引言

The Industrial Internet Consortium（IIC）提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)Industrial Internet Reference Architecture（IIRA）是廣為人知的著名的智能制造參考架構(gòu)，是業(yè)內(nèi)開展相關(guān)工作的重要指導(dǎo)。這里將其中比較偏重技術(shù)層面的“三層IIoT系統(tǒng)架構(gòu)”拿出來放可，結(jié)合我對(duì)智能制造技術(shù)目標(biāo)的理解荠察，對(duì)上述架構(gòu)進(jìn)行解讀忆蚀，希望為智能制造的技術(shù)架構(gòu)方面的整體規(guī)劃提供一些借鑒时肿。

對(duì)智能制造技術(shù)目標(biāo)的理解

技術(shù)架構(gòu)是為技術(shù)目標(biāo)服務(wù)的蹄梢，用于有效支撐技術(shù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)嫉父。因此论熙，嘗試從下圖中所描述的“工業(yè)4.0發(fā)展階段”中提煉出相關(guān)技術(shù)目標(biāo)福青。個(gè)人認(rèn)為，這張圖從技術(shù)角度清晰完整為我們勾勒出了智能制造脓诡、工業(yè)4.0的技術(shù)發(fā)展方向以及各個(gè)階段的技術(shù)目標(biāo)无午。

工業(yè)4.0的發(fā)展階段

通向工業(yè)4.0的六個(gè)發(fā)展階段：

• 計(jì)算機(jī)化。對(duì)計(jì)算機(jī)化的理解可以從軟硬兩個(gè)方面著手祝谚。首先宪迟，在“硬”的方面，計(jì)算機(jī)化要實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化交惯，只有具備了自動(dòng)化的基礎(chǔ)次泽，設(shè)備才有聯(lián)網(wǎng)、進(jìn)行管控一體化操作的可能性席爽。其次意荤，在“軟”的方面，計(jì)算機(jī)化要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)相關(guān)所有業(yè)務(wù)流程的信息化拳昌，以此來保證各生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)被準(zhǔn)確袭异、及時(shí)地記錄。
• 連接性炬藤。實(shí)現(xiàn)設(shè)備與信息系統(tǒng)的融合御铃、信息的全面有效集成。以往沈矿，我們經(jīng)常聽到的幾個(gè)用來描述企業(yè)信息隔離的詞就是“自動(dòng)化孤島”上真、“信息化孤島”。而智能制造的關(guān)鍵建設(shè)基石之一就是信息的高效集成羹膳，要將設(shè)備層的信息睡互、業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的信息及時(shí)采集、匯總陵像，為后續(xù)的分析挖掘提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)就珠。
• 可見性。所謂可見性醒颖，是指實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)所有環(huán)節(jié)信息的實(shí)時(shí)獲取妻怎，消除以往生產(chǎn)過程中的黑盒現(xiàn)象。
• 透明性泞歉。在對(duì)信息全面掌握的基礎(chǔ)上逼侦，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析匿辩，了解問題發(fā)生的原因，進(jìn)而獲取insight榛丢。當(dāng)前铲球，國(guó)內(nèi)大部分的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)并沒有對(duì)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，往往只到了解決可見性的階段晰赞，對(duì)于深入的分析稼病，一方面缺乏這方面的意識(shí)，另一方面也缺乏相關(guān)“業(yè)務(wù)+數(shù)據(jù)分析”的復(fù)合型人才掖鱼。
• 預(yù)測(cè)性溯饵。知道了原因還不夠，為了減少熱停工锨用、非計(jì)劃性停機(jī)等突發(fā)事件丰刊，需要基于海量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備故障增拥、供應(yīng)鏈變化等重要事件進(jìn)行預(yù)測(cè)啄巧，在故障發(fā)生前采取應(yīng)對(duì)措施，將負(fù)面影響降到最低掌栅。
• 自適應(yīng)性秩仆。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要人為的授權(quán)猾封，即對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的充分授權(quán)澄耍。由我們的設(shè)備和信息系統(tǒng)所構(gòu)成的生產(chǎn)系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析的基礎(chǔ)上晌缘，能夠形成對(duì)于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)工作的改善建議齐莲，在人為提前授權(quán)的情況下，系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)生產(chǎn)過程等環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整磷箕，自行適應(yīng)變化选酗。到這一階段，可以說岳枷，是真正實(shí)現(xiàn)了智能化芒填。

總結(jié)一下，智能制造的技術(shù)目標(biāo)是應(yīng)用信息技術(shù)與通訊技術(shù)空繁，對(duì)制造業(yè)企業(yè)所有生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行全面獲取殿衰、集成以及充分利用，分析挖掘數(shù)據(jù)中的價(jià)值盛泡，形成對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)工作的改善建議闷祥。

對(duì)IIC的三層IIoT架構(gòu)的理解

如果對(duì)上述技術(shù)目標(biāo)有了清晰的認(rèn)識(shí)，那么對(duì)于下圖中的技術(shù)架構(gòu)理解起來就相對(duì)容易了饭于。

三層IIoT參考架構(gòu)

其中蜀踏，Edge Tier側(cè)重于依托Edge Gateway（邊緣網(wǎng)關(guān)）對(duì)于數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換掰吕、傳輸果覆，Platform Tier完成對(duì)于數(shù)據(jù)的分析處理，并且將分析的結(jié)果發(fā)送到Enterprise Tier的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用（Domain Application）殖熟，形成決策與行動(dòng)建議局待，并最終反饋給Edge Tier，優(yōu)化邊緣側(cè)設(shè)備的運(yùn)行菱属。

當(dāng)然钳榨，該架構(gòu)僅僅是一個(gè)參考，也是有一些可以調(diào)整的空間纽门，比如薛耻，邊緣分析的引入能夠有效增強(qiáng)邊緣側(cè)的自適應(yīng)能力，并且能夠降低邊緣層與平臺(tái)層的數(shù)據(jù)傳輸量赏陵，提升架構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性饼齿。

此外，平臺(tái)層所進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)來源也不止是邊緣層蝙搔，也會(huì)有企業(yè)層的業(yè)務(wù)系統(tǒng)缕溉。因此，平臺(tái)層與企業(yè)層的數(shù)據(jù)流向如果改成雙向可能會(huì)更好一些吃型。

在信息集成方面证鸥，應(yīng)有一個(gè)中間件平臺(tái)完成這邊緣層、平臺(tái)層勤晚、企業(yè)層所有系統(tǒng)枉层、設(shè)備的數(shù)據(jù)集成工作。如下面的架構(gòu)簡(jiǎn)要示意圖赐写，其中信息集成中間件平臺(tái)將扮演重要的數(shù)據(jù)傳輸樞紐作用返干。

智能制造系統(tǒng)架構(gòu).PNG

有了上述認(rèn)知，再看看下面這張微軟的IoT參考架構(gòu)圖血淌，是不是也很容易理解了矩欠。

微軟IoT架構(gòu)

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