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基于人口老龄化不断加剧、青壮年劳动力数量不断减少的国情，日本大力研发智能机器人，以解决劳动力短缺问题，促进制造业转型升级。同时，日本还积极打造新一代工业价值链，构建完善的工业智造体系。
日本人口正处于逐年下降的态势，劳动力严重不足，青壮年劳动人口持续萎缩。为了解决缺工问题，各大企业开始在生产与经营环节中大规模布局智能机器人与人工智能设备，以实现生产数智化与智能自动化。
例如，世界十大商业银行之一、日本第二大商业银行三井住友银行，引入了智能机器人流程自动化系统。该系统能够承担大部分重复性工作，使业务流程得到简化，帮助三井住友银行节约了200人次的工作量。
为了解决劳动力短缺的问题，日本清水建设株式会社研发了一款名为“Robo-buddy”的智能施工机器人。在建筑工地上，“Robo-buddy”不仅能够完成一些繁重、重复性工作，还能够从事对于人力劳动者来说过于危险的高危作业。
日本重工业企业川崎重工业株式会社研发出一款高5英尺7英寸（约170厘米），且具有机械双臂的智能机器人，其被应用于制药、食品加工、电子制造等一系列工业制造环节中，能够大幅降低劳动力不足对企业发展的消极影响。
日本的智能机器人产业发展十分迅速，智能机器人也被广泛应用于各行各业。随着人口出生率进一步下降以及人口老龄化程度逐渐加深，未来将有更多工作由智能机器人完成。
智能智造时代，AI是大势所趋。无论是轻工业还是重工业，都要通过AI技术建立先进的智能生产体系，提高自动化、数智化生产水平。
相较于传统生产，在AI领域进行重点布局的智能化生产有着显著优势。AI智造能够推动生产智能化，进一步优化生产流程，降低生产成本，使生产模式更加灵活、高效，提升工作效率和生产效益。
AI技术应用于制造业，能够使研发、设计、生产、物流、服务等环节实现无缝衔接，整合产业链条，为企业带来更多利润。
AI智造的升级，能够使制造业从生产型向服务型质变。借助大数据等智能技术以及云计算平台，智能云服务能够顺利落地，有效提升生产环节的智能化水平。
日本将智能智造的重心放在AI领域，将AI技术与制造产业相结合，实现传统制造业的转型升级。例如，日本结合自身优势产业，如汽车、生物、数控机床等，实现AI技术的价值最大化，以有效解决劳动力不足、人口老龄化等困境。
为了发展智能智造，日本产业界聚焦于企业之间的相互连接，致力于构建让所有企业都能够受益的互联工业体系，明确将互联工业作为推动制造业转型升级的战略目标。互联工业的核心在于通过实现技术、系统、设备与人之间的互联互通来创造全新附加值。日本提出新一代工业价值链的参考架构IVRA-Next（Industry Value Reference Architecture），为互联工业的智能发展提供了行动指南。
IVRA-Next包括3个维度，即产品、服务和知识。产品维度主要包括供应链中从原材料采购到产品生产结束后的物料流、需求流，以及原材料、零部件、产品背后蕴藏的智能技术与工程信息。服务维度包括企业的各项生产活动、相关设备、人员以及智能工艺等，还包括生产系统的相关活动。知识维度主要是将上述两个维度中的相关信息抽象为知识。产品维度与服务维度是企业开展生产制造活动的主要维度。
IVRA-Next有4个周期，如图2-2所示。
图2-2 IVRA-Next的4个周期
产品供应周期是从原材料的采购到产品加工完成，并最终交付给客户的全过程；生产服务周期是在产品生产过程中，对产生的耗材损耗、设备故障、配件老化、参数不匹配等问题进行维护的过程；产品生命周期是对新产品的研发与现有产品的智能升级过程，包括市场调研、产品研发、产品设计、试生产等环节；生产工艺生命周期是在原有生产流程中引入新产品时，对生产线进行重新开发或改造的过程。
出于保护数据主权的需要，IVRA-Next设计了数据传输合约机制。在使用者提出使用需求后，提供者需要给予响应，双方可以设立合约。连接终端对合约进行注册后，分发身份标识码，数据提供者便能够通过身份标识码向使用者提供相应数据。根据合约，使用者需要向提供者支付使用费用。这一机制能够在确保数据主权归属的情况下，使数据能够被流畅地共享给他人。
作为日本智能智造的新一代工业价值链的参考架构，IVRA-Next具有下列特点。
第一，IVRA-Next强调通过动态循环实现智能智造。这里的动态循环主要是指生产过程、组织架构、业务流程方面的循环，通过周而复始的业务运转，不断发现并解决问题，在流程的改进以及迭代升级中，最终实现智能智造。
第二，在IVRA-Next参考架构下，企业能够与供应商、经销商、消费者等处于同一条价值链上的利益相关者互联互通，构建相互连接的智能工业体系。
第三，IVRA-Next突出平台在网络与数字世界中的核心地位。平台能够对一系列规则和条件进行定义，使相关硬件与软件设施集成，并为制造企业提供各类服务；平台能够运用各种智能技术，将生产活动进行数字化并上传到云端，通过数据加工处理，形成新的技术与知识；不同的平台能够相互连接，形成分布式的生态系统。
第四，IVRA-Next高度重视智能人才与智能知识的价值。IVRA-Next强调智能人才在工业价值链中起到的管理、决策等作用，并将智能人才、生产工艺、专有技术与智能知识等视为宝贵资产。
由于出生率越来越低，日本老龄化问题愈发严峻，日本的青壮年劳动力数量严重不足，而数量庞大的老年人群体则面临晚年身体机能衰退或者生病后无人照料的难题。
针对这一问题，日本理化学研究所和住友理工株式会社共同设计出一款小熊型智能机器人Robear，如图2-3所示。它能够完成基本的护理工作，如支撑病人或老年人站立与行走等，与常规的面无表情的智能机器人相比，它能够为病人或老年人提供有感情、有温度的陪伴。
图2-3 “熊护士”进行智能护理工作
“熊护士”是“RIBA-II”型智能机器人的第三代改良版，与“RIBA-II”高达230千克的重量相比，“熊护士”仅有140千克，它不仅更加轻便，还减少了对空间的占用。并且该智能机器人的底座更小，行动起来更加便捷。“熊护士”内置电容式触觉传感装置，能够将收集到的数据实时传输给制动器，并能够快速感应使用者身体状态，动作更加轻柔。它的双臂可以承受80千克的重量，抱起体重61千克的病人毫不费力。充满电后，它的续航时间可达4小时。
研发团队对“熊护士”的细节进行了进一步优化，例如，将智能机器人内部的齿轮制动器位置下移，使其关节能够更加灵活精确地移动；为该智能机器人增加了具有缓冲效用的制动处理器，使其在从事护理工作时动作更加轻柔。扭矩传感器、触觉传感器、智能橡胶等关键装置，使“熊护士”更加智能化、人性化。
如果智能机器人能够在护理行业内实现大规模应用，就能减轻护理行业从业者的工作压力，而且能释放一部分劳动力，在一定程度上缓解劳动力短缺的问题。日本仍将继续专注于智能护理机器人的研究，为老年人、病人的护理工作带来更多便利。