德國(guó)信息技術(shù)、電信和新媒體協(xié)會(huì)(BITKOM)：德國(guó)工業(yè)40實(shí)施戰(zhàn)略報(bào)告

1、.：.；3 德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)的課題德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)由16位消費(fèi)與自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)、法學(xué)和社會(huì)學(xué)這幾個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的教授組成。該委員會(huì)為工業(yè)4.0平臺(tái)提供與當(dāng)前研討嚴(yán)密相關(guān)的、科技和編程方面的研討課題。德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)在2021年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上(2021年4月3日)公開發(fā)表了相關(guān)的課題，這些課題還公布在工業(yè)4.0平臺(tái)的網(wǎng)站上。以下援用的課題按照人類、技術(shù)、組織三個(gè)方面進(jìn)展劃分：人類1.很能夠建立以人為本的任務(wù)組織方式，這種任務(wù)組織方式也可稱為自組織和自治。尤其有能夠出現(xiàn)適宜老年人的任務(wù)組織方式。2.工業(yè)4.0作為一套社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)，為拓展員工的任務(wù)范圍、提高員工的素質(zhì)和技藝、大幅提高員工的

2、知識(shí)程度提供了時(shí)機(jī)。3.促進(jìn)學(xué)習(xí)的任務(wù)設(shè)備(學(xué)習(xí)工具)和有利于溝通的任務(wù)方式(實(shí)際社區(qū))會(huì)提高教學(xué)效率；而員工不斷提高信息技術(shù)才干有助于在繼續(xù)教育中補(bǔ)充新內(nèi)容。4.把簡(jiǎn)單易用且能促進(jìn)學(xué)習(xí)的設(shè)備作為學(xué)習(xí)工具，可以自然而然地把設(shè)備的功能教授給用戶。技術(shù)5.工業(yè)4.0的系統(tǒng)對(duì)于用戶來說簡(jiǎn)單易用而且操作直觀。這些系統(tǒng)可以促進(jìn)學(xué)習(xí)并給出可靠的反響。6.通用的、公開的處理方案模板允許多個(gè)參與者共同設(shè)計(jì)、實(shí)施和操作工業(yè)4.0系統(tǒng)(基于設(shè)計(jì)的工業(yè)4.0)。7.產(chǎn)品和業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)絡(luò)化和個(gè)性化會(huì)帶來復(fù)雜性。可以經(jīng)過建模、仿真、自組織對(duì)這種復(fù)雜性進(jìn)展管理，更快速的分析可以擴(kuò)展求解空間，并更快地確定處理方案。8.可以

3、對(duì)資源有效性和資源效率進(jìn)展繼續(xù)的規(guī)劃、實(shí)施、監(jiān)控和自動(dòng)優(yōu)化。9.智能產(chǎn)品是良好的信息載體，能對(duì)各個(gè)生命周期階段進(jìn)展定位和識(shí)別。10.同樣，系統(tǒng)組件可在內(nèi)部對(duì)消費(fèi)資料進(jìn)展尋址和識(shí)別。工業(yè)4.0的系統(tǒng)組件支持消費(fèi)系統(tǒng)和消費(fèi)流程的虛擬規(guī)劃。11.新型的系統(tǒng)組件是可改換的，并且具有功能兼容性。12.系統(tǒng)組件提供的功能本身作為一種效力，可供外部訪問。13.只需發(fā)明一種新型的平安文化，才干最終建立可靠、靈敏、受歡迎的“工業(yè)4.0系統(tǒng)。組織14.新的和現(xiàn)有的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、消費(fèi)過程和效力過程獲得增值，并使分工得以動(dòng)態(tài)調(diào)整。15.協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)促使企業(yè)管理和法律發(fā)生構(gòu)造性轉(zhuǎn)變。16.有效的法律框架反映了

4、對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)構(gòu)造和業(yè)務(wù)流程。新的法律處理方案將能夠產(chǎn)生新的協(xié)議方式。17.工業(yè)4.0的開展有利于協(xié)調(diào)區(qū)域性的和開展中市場(chǎng)的價(jià)值發(fā)明。為了開展上述課題的研討，工業(yè)4.0平臺(tái)在2021年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上發(fā)表的引見了上述多個(gè)課題領(lǐng)域及其內(nèi)容和目的。另外還粗略制定了完成這些課題的時(shí)間方案。課題領(lǐng)域及其時(shí)間方案(詳見第4章和第5章)有工業(yè)4.0平臺(tái)任務(wù)小組擬定。4 工業(yè)4.0實(shí)施戰(zhàn)略為了加強(qiáng)德國(guó)的經(jīng)濟(jì)位置，工業(yè)4.0平臺(tái)制定了工業(yè)4.0的實(shí)施戰(zhàn)略。一方面制定出工業(yè)4.0技術(shù)、規(guī)范、商業(yè)方式和組織方式等方面的跨部門實(shí)施方法；另一方面，加強(qiáng)大學(xué)和研討機(jī)構(gòu)與中小企業(yè)和工業(yè)企業(yè)的嚴(yán)密協(xié)作，推開工業(yè)4.0的實(shí)施。

