工业互联网与工业4.0架构对接与应用

1、工业互联网与工业4.0：架构对接与应用Industrial Internet & Industrie4 .0 ： Architecture Alignment & Application 参考架构对接与互操作性： IIRA 与 RAMI4.0 工业互联网在制造业的应用分布式工业互联网平台的实施1231参考架构对接与互操作性： IIRA 与 RAMI4.0 工业互联网在制造业的应用分布式工业互联网平台的实施1232国际上主要的工业互联网参考架构工业互联网联盟 (IIC),工业互联网参考架构-IIRA，2015.6/2017.2工业4.0平台(Plattform Industrie 4.0),工业

2、4.0参考架构模型-RAMI4.0, 2015.7信息物理系统公共工作组，信息物理系统框架，2016.5 工业互联网产业联盟 (AII),工业互联网体系架构, 2016.8边缘计算产业联盟 (ECC), 边缘计算参考架构, 2016.11/2017.11工业价值链计划, 工业价值链参考架构, 2016.12/2017.11开放雾计算联盟 (OpenFog), 雾计算参考架构, 2017.2中国信息物理系统发展论坛, 信息物理系统白皮书，2017.3ISO/IEC JTC 1/SC 41 CD 30141, 物联网参考架构 (IoT RA)，正在撰写中 IEEE P2413，物联网架构框架标准，

3、正在撰写中IIC与I4.0之间的合作44推动产业的数字化转型在全球范围内推动了跨越产业界限的 工业互联网的采用协调工业4.0的发展，推动的德国工 业数字化转型芝加哥, 2016.6海德堡，2016.9苏黎世，2015.11能源医保 制造公共设施 交通运输工业互联网跨领域的互操作性JTG1: 生命周期JTG2: 架构对接 JTG3: 测试床合作 JTG4: 互操作性与标准JTG5: 安全JTG6: 合作与计划.IIC与I4.0之间的合作设立了若干个联合任务组（JTG）联合发布IIRA和RAMI 4.0体系结构映射和对接白皮书/iic-i40-joint-work.htmIIRA与RAMI4.0:

4、体系架构对接与互操作性工业互联网联盟工业4.0平台IIRA 与 RAMI 4.0 的对比相似和差异之处架构I4.0组件结构I4.0连接白皮书连接 框架实施 视角功能 视角使用 视角业务 视角解决方案生命周期应用场景生命周期 价值流资产资产/互补相似不同15IIRA 与 RAMI 4.0 的功能对接与映射智能与弹性控制工业分析分布数字管理连接应用物理系统感应信息运营系统特征可信赖度功能域业务业务功能信息通讯整合资产架构层16制造运营标标唯 一唯 一准准属资功语性产能义标标识识维护服务预测性维护设备资产使用数据.系统的互操作性IIRA与RAMI4.0:体系架构对接与互操作性具有高度的互补性IIRA

5、: 跨产业广泛的适用性和互操作性RAMI 4.0: 深度聚焦制造业价值链生命周期的数字化概念、方法和模型具有很强的相互对应性其差异性源于对问题思考的视角、范围和深度的不同相辅相成、共同加强制造业及其它领域的数字化IIRA: 强调数据分析的功能与价值; RAMI 4.0: 工业4.0组件模型的标准化基于IIRA和RAMI 4.0的IIoT系统之间的互操作性非常重要具有实现连接/通信/语义互操作性的共同点IIRARAMI4.0参考架构对接与互操作性： IIRA 与 RAMI4.0 工业互联网在制造业的应用分布式工业互联网平台的实施123信息化的制造生产管理 流程的自动化信息物理系统(CPS)产品

6、设计流程 规划生产 工程CAxCAMALM : Asset Lifecycle Management = Production Lifecycle Management, to distinguish from Product Lifecycle Management (PLM)建造投产运维退役ALM报废与回收资产链 运营管理系统设计APMMRO交付与 分销价值链 业务管理产品 订单生产 计划材料与 供应客户 支持ERPSCMCRMMES制造QMS多品种、小批量柔性制造， 快速响应市场需求在更短的创新周期里推出更多样、更为复杂的产品产品链 创新管理PLM仿真动态优化调配生产资源，高绩效、高质量

