Post on 15-Apr-2017
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
斯欧信息（ SOA ）技术有限公司SOA Information Technolongies Company Limited
http://www.china-soa.com
工业 4.0 参考架构深入解读于万钦
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
内容大纲
工业 4.0 参考架构工业 4.0 5 大核心能力
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
Why/What/How | 为何、什么、如何？
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工业 4.0—— 为什么？是什么？如何看？怎么干？安筱鹏：工业和信息化部电子信息司副司长技术与资本将成为工业 4.0 时代的两大驱动力。高度自动化、高度信息化和高度网络化将成为工业 4.0 时代的特征
德国工业 4.0 战略
一带一路亚投行国际战略
国家战略：中华复兴前 30 年：“破”，解决温饱，黑猫白猫论后 30 年：“立”，产业转型升级，打造国际竞争力，破解西方 C 型围堵
基础设施建设高铁 通讯 交通 电力 中国代言人
大哥，你可得带着偶哦！
俺带你们致富俺来告诉你们怎么建
战略层战略分解战术落地
高铁
建材通讯设备
重型装备高端制造业
机器人物联网自动化
软件集成服务
智慧制造服务提供商
企业目标：智慧制造
新兴产业群
中国制造 2025 （工业4.0 ）
互联网 +
国内战略新三版
中国专家
德国专家西门子 SAP 博世
德国代言人
。。。。
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
• 德国提出了工业 4.0• 美国提出了产业互联网• 日本的复活方程式• 中国制造 2025
Industry 4.0 Viewpoints | 工业 4.0 全息视角
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国际视角Government Viewpoint
企业视角
行业视角中小企业
GE 、思科、 IBM 、 AT&T 英特尔等 80 多家企业成立了工业互联网联盟
转型视角
理论标准视角研究院所
行业协会
正在重新定义制造业的未来
工信部《中国制造2025 》
• 中国提出了两化深度融合战略
政府视角
永恒的主题：创业与创新
中国工业 4.0 的两大障碍• 传统供应链和生产制造技术不能支持 C2B 业务的快速反应• 中国电商的发展模式主要是搞低价与促销
实践视角
就工業 4.0 而言， 中國最缺的是對科技的信仰， 對創新的衝動
中國大陸經濟的三大弊端：1. 複製、跟風、模仿2. 低價3. 浮誇、炒作
• 在工業 4.0 世代，臺灣計畫育成大型的SI （系統整合）公司
• IDC 預測，工業 4.0將成為中國傳統製造企業打造智慧工廠的標杆。
• 到 2025 年，使中国制造业迈入制造强国行列• 到 2035 年，使中国制造业整体达到世界制造强国的中等水平• 到 2045 年，使中国制造业综合实力迈入世界制造强国前列
IT 视角
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
IT Viewpoint | 工业 4.0 的 IT 视角
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• 目标 : 智慧工厂，智能生产• 重点： 纵向集成，横向集成，端到端的集成（产品全
生命周期的价值链）• 核心： 大数据分析 ( 产品数据，运营数据，价值链数据，外部数据 )
• 基础： CPS （信息物理网络系统）
“ 工业 4 0 不只是工业领域问题，也不只是生活领域问题，它的牵扯面和覆盖面太广，所以其边界很难被界定。不过可以肯定的是：它上可以上升到世界格局．下可以渗透到生活的各个角落。”
IT 视角我们这里主要从 IT 视角来构建工业 4.0 方案
数字化集成化
智能化System of Systems 系统的系统
• 提高生產效率• 降低成本• 實現柔性生產
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0 总体架构• 工业 4.0总体架构
– 信息层解读– 物理层解读– 服务层解读– 大数据层解读– 流程层解读– 信息访问层解读
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0 CPS 网络与三项集成
一个网络（ CPS ）
工业 4.0
三项集成以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统（ Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型
横向集成纵向集成
端到端集成智慧工厂、智能生产
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
信息物理融合系统（ CPS ）概念模型• 虚拟世界和现实世界在工业领域应用中的高度融合；• 是工厂、机器、生产资料、信息系统和人通过网络技术的高度联结
CPS 是实现工业 4.0 的基础 , 没有 CPS 的支撑，智能工厂、智能制造都是空中楼阁
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0— 端到端集成模型
第一层 第一层：用户层，制造业的服务对象，包括直接用户及企业用户第二层
CRM DMS
第二层：客户关系层，企业面向用户提供服务的系统，客户关系管理，分销商管理第三层
PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第三层：产品开发层，企业内部面向产品研发阶段的工具系统，产品数据管理系统第四层
SCMERP
第四层：生产管理层，企业内部生产计划、采购、人员、财务管理的系统第五层
MES 工程组态第五层：制造管理层，企业内部制造执行、生产监控系统
第六层DCS SCADA