5、實(shí)施工業(yè)4.0的目的是，發(fā)明新的價(jià)值鏈和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，并不斷加強(qiáng)它們的數(shù)字化程度，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。圖1列出工業(yè)4.0實(shí)施戰(zhàn)略的中心模塊和相關(guān)課題領(lǐng)域，其中中心模塊包括： 研討與創(chuàng)新 參考體系構(gòu)造、規(guī)范化與規(guī)范 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的平安性 建立法律框架除“建立法律框架以外，其他中心模塊的相關(guān)內(nèi)容由工業(yè)4.0平臺(tái)的詳細(xì)任務(wù)組擬定。而“建立法律框架模塊的任務(wù)那么是由德國(guó)工業(yè)結(jié)合會(huì)(BDI)任務(wù)組來承當(dāng)。在“研討與創(chuàng)新這個(gè)中心模塊，工業(yè)4.0平臺(tái)與德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)共同制定了實(shí)施工業(yè)4.0所需的“研討與創(chuàng)新道路圖，并從德國(guó)工業(yè)的視角出發(fā)協(xié)調(diào)和推進(jìn)創(chuàng)新和研討活動(dòng)。以下是幾個(gè)最重要的相關(guān)課題領(lǐng)域(詳見第5章)： 價(jià)值

6、網(wǎng)絡(luò)的橫向集成：這個(gè)領(lǐng)域的重點(diǎn)在于加強(qiáng)跨企業(yè)的協(xié)作(包括供應(yīng)商、中小企業(yè)、制造企業(yè)等)，其中包括建立新商業(yè)方式的各個(gè)方面和各種方法。 全生命周期工程的銜接性：這個(gè)領(lǐng)域的中心課題是“基于產(chǎn)品生命周期管理(PLM)的工程。在這個(gè)課題中，要將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和消費(fèi)設(shè)計(jì)結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)價(jià)值發(fā)明過程的繼續(xù)支持。這就要求對(duì)系統(tǒng)工程、建模和仿真中的技術(shù)要素進(jìn)展綜合性的思索。 縱向集成與網(wǎng)絡(luò)化的消費(fèi)系統(tǒng)：這個(gè)領(lǐng)域的中心課題是消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化，而消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化能否實(shí)現(xiàn)往往取決于能否滿足實(shí)時(shí)的要求。課題重點(diǎn)包括：確保必要的應(yīng)變才干和消費(fèi)技術(shù)的平安性(例如，經(jīng)過信息冗余和容錯(cuò)到達(dá)平安要求)。這既需求進(jìn)一步開發(fā)相關(guān)組件和系

7、統(tǒng)(例如傳感器網(wǎng)絡(luò))，還需求深化研討預(yù)測(cè)性分析等方法。任務(wù)中的新型社會(huì)性根底設(shè)備：“人永遠(yuǎn)是工業(yè)4.0勝利的決議性要素。因此，積極推開任務(wù)場(chǎng)所的變革，給予一切參與者(包括工會(huì)和雇主組織)支持和鼓勵(lì)，都具有艱苦的意義。除了改革和完善培訓(xùn)和繼續(xù)教育方面，還需求在技術(shù)方面作出改良，如采用新型的人機(jī)系統(tǒng)和通用的輔助系統(tǒng)。 不斷開發(fā)通用技術(shù)：為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，需求為實(shí)施各種技術(shù)發(fā)明條件，確切來講是需求在工業(yè)運(yùn)用中結(jié)合不同技術(shù)。重要的技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)通訊、寬帶網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)平安、平安的終端設(shè)備，以及機(jī)對(duì)機(jī)的處理方案(包括語義學(xué))?！皡⒖俭w系構(gòu)造、規(guī)范化與規(guī)范這個(gè)中心模塊的目的是在規(guī)范的運(yùn)用和制

8、定的根底上，構(gòu)建一個(gè)適用于一切處理方案的參考體系構(gòu)造。(詳見第6章)在“網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的平安性這個(gè)中心模塊中，應(yīng)該在示范性價(jià)值鏈的根底上，研討用于保證橫向網(wǎng)絡(luò)(客戶和供應(yīng)商)和縱向網(wǎng)絡(luò)(企業(yè)內(nèi)部)中信息技術(shù)平安的概念。這將有助于確定普通性的平安要求和信息平安原那么(詳見第7章)。要?jiǎng)倮O(shè)計(jì)出迭代的流程，涉及到研討和規(guī)范化兩個(gè)方面，而創(chuàng)建工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造正好促進(jìn)了這兩方面的開展?！胺煽蚣苓@個(gè)中心模塊中的課題主要處理如何合法地建立新消費(fèi)流程和橫向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的問題。其中，合同法(自動(dòng)化價(jià)值鏈中動(dòng)態(tài)的合同締結(jié))、企業(yè)數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)字資產(chǎn)的處置、賠償責(zé)任問題以及個(gè)人信息處置都是極具挑戰(zhàn)性的課題。5.研討

