是勝于3G、4G、5G國際標準競爭的事件。我們在其它領(lǐng)域和層面上已經(jīng)有很多血淋淋的教訓了，比如反傾銷抗訴和鐵礦石談判，這次不能再窩里斗了。好消息是，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會已于2015年12月30日聯(lián)合發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設(shè)指南（2015年版）》，從生命周期、系統(tǒng)層級、智能功能等3個維度建立了智能制造標準體系參考模型，并由此提出了智能制造標準體系框架。這個模型和框架在建立之初就已經(jīng)參考過工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)成果，未來將推動相關(guān)標準上升至國際標準，同時，文件也強調(diào)要努力建設(shè)一個兼容性好、開放性強的標準體系?，F(xiàn)在，前輩們坐在一起談合作了，那么我們也該到了厘清本質(zhì)、加快行動的階段，通力合作，拿出有分量的成果參與國際頂級標準層面的競爭。中國科技自動化聯(lián)盟提出的“智慧工廠1.0”整體模型架構(gòu)就是國內(nèi)業(yè)界組織的一次良好實踐和超前行動。
圖 中國科技自動化聯(lián)盟智慧工廠開放平臺
跳出標準說技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和工業(yè)4.0平臺兩大組織向國際標準化組織申報頂級標準的基礎(chǔ)，在于扎扎實實的研究和過硬的自主技術(shù)。示范是很重要的，但示范只是技術(shù)的集成應(yīng)用，比其更重要的是這些技術(shù)本身。工業(yè)4.0概念真正意義上的示范項目也就那么幾個，幾乎都是德國科技企業(yè)真刀真槍上陣，拿出自己最好的解決方案。我國在智能制造領(lǐng)域已經(jīng)進入了全民示范的時代，那么有多少是真正用了我們自己的技術(shù)呢？端到端方案、傳感器與執(zhí)行器、機器人系統(tǒng)、ERP、MES、PLM等，如果統(tǒng)統(tǒng)都是國外的，就像我國的手機、計算機、數(shù)控機床、光纖激光器、3D打印設(shè)備走的這個套路一樣。那么，“中國制造2025”會不會再一次成為空中樓閣？這里，也要呼吁政府提出一套面向大型制造企業(yè)的本土激勵政策，多給國內(nèi)中小企業(yè)的優(yōu)秀解決方案和成熟技術(shù)提供機會，使之能夠與國外同臺競技，培養(yǎng)一批像蘭光創(chuàng)新一樣的本土創(chuàng)新型生態(tài)系統(tǒng)軟硬件服務(wù)商，防止生命周期、系統(tǒng)層級、智能功能這3個維度從技術(shù)上被歐美通吃，甚至使我們的智能制造系統(tǒng)淪為單純的數(shù)據(jù)源，就像德國金庫一樣，成為別人增值工具。
回到國防科技工業(yè)上來，我們肯定也要跟上世界軍工制造轉(zhuǎn)型步伐。中航工業(yè)已經(jīng)率先發(fā)布了《中國航空工業(yè)集團公司智能制造架構(gòu)（V1.0）》，指導各廠所構(gòu)建自身的智能制造系統(tǒng)體系架構(gòu)。建設(shè)智慧型軍工院所、智能車間和工廠，必須要厘清工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，根據(jù)自己的現(xiàn)實基礎(chǔ)，設(shè)定有限的階段目標，不能根據(jù)傳說和神話搞不切實際的東西；必須要標準先行，從頂層架構(gòu)設(shè)計做起，至少每個行業(yè)都要根據(jù)國家標準體系建設(shè)指南形成統(tǒng)一的參考架構(gòu)模型，然后再設(shè)計各家成員單位的體系架構(gòu)和發(fā)展路徑，不能再各說各話分頭行動；必須考慮行業(yè)模型之間的互操作性，這是本次會議給我們的一個啟示，國家出臺標準體系建設(shè)指南也一定是這個意思。否則，各個機床之間、各個車間之間、各個廠所之間、各個成員單位之間、各個軍工集團之間即便互聯(lián)了也不能互通，就像巴別塔的故事一樣，這一定會影響國防科技工業(yè)的智能制造的系統(tǒng)完整性、實施水平和運行效率。此外，作為國有企業(yè)，國防科技工業(yè)對于培育我國本土智能制造生態(tài)系統(tǒng)也有義不容辭的責任，只有抓住這一輪發(fā)展機遇，在工廠中的各類器件、設(shè)備、軟件、系統(tǒng)等層面構(gòu)建工業(yè)基礎(chǔ)能力，才能有助于根本上解決我國國防科技工業(yè)受制于人的局面。
陜公網(wǎng)安備 61019102000282號 能源監(jiān)管熱線：12398