第六层：生产操作层，企业工业生产自动化控制系统第七层PLC RTU/HMI
第七层：控制层，设备控制器第八层 第八层：现场层，机器设备、传感器、机器人
信息层，虚拟层制造业业务价值链及信息物理系统
C 端
M 端
C2M
物理层
需求销售
产品生产计划
制造执行运维
业务价值链
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
主项目主计划制造业复杂环境面临的挑战
域间协同主要是手工完成数据关系及依附相关任务的进展（流程可视化）相关的整个项目计划的进展相关系统元素变更的可视化设计变更角色
应用成果
需求工程师系统工程师 软件工程师 线路工程师
硬件工程师 现场维护
工程经理
流程集成大数据层工业 4.0参考架构 :将知识转换为智慧的过程
oracle
Sql server
DB2
SYBASE
ORACLE
PI
excl
xml
MDM
抽象服务层
服务编排
门户集成
统一访问控制统一待办任务统一信息展现统一业务协作
信息层，虚拟层物理层
C 端
M 端
C2M
第三层PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第一层
第二层CRM DMS
第四层SCMERP
第五层MES 工程组态
第六层DCS SCADA
第七层PLC HMI第八层：设备、传感器
信息层，虚拟层物理层
工业 4.0参考架构 --- 大数据系统C 端
M 端
C2M
oracle
Sql server
DB2
SYBASE
ORACLE
PI
excl
xml
MDM
大数据层 抽象服务层
服务编排
流程集成 门户集成
统一访问控制统一待办任务统一信息展现统一业务协作
第三层PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第一层
第二层CRM DMS
第四层SCMERP
第五层MES 工程组态
第六层DCS SCADA第七层PLC HMI第八层
大数据
信息层，虚拟层物理层
工业 4.0参考架构 ---CPS 信息物理融合系统C 端
M 端
C2M
oracle
Sql server
DB2
SYBASE
ORACLE
PI
excl
xml
MDM
大数据层 抽象服务层
服务编排
流程集成 门户集成
统一访问控制统一待办任务统一信息展现统一业务协作
第三层PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第一层
第二层CRM DMS
第四层SCMERP
第五层MES 工程组态
第六层DCS SCADA第七层PLC HMI第八层
大数据CPS 信息物理融合系统
信息层，虚拟层物理层
工业 4.0参考架构 --- 三项集成C 端
M 端
C2M
oracle
Sql server
DB2
SYBASE
ORACLE
PI
excl
xml
MDM
大数据层 抽象服务层
服务编排
流程集成 门户集成
统一访问控制统一待办任务统一信息展现统一业务协作
第三层PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第一层
第二层CRM DMS
第四层SCMERP
第五层MES 工程组态
第六层DCS SCADA第七层PLC HMI第八层
大数据三项集成：纵向集成横向集成端到端的集成
信息层，虚拟层物理层
工业 4.0参考架构 --- 三项集成三个层面C 端
M 端
C2M
oracle
Sql server
DB2
SYBASE
ORACLE
PI
excl
xml
MDM
大数据层 抽象服务层
服务编排
流程集成 门户集成
统一访问控制统一待办任务统一信息展现统一业务协作
第三层PDM/CAD/CAM/CAPP/CAE
第一层
第二层CRM DMS
第四层SCMERP
第五层MES 工程组态
第六层DCS SCADA第七层PLC HMI第八层
大数据三项集成：纵向集成横向集成端到端的集成数据集成（ ESB)
流程集成(BPM
)
门户集成(Porta
l)
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机械电子软件服务
工业 4.0 实现之难点： CPS 的模型构建
需求定义 产品计划 产品开发 工艺计划 生产 运行 回收产品生命周期（业务价值链，业务域）
产业价值链
学科
主机厂第一层第二层。。。
跨学科M-CADE-CAD
SoftwareServise
制造业业务场景的复杂性
人、机、料
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CPS 模型之二：主系统模型系统模型（ SysMLS ）
可追溯根据
视角
分析需求
性能评估
机械设计模型电子设计模型
软件设计模型测试方法模型
外部需求
系统文件和规范
分析模型
较高级别的系统模型用作分析、优化和追溯的集成架构
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CPS 模型之一：网络物理模型
设备服务
流程引擎在制品追踪 订单管理 信息推送
Q质量 数据采集 调度
企业服务总线W W W A AB2B
A W
生产监控资产管理 防错A A A
工业物联网
集成现有业务组件PLM ERP MES SRM DMS CRM
供应商
集团系统
B2CW
互联网网关
车联网
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关于 RAMI4.0 参考架构
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关于 RAMI4.0 参考架构
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关于 RAMI4.0 参考架构
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关于 RAMI4.0 参考架构
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关于 RAMI4.0 参考架构
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关于 RAMI4.0 参考架构