9、與創(chuàng)新5.1 序文工業(yè)4.0平臺(tái)努力于將工業(yè)4.0領(lǐng)域的研討活動(dòng)進(jìn)展梳理和整合，并據(jù)此對(duì)研討議程進(jìn)展構(gòu)造化和優(yōu)先級(jí)排序。本章將以上述工業(yè)4.0平臺(tái)擬定的研討議程作為根據(jù)，論述工業(yè)4.0研討道路圖的相關(guān)內(nèi)容。另外，工業(yè)4.0平臺(tái)將能夠?yàn)殡S后的研討任務(wù)提供充足且具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的資金預(yù)算。這可以為參與其中的企業(yè)提供更多資源，同時(shí)為有針對(duì)性地處理實(shí)施工業(yè)4.0過程中遇到的問題發(fā)明重要條件。此外，政府必需經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇胧┖腿谫Y工具(頂尖集群、示范實(shí)驗(yàn)室、示范設(shè)備、示范工廠等等)支持、投資和規(guī)范企業(yè)與研討機(jī)構(gòu)之間、不同規(guī)模的企業(yè)之間以及不同部門之間的進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)和協(xié)作。由于不同的企業(yè)對(duì)不同的領(lǐng)域感興趣并且有不

10、同的期望，很難確定單一確切的工業(yè)4.0愿景。因此，在國(guó)家主導(dǎo)下實(shí)施預(yù)設(shè)的道路圖并不能最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。確切地說，一系列詳細(xì)運(yùn)用場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)(包括對(duì)實(shí)施工業(yè)4.0的效益和價(jià)值發(fā)明潛力進(jìn)展分析)將帶來漸進(jìn)式開展，而工業(yè)4.0將會(huì)是這些開展的結(jié)果。理想情況下，德國(guó)聯(lián)邦政府應(yīng)該思索對(duì)更為務(wù)虛的方案給予支持。這些支持有助于確立完好的創(chuàng)新途徑：從討論新方法和新技術(shù)，到利用大學(xué)附近的演示設(shè)備，再到建立試點(diǎn)工廠。本章將以德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)的課題為根底概述工業(yè)4.0的“研討與創(chuàng)新這個(gè)中心模塊。早在2021年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，這些課題的初步成果便被發(fā)表于之中。在此之后還針對(duì)指定的相關(guān)課題開展進(jìn)一步的研討任務(wù)。

11、隨后，在2021年2月發(fā)布了修訂版(修訂任務(wù)由工業(yè)4.0平臺(tái)擔(dān)任，修訂版中對(duì)各個(gè)課題領(lǐng)域進(jìn)展了更詳細(xì)的引見，而本報(bào)告僅涉及當(dāng)中的部分內(nèi)容)。同時(shí)在2021年的上半年也出版了的新版本，當(dāng)中更詳細(xì)地討論了這些課題。下面簡(jiǎn)要概括一切的課題，包括：(1)研討與創(chuàng)新的內(nèi)容概述；(2)預(yù)期成果；(3)主要的里程碑。5.2 課題領(lǐng)域：價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成橫向集成是指對(duì)用于支持或?qū)嵤┎煌瑑r(jià)值發(fā)明過程(比如消費(fèi)、物流、營(yíng)銷、管理、效力)的不同信息技術(shù)系統(tǒng)的集成。橫向集成是制造企業(yè)內(nèi)部和不同企業(yè)之間一種普遍適用的處理方案。5.2.1 課題：創(chuàng)建新商業(yè)方式的方法5.2.1.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容商業(yè)方式簡(jiǎn)要描畫了一家企

12、業(yè)如何運(yùn)作和如何進(jìn)展價(jià)值發(fā)明，即籠統(tǒng)地描畫這家企業(yè)和哪些協(xié)作同伴、在哪些市場(chǎng)、針對(duì)哪些顧客群、怎樣獲得收入等問題。在工業(yè)4.0背景下，由于新的價(jià)值發(fā)明過程催生了新業(yè)務(wù)，也由于價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中分工的變化，新的商業(yè)方式將在企業(yè)中產(chǎn)生。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 進(jìn)入市場(chǎng)戰(zhàn)略(GTMs) 分析需求、發(fā)明需求和評(píng)價(jià)潛力的方法 支付方式與結(jié)算方式 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)參與者的效益評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 法律方面 鼓勵(lì)與認(rèn)可制度5.2.1.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果人們一致以為，商業(yè)方式是可繼續(xù)地發(fā)揚(yáng)跨企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的潛力的先決條件。創(chuàng)建新商業(yè)方式的方式方法應(yīng)相互結(jié)合并加以完善，尤其應(yīng)該系統(tǒng)化地了解和掌握不同部門得出的最正確實(shí)際

