行业4.0 -在信息和通信技术的帮助下,工业机器和过程的智能联网-由德国政府于2011年发起(在德语中称为4.0工业).从那时起,工业4.0背后的原理和技术在不同程度上被世界各地的制造商所采用,从而产生了所谓的第四次工业革命.
但是像工业4.0这样广泛而复杂的概念需要高度的标准化才能充分发挥其优势。从整个系统全景到通信结构的一切都需要得到良好的定义,并得到所有涉众的同意。为了实现这一点4.0平台工业参考架构、标准和规范的工作组已经引入了参考架构模型工业4.0,简称RAMI 4.0。
RAMI 4.0的首要目的是确保所有参与工业4.0讨论的人——尤其是参与其部署的人——对工业4.0的要求、每个元素的功能以及它们之间的接口有一个共同的理解。
RAMI 4.0的三维
RAMI 4.0类似于七层OSI模型网络协议。但是工业4.0涉及制造业的所有方面,而OSI模型只涉及网络。为了解释这种增加的复杂性,RAMI 4.0被描述为一个立方体,或3D地图,显示了工业4.0的元素和概念,以及它们如何彼此关联。
多维数据集的结构是:第一个维度(第一个水平轴)表示产品生命周期和价值流,第二个维度(垂直轴)表示互操作性层,第三个维度(第二个水平轴)表示层次结构级别。
RAMI 4.0模型将主要用于识别、分类和评估现有的工业4.0标准,并确定哪些地方需要额外的标准或修订。
图片来源:Platform industrial 4.0
生命周期和价值流
产品生命周期和价值流轴是基于IEC 62890标准(目前正在开发中),但是在RAMI 4.0中,“类型”和“实例”是有区别的。在产品设计阶段(例如,开发、模拟和原型),资产被认为是一个“类型”,当实际生产开始时,它成为一个“实例”。换句话说,产品是一个类型的实例。
层的互操作性
纵轴显示互操作性层(也称为体系结构层),描述工业4.0的IT结构。有六个互操作性层(从上到下)——业务、功能、信息、通信、集成和资产——涵盖了从业务流程到通信标准到作为流程一部分的物理组件和人员的所有内容。
层次结构的水平
层次结构级别(建模于IEC 62264标准且类似于自动化金字塔)表示网络中的不同参与者——产品、现场设备、控制设备、工作站、工作中心、企业和连接的世界。
值得注意的是,在RAMI 4.0(以及工业4.0)中,产品是网络的一部分,可以通过网络进行通信,与其他参与者一样。此外,这个层次已经一直延伸到“连接的世界”,这代表了与物联网(物联网).
资产的数字表示:管理外壳
工业4.0将资产定义为“任何需要与工业4.0解决方案连接的东西”,包括机器、机器组件、材料、产品、图纸、接线图,甚至合同和订单。所有这些不同的资产必须是可识别的——工业4.0网络中的其他设备、系统和服务必须能够读取和理解资产的类型、操作和技术数据、状态和其他特定于资产的信息。为此,RAMI 4.0引入了资产管理shell(也简称为“管理shell”或“AAS”)。
资产是物理部分,管理shell是数字部分,存储关于资产整个生命周期的标识、操作、技术和状态信息。资产管理shell在资产和Industry 4.0网络之间提供了一个标准化的、安全的通信接口。
在工业4.0中,每个物理事物或资产都有一个管理shell,多个资产可以被归类为一个单元,每个单元都有自己的管理shell。
图片来源:ZVEI
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