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0 ---5 大核心能力
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0 三项集成的三个层面（三个步骤）
用户接入的端口， 解决信息访问接入的问题实现跨系统、跨部门、跨企业的端到端协同流程的驱动解决异构系统、设备的接入问题
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0 三项集成的三个层面
门户集成• 门户集成解决信息的统一访问和展现，实现现有系统的单点登录，实现信息的集聚、人员的集聚，任务的集聚，实现企业内部的在线协作。
流程集成• 流程的集成是实现跨系统、跨部门的业务协作，目的是解决现有业务系统之间的片段流程断点问题，实现业务信息的及时传递，实现端到端的流程协
作。
服务 / 数据集成• 数据集成是解决异构系统之间的连通性问题及数据交换问题、生产设备实时数据的采集问题。
工业 4.0 之三项集成
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
第一层：门户集成（ Portal ）
解决信息的统一访问和展现，实现现有系统的单点登录，实现信息的集聚、人员的集聚，任务的集聚，实现企业内部的在线协作，给正确的人以正确的信息，指导其做正确的工作。
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
第二层：流程的集成（ BPM ）
实现跨系统、跨部门、跨企业的业务协作，目的是解决现有业务系统之间的片段流程断点问题，实现业务信息的及时传递，实现端到端的流程协作
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
Industry 4.0 Key Capabilities| 工业 4.0 核心能力
横向集成 API 生态圈
设备物联化，智能化
基于总线的工业制造集成 在 ERP之外更广阔的企业业务流程
变信息为工业制造的洞察力
定制化1
4
2 3
5
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0关键能力 1 ：设备物联化，智能化
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工业 4.0关键能力 2 ：基于总线的工业制造集成
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工业互联网的延伸：“务”联网的概念 服务的概念即是 SOA 的核心， SOA 即是解决异构系统、设备、网络相互连接的技术方法
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工业 4.0关键能力 2 ：基于总线的工业制造集成制造集成框架
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0关键能力 3 ：在 ERP外更广阔的企业业务流程(BPM)
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业 4.0— 纵向集成零部件供应
售后服务CAM/CAPP
供应链管理 SCM
生产管理 /ERP
订单 / 合同渠道 / 分销
竞争对手管理
维修站 (点 )管理进出口
物流销售过程管理
库房管理
产品研发过程PDM/SDM/TDM
客户关系 CRM
客户
产品BOM/变更
质量跟踪
制造执行系统 MES
CAD/CAM
产品生产组织
产品研发 / 设计 产品销售解决企业内部信息孤岛的集成！
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工业 4.0关键能力 4 ：变信息为工业制造的洞察力
斯欧信息——工业 4.0 集成整合专家
工业大数据分析实现途径分析模型怎么建？采用什么技术？数理统计方法过时了？HADOOP?数据采集？
工业数据需要精准数据
时间维度（日 / 月 /年）
主数据（人、机、料）
视角（决策分析）
度量指标（管理对象的量、率）位置
供应商客户人员产品
成本订单、合同量计划量
库存量下线量缺失量报废量返修量
收入销售量
市场分析销售分析
财务分析
物流量
竞争分析生产分析
客户分析
质量分析业务流水数据：业务系统提供
主数据基础信息
数据的准确性数据的多维度、可视化数据的关联关系数据与业务的结合数据与业务管理的结合
数据空间关系图
数据中心
利润 利润率
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BOM 使用
构思概念设计
产品设计制造 销售
售后服务
产品生命周期及业务价值链
Request CAXPDM/TDM/
SDM/PMERP/MES DMS CRM信息系统
设计师 产品设计部门 生产 & 制造部门 销售 销售 &售后
专业角色
管理对象
存储对象
需求树 结构 / 工艺 产品、制造 /采购 产品、客户 客户、配件
R-BOM EBOM/PBOM PBOM/MBOM C-BOM S-BOM
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工业 4.0关键能力 5 ：横向集成 API 生态圈
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工业 4.0— 横向集成
★
★
★★
★★
• 企业与企业之间• 企业与售出产品之间• 企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户延伸• ……
横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合 ， 是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务
集团系统
互联网网关企业服务总线
供应商W W
W
B2B
B2C
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