13、和閱歷，然后將其轉(zhuǎn)化到消費(fèi)上，并且分析由此產(chǎn)生的效果。在此過程中，應(yīng)仔細(xì)察看價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的不同角色。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 根據(jù)最正確實(shí)際擬定示范性的、針對(duì)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中不同供應(yīng)商角色的進(jìn)入市場(chǎng)戰(zhàn)略 根據(jù)實(shí)施工業(yè)4.0的需求，從價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)方面思索創(chuàng)建新商業(yè)方式的適用方法 示范性的支付、結(jié)算和答應(yīng)方式 評(píng)價(jià)工業(yè)4.0典型效益和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的指南 法律方面的指南，除此以外還應(yīng)明確軟件即效力(SaaS)和平臺(tái)即效力(PaaS)的效力程度協(xié)議(SLA)所涉及的責(zé)任問題。5.2.1.3 主要的里程碑5.2.2 課題：價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的框架5.2.2.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容價(jià)值網(wǎng)絡(luò)是以各個(gè)價(jià)值發(fā)明階段及相應(yīng)技術(shù)之間的

14、關(guān)系為根底建立的系統(tǒng)。每個(gè)價(jià)值發(fā)明階段都由自主、合法且獨(dú)立的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)參與者完成。他們經(jīng)過本身所處的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了復(fù)雜的、相互的嚴(yán)密關(guān)系，同時(shí)他們建立起了一個(gè)價(jià)值發(fā)明同伴關(guān)系的利益共同體，這一共同體努力于獲得可繼續(xù)的經(jīng)濟(jì)增值。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 新型價(jià)值網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的前提條件、驅(qū)動(dòng)力與結(jié)果 信息物理交融系統(tǒng)平臺(tái)在增值中扮演重要角色，即作為價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的集成者 業(yè)務(wù)上潛在的問題以及由此呵斥的后果 價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的組織方式、不同的組成部分及其角色，還有價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的合理實(shí)施5.2.2.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果在客戶、供應(yīng)商、協(xié)作同伴和市場(chǎng)加強(qiáng)參與價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的背景下，為了闡明諸如(新)商業(yè)戰(zhàn)略、商業(yè)方式與商業(yè)流

15、程這樣的課題，應(yīng)擬定實(shí)施價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的方案并且將其運(yùn)用在試點(diǎn)工程中。為此，應(yīng)該制定詳細(xì)的示范性商業(yè)方案，并搜集相關(guān)的規(guī)劃閱歷。這些商業(yè)方案和閱歷將被公布，而這正是構(gòu)建支持價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的信息物理交融系統(tǒng)平臺(tái)所必需的。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 在消費(fèi)中靈敏地集成價(jià)值網(wǎng)絡(luò) 從價(jià)值網(wǎng)絡(luò)同伴及其客戶的角度，提出分析和評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)潛力與技術(shù)潛力的方法 發(fā)動(dòng)中小企業(yè)參與到價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作中 開掘新商機(jī) 建立雙贏的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)同伴關(guān)系以及可繼續(xù)的、“集成的商業(yè)方式5.2.2.3 主要的里程碑5.2.3 課題：價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化5.2.3.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容價(jià)值發(fā)明過程的自動(dòng)化可使橫向集成的自動(dòng)化程度得到提高。其中需求重點(diǎn)研討

16、價(jià)值發(fā)明過程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的階段，即可以與“數(shù)字世界交融的階段。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 信息流的銜接性 運(yùn)用建模、計(jì)算、仿真和優(yōu)化的方法 對(duì)產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、先進(jìn)消費(fèi)方案與調(diào)度(APS)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、供應(yīng)鏈管理(SCM)和企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)這些系統(tǒng)的運(yùn)用進(jìn)展集成 全員參與，作為全球價(jià)值流中的發(fā)明性實(shí)際者 構(gòu)建人機(jī)界面 培訓(xùn)措施和遷移過程的關(guān)系5.2.3.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果價(jià)值發(fā)明過程應(yīng)該有效、靈敏并且具有較高的可預(yù)見性，而人們應(yīng)該從毫無發(fā)明性的任務(wù)中解放出來。到達(dá)這個(gè)目的的關(guān)鍵是消費(fèi)率、資源效率以及自動(dòng)化程度的提高。經(jīng)過不斷提高復(fù)雜規(guī)劃過程中每一環(huán)節(jié)的自