7、、低成本创造增值服务，使能业务模式升级转型低成本、可靠、高成效数字孪生体: 产品数字模型评估性能、 发现缺陷、预测故障优化生产和运营流程改善产品设计精准产品召回数字主线与 数字孪生体产品 设计流程 规划生产 工程CAxCAM产品链 创新管理PLM仿真价值链 业务管理产品 订单生产 计划材料与 供应ERPSCMCRMMES制造QMS交付与 分销客户 支持建造投产运维退役ALM报废与回收资产链 运营管理系统设计APMMRO3D MBE数字主线Digital Twin数字孪生体制造数据: 人、机、料、法、质数据设计数据: 设计规格、模型、工艺和工程数据运维数据: 使用和维护数据数字主线:整合产品生命

8、周期功能环节,为建立产品数字模型集成数据现场工业数据分析 - 实时反馈、优化流程价值链 业务管理ERP产品 订单生产 计划产品链 创新管理Material &SCMPLMSupply仿真CAMMES资产链 运营管理产品流程生产ManufacturingLMA3D MBE设计CAx规划工程系统数字主线QMS设计交付与建造分销客户CRM投产 支持Operation &MaintenanceAPMMRO退役报废与 回收流式数据分析 边缘计算:即时响应物理世界的事件材料与 供应ply实时监控OEE故障检测与诊断预测性维护质量分析能耗管理资源绩效管理O装pe备rat运ion维& M数ain据ten分an

9、析ce物流过程 数据分析PLMERPMESME制S 造过程M数anu据fa分ctu析ringQMS流程优化人员安全监管价值链 业务管理ERP产品 订单生产计划产品链 - 创新管理材料与SCMPLM供应仿真CAMMES资产链 运营管理产品流程生产制造ALM设计CAx规划工程系统3D MBE 数字主线QMS设计交付与建造分销客户CRM投产 支持运维APMMRO退役报废与 回收跨域的工业大数据分析- 周期反馈、优化流程时间纵向跨域批量性大数据挖掘分析批量性大数据分析:识别和消除效率和绩效瓶颈为实时流式数据分析和仿真建立模型捕捉产品使用模式和客户偏爱与需求分布式工业（大）数据分析的功能架构流程数据湖数

10、据聚合与处理流式数据分析大数据储存批量分析数据整合动态流程数据设备与产品数据信 息 分 发工 业 应 用规模计算资源：大数据挖掘、建模、仿真云端边缘安全、可靠和低时延的实时数据分析和响应车间/产线企业/生态圈工厂自定义数据分析模型和工业应用APP信息化制造-工业软件架构协调与控制信息产品设备环境数据流程数据建立统一的信息层，实现数据的全生命周期管理和应用；控制、信息与决策功能分层并行交互工业软件架构的演变方向垂直分层、大而全、多功能、复杂度高的专有应用，缺可操作性与可拓展性专门 APPBMS基本 服务CPSAPPCPS设备细分制造服务与应用网格细分基本服务，小而精，易于独立提升和管 理；以不同组合来调用基本服务，简易构建 细分专门APP，短平快，易于演变和创新参考架构对接与互操作性： IIRA 与 RAMI4.0 工业互联网在制造业的应用分布式工业互联网平台的实施123Thingswise工业互联网平台架构网关网关网关网关设备设备设备设备产品产品设备产品信 息 查 询 与 分 发 API系统管理（云计算技术） 服务节点的部署配置 更新监控 日志身份授权管理设备管理注册/注销安全管理连接管理配置管理监控与诊断更新指令下传数字孪生体产品数据源数据聚合API流程数据湖数据聚合与处理动态流程数据网关网关设备设备设备与产品数据网关数据整合流式分析(数字机