17、動(dòng)化程度，可根據(jù)全球目的對(duì)價(jià)值鏈、價(jià)值網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)進(jìn)展優(yōu)化。在此過程中，應(yīng)顧及到其中的各種關(guān)系并到達(dá)協(xié)同效應(yīng)。最終，經(jīng)過集成分層的流程以及使部分流程實(shí)現(xiàn)同步或自主運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)上述目的。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 得出可以直接或者間接描畫一切業(yè)務(wù)流程的關(guān)系和相關(guān)性的方法論(業(yè)務(wù)流程包括企業(yè)資源方案、產(chǎn)品生命周期管理、先進(jìn)消費(fèi)方案與調(diào)度、制造執(zhí)行系統(tǒng)等)。 建立一致的目的層次體系。一切根據(jù)該全球目的開展的活動(dòng)和流程所產(chǎn)生的影響將以此為參照。 根據(jù)上述目的層次體系，從達(dá)成最正確全球目的的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)與組織最優(yōu)的流程與活動(dòng)。 易于運(yùn)用與集成且可以自我描畫的模塊。 可以經(jīng)過簡(jiǎn)單、直觀的演示和延續(xù)仿真的才干

18、來支持用戶的工具和程序。5.2.3.3 主要的里程碑5.3 課題領(lǐng)域：全生命周期工程的銜接性產(chǎn)品生命周期指的是一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程以及與消費(fèi)系統(tǒng)有關(guān)的工程。產(chǎn)品由消費(fèi)系統(tǒng)擔(dān)任消費(fèi)，然后交付用戶運(yùn)用，最終被回收。人們應(yīng)該將整個(gè)生命周期中有關(guān)產(chǎn)品的一切信息聯(lián)絡(luò)起來。5.3.1 課題：現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的結(jié)合5.3.1.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容現(xiàn)實(shí)世界與虛擬/數(shù)字世界的相互作用是工業(yè)4.0的中心。一切物體都有一個(gè)數(shù)字化的映像(模型)。在模型中，我們通常用亟待處理的問題及其決策過程的特征來描寫現(xiàn)實(shí)世界。虛擬/數(shù)字世界的要素是仿真模型、規(guī)劃模型和解釋模型。此外，協(xié)同建?？梢栽诓煌某叨壬蠈?duì)兩個(gè)世界的界面進(jìn)展察

19、看。從根本上講，規(guī)劃模型是構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的根底。人們借助解釋模型分析這些復(fù)雜系統(tǒng)并將分析轉(zhuǎn)化為最終的處理方案和決策。就這方面而言，虛擬世界經(jīng)過上述兩個(gè)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的構(gòu)建具有艱苦影響。與此同時(shí)，構(gòu)建模型時(shí)需求估計(jì)現(xiàn)實(shí)世界的客觀條件、要求和目的并且評(píng)價(jià)其對(duì)虛擬世界產(chǎn)生的影響。在機(jī)械設(shè)備制造中，需求有與消費(fèi)建模實(shí)際相關(guān)的科學(xué)根底。經(jīng)過驗(yàn)證的、結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)根底技術(shù)的實(shí)際、描畫方式和方法將經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、拓展和結(jié)合，便能廣泛運(yùn)用到各種工藝中，從而得到進(jìn)一步加強(qiáng)。在這個(gè)過程中，對(duì)現(xiàn)有的、針對(duì)特定領(lǐng)域的任務(wù)方法與軟件工具進(jìn)展適當(dāng)?shù)募善鸬疥P(guān)鍵作用。這個(gè)課題需思索的方面包括： 在構(gòu)建建模實(shí)際的根底時(shí)，需求

20、回答以下問題：“什么是好的模型?(包括不確定性評(píng)價(jià))、“我怎樣能找到適宜的模型?、“我在數(shù)字世界中和現(xiàn)實(shí)世界中各能實(shí)現(xiàn)什么?和“如何在虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界之間搭建界面?。另外，現(xiàn)有模型也必需納入思索范圍之內(nèi)。 在建模實(shí)際中，必需在已定義語義的根底上把概念和指點(diǎn)思想確定下來，例如：籠統(tǒng)概念、普遍性、視角、相關(guān)性、類型和案例、模塊化、深度建模和模型驅(qū)動(dòng)的體系構(gòu)造。 建模的經(jīng)濟(jì)可行性：除了因建模過程本身的本錢，還應(yīng)思索在全生命周期中運(yùn)用模型的本錢。人們對(duì)模型如何能在其生命周期內(nèi)“共同生長(zhǎng)這一問題非常感興趣。此外，經(jīng)過保管參考數(shù)據(jù)添加現(xiàn)有數(shù)據(jù)源有利于日后繼續(xù)對(duì)相關(guān)方面的系統(tǒng)歸納。5.3.1.2 研討與創(chuàng)

21、新的預(yù)期成果在消費(fèi)領(lǐng)域中，建模的長(zhǎng)期目的是經(jīng)過建立反映消費(fèi)企業(yè)才干的、有針對(duì)性的、雙向的經(jīng)濟(jì)模型，使虛擬世界的要素可以在較高的語義層面上、跨學(xué)科地與真實(shí)世界聯(lián)絡(luò)，從而大幅提高內(nèi)部指令處置的效率和決策的平安性。為此，人們對(duì)機(jī)械制造、電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的模型有一致的了解是必要的根底。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 建模實(shí)際包括由(自動(dòng)化的一切層面上的)工具、數(shù)據(jù)流或信息流衍生出來的要求 證明經(jīng)濟(jì)可行性和進(jìn)展案例研討的方法 可行的建模規(guī)那么 有工具支持的普通性元模型5.3.1.3 主要的里程碑5.3.2 課題：系統(tǒng)工程5.3.2.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容系統(tǒng)工程是用于技術(shù)系統(tǒng)開發(fā)的、通用的跨領(lǐng)域?qū)W科(涉及

22、各個(gè)方面)。系統(tǒng)工程主要用于開發(fā)跨學(xué)科系統(tǒng)，它表達(dá)了一切研發(fā)活動(dòng)的整體程度。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 對(duì)產(chǎn)品、流程以及消費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)展綜合開發(fā)。從開發(fā)的最初階段就必需思索到各個(gè)方面嚴(yán)密的相互作用，并在市場(chǎng)周期中不斷完善產(chǎn)品。 在早期階段對(duì)設(shè)計(jì)決策進(jìn)展測(cè)試與驗(yàn)證，同時(shí)要思索到哪些預(yù)期的機(jī)械化和電氣化功能隨后會(huì)由硬件、軟件或者效力實(shí)現(xiàn)。 一切相關(guān)數(shù)據(jù)和流程可用于不同系統(tǒng)(子系統(tǒng)、機(jī)器/流程、消費(fèi)設(shè)備、工廠)和不同企業(yè)，從而為建立可擴(kuò)展的系統(tǒng)做好預(yù)備。 設(shè)備與系統(tǒng)的模塊化和再利用有助于管理日益添加的復(fù)雜性和可擴(kuò)展性。 設(shè)備和系統(tǒng)被用于開發(fā)、工程或操作的過程，應(yīng)經(jīng)過這個(gè)運(yùn)用過程搜集閱歷。 運(yùn)用系統(tǒng)工程

23、的方法有助于構(gòu)成具有互操作性的工程鏈。該工程鏈可以平安地用于工程系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和企業(yè)目前運(yùn)用的各類系統(tǒng)(例如用作數(shù)據(jù)交換、演示模型和訪問方式)。該工程鏈還可以構(gòu)成不同的版本，運(yùn)用于各種商業(yè)方式中(例如授權(quán)答應(yīng)、結(jié)算系統(tǒng))。5.3.2.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果系統(tǒng)工程的目的是把跨學(xué)科整體設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的方法融入到機(jī)械、電子、軟件、設(shè)備制造和工藝等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)有的開發(fā)方法和工具環(huán)境中，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)這些開發(fā)方法和工具環(huán)境的改良。企業(yè)，尤其是中小企業(yè)應(yīng)該廣泛采用系統(tǒng)工程來提高協(xié)作才干，以便管理工業(yè)4.0系統(tǒng)日益添加的復(fù)雜性。這使人們可以在工程網(wǎng)絡(luò)與消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)中高效且有效地開展工程。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果

24、： 制定統(tǒng)籌兼顧的方法，構(gòu)成協(xié)調(diào)的工具鏈和開發(fā)環(huán)境 工具的利用不受系統(tǒng)與地點(diǎn)的限制 運(yùn)用接口的語義 對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中的需求進(jìn)展跨學(xué)科的、繼續(xù)的管理5.3.2.3 主要的里程碑5.4 課題領(lǐng)域：縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化的消費(fèi)系統(tǒng)縱向集成是指對(duì)一個(gè)消費(fèi)系統(tǒng)中不同層面(例如促發(fā)器和傳感器層面、控制層面、消費(fèi)管理層面、制造執(zhí)行層面、企業(yè)規(guī)劃層面)的信息技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)展集成，從而構(gòu)成通用的處理方案。5.4.1 課題：傳感器網(wǎng)絡(luò)5.4.1.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容分析傳感器數(shù)據(jù)的主要目的在于不斷記錄(技術(shù))流程的信息，這些信息要么作為控制和管理流程的根底，要么用于診斷或警告等。例如，可以經(jīng)過訪問流程參數(shù)對(duì)其進(jìn)展調(diào)整；或經(jīng)過診

25、斷預(yù)告機(jī)器缺點(diǎn)。其中，主要的挑戰(zhàn)是如何把這些傳感器銜接起來并對(duì)它們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)展評(píng)價(jià)(特別是在臨界的實(shí)時(shí)條件下)。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 在實(shí)際中，如何經(jīng)過大量的傳感器采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)? 哪里能進(jìn)展有效的數(shù)據(jù)處置? 如何確定被測(cè)值與所產(chǎn)生效果之間的定性和定量的關(guān)系，并將其轉(zhuǎn)化為(形狀)模型?5.4.1.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果在工業(yè)4.0的場(chǎng)景中，應(yīng)該建立一個(gè)框架，以便于實(shí)施對(duì)不同形狀的監(jiān)測(cè)和控制。對(duì)擔(dān)任傳感器數(shù)據(jù)處置的主要組件(層面)的訪問應(yīng)盡能夠規(guī)范化。假設(shè)可以建立一個(gè)軟件架構(gòu)，就不用掌握傳感器物理層面的知識(shí)也可以訪問傳感器，尤其是在接入無線傳感器時(shí)。應(yīng)該經(jīng)過即插即用的方式實(shí)現(xiàn)圖像化和交

26、互式的調(diào)試和配置。即使不對(duì)每個(gè)運(yùn)用進(jìn)展單獨(dú)開發(fā)，也能運(yùn)用更多的傳感器數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交融。為了實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的高度自主性，應(yīng)豐富傳感器的語義描畫(開發(fā)語義傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 擴(kuò)展和完善用于確定系統(tǒng)/消費(fèi)形狀的模型，這種模型用于推導(dǎo)有效的行動(dòng)建議 消費(fèi)流程的在線管理需求根據(jù)流程中循環(huán)的、有關(guān)流程產(chǎn)出質(zhì)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 為了保證質(zhì)量，采用針對(duì)詳細(xì)情況的、自順應(yīng)的丈量戰(zhàn)略 建立一個(gè)跨領(lǐng)域的社區(qū)5.4.1.3 主要的里程碑5.4.2 課題：智能、柔性、可變性5.4.2.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容智能消費(fèi)系統(tǒng)是自順應(yīng)的，也就是說這些系統(tǒng)基于集成模型知識(shí)與它們的環(huán)境相互作用并自主地順應(yīng)環(huán)

27、境。這些系統(tǒng)非常強(qiáng)大，可以在不斷變化的環(huán)境中應(yīng)付系統(tǒng)開發(fā)者沒有思索到的不測(cè)情況，并且效率絲毫不受影響。這些系統(tǒng)還具有前瞻性，它們能根據(jù)閱歷知識(shí)預(yù)測(cè)在不同影響要素下將產(chǎn)生的結(jié)果。最后，這些系統(tǒng)也是便于運(yùn)用的，它們不僅思索到用戶的不同行為，還思索到了不同的信息需求并自主順應(yīng)這一切。柔性的意思是，流程或系統(tǒng)中預(yù)設(shè)且有限的途徑中被事先思索過了，因此能滿足各種不同的要求。在消費(fèi)環(huán)境中，這意味著在消費(fèi)不同產(chǎn)品時(shí)人員、機(jī)器、消費(fèi)系統(tǒng)的協(xié)作。可變性是指，經(jīng)過調(diào)整柔性途徑的邊境，可以變卦或者重組流程與系統(tǒng)中構(gòu)造性的步驟。在消費(fèi)環(huán)境中，這意味著可以輕松地重組一臺(tái)機(jī)器制造新產(chǎn)品及其變體的過程，或改動(dòng)消費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)造。

28、這個(gè)課題需求思索的方面包括： 識(shí)別、方式化和描畫對(duì)全球目的有直接和間接影響的柔性和可變性特征 對(duì)接口進(jìn)展規(guī)范化，從而可以運(yùn)用消費(fèi)單元(模塊)建立靈敏可變的消費(fèi)流程 社會(huì)、倫理、生態(tài)以及人體工程學(xué)方面的影響在消費(fèi)環(huán)境中對(duì)自治系統(tǒng)實(shí)施工程和測(cè)試時(shí)，要求自治系統(tǒng)的開發(fā)人員必需接受過相關(guān)的教育和培訓(xùn)。5.4.2.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果智能使產(chǎn)品和消費(fèi)系統(tǒng)可以發(fā)揚(yáng)新功能并減輕用戶的負(fù)擔(dān)：開發(fā)、工程、維護(hù)和生命周期管理等方面得以改良；產(chǎn)品和消費(fèi)系統(tǒng)的可靠性、平安性和可用性得以提高；資源(比如能源和資料)將被更高效地利用；消費(fèi)流程與消費(fèi)系統(tǒng)也具有極高的柔性和可變性。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 識(shí)別自治、可

29、再用的消費(fèi)單元(模塊)，并分析實(shí)施這些模塊對(duì)任務(wù)方式的要求和影響 經(jīng)過強(qiáng)大而可靠的算法獲得集中的和分散的智能 智能系統(tǒng)在消費(fèi)環(huán)境中協(xié)作的戰(zhàn)略 直觀人機(jī)交互的相關(guān)技術(shù)和運(yùn)用實(shí)例 經(jīng)過遷移戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)柔性可變的消費(fèi)5.4.2.3 主要的里程碑5.5 課題領(lǐng)域：任務(wù)中的新型社會(huì)根底設(shè)備工業(yè)4.0平臺(tái)任務(wù)組3(AG3)根據(jù)本身的才干與閱歷，僅能從技術(shù)的角度提出研發(fā)要求。因此，本章內(nèi)容由德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)撰寫。5.5.1 課題：多方式輔助系統(tǒng)5.5.1.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容該課題是關(guān)于以人為本的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)原那么。人與技術(shù)交互方式的改動(dòng)是工業(yè)4.0的內(nèi)容之一：機(jī)器將順應(yīng)人，而不是反過來由人順應(yīng)機(jī)器。多

30、方式的、界面友好的智能工業(yè)輔助系統(tǒng)可以支持員工的任務(wù)，并且將數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)直接帶到任務(wù)場(chǎng)所中去。在設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面時(shí)需求思索的要素包括： 輸入/輸出的明晰度 在惡劣環(huán)境下的能見度 可識(shí)別性，確保不發(fā)生混淆 順應(yīng)義務(wù)的才干 自我描畫才干 可控性 符合預(yù)期的能夠性5.5.1.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果在工廠里，應(yīng)該在智能輔助系統(tǒng)的支持下構(gòu)成協(xié)作式的新型任務(wù)方式。加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、二維現(xiàn)實(shí)和同步多維現(xiàn)實(shí)的方法和技術(shù)(即傳感器驅(qū)動(dòng)的、語義的工廠模型與真實(shí)工廠實(shí)時(shí)同步)使高度復(fù)雜的組件可以進(jìn)展協(xié)作式的遠(yuǎn)程操作(如缺點(diǎn)排除)。因此，任務(wù)方式將發(fā)生根本上的改動(dòng)。例如，借助自順應(yīng)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和社交媒體，員工可以突破企業(yè)和

31、受教育程度的限制進(jìn)展協(xié)作和協(xié)作。由于在系統(tǒng)開發(fā)過程中針對(duì)特定目的員工群體進(jìn)展了個(gè)性化設(shè)計(jì)，所以這些順應(yīng)性強(qiáng)的交互系統(tǒng)可以思索到不同員工的差別。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 運(yùn)用集成虛擬人體模型來支持機(jī)械化消費(fèi)流程的仿真 提供必要條件支持員工利用和獲得閱歷知識(shí)，這些條件也是穩(wěn)定的系統(tǒng)操作的前提 確保系統(tǒng)形狀對(duì)員工透明可見 保證一切員工可以接受培訓(xùn) 促進(jìn)數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)的運(yùn)用 進(jìn)一步開發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)5.5.1.3 主要的里程碑5.5.2 課題：技術(shù)的接受度與任務(wù)設(shè)計(jì)5.5.2.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容消費(fèi)員工接受工業(yè)4.0的前提在于：工業(yè)4.0為員工提供靈敏的任務(wù)環(huán)境并能支持他們開展發(fā)明與學(xué)習(xí)的才干。“

32、多方式輔助系統(tǒng)將為此發(fā)明技術(shù)方面的前提條件。這一課題的其他研討重點(diǎn)還包括：技藝開展和任務(wù)組織，順應(yīng)工業(yè)4.0系統(tǒng)的任務(wù)工具的設(shè)計(jì)。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 對(duì)工業(yè)4.0的根本了解如下：它是一個(gè)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，技術(shù)、組織以及人員必需系統(tǒng)地相互協(xié)調(diào)。 任務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)使員工獲得才干的開展并擁有溫馨安康的任務(wù)環(huán)境，從而接受工業(yè)4.0 員工和工會(huì)的任務(wù)小組應(yīng)參與決策過程5.5.2.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果企業(yè)應(yīng)擴(kuò)展員工的職責(zé)范圍，同時(shí)應(yīng)完善他們獲得知識(shí)的途徑，從而提升他們的素質(zhì)和技藝。這樣做的發(fā)點(diǎn)是為了可以構(gòu)成協(xié)作式的新型消費(fèi)任務(wù)方式。此外，工業(yè)4.0可以添加消費(fèi)任務(wù)的吸引力和應(yīng)對(duì)未來技藝人

33、才短缺的問題。最后，經(jīng)過任務(wù)設(shè)計(jì)方面的措施，可以較好地處理勞動(dòng)力老化的問題。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 提出對(duì)消費(fèi)活動(dòng)和義務(wù)進(jìn)展設(shè)計(jì)的概念，這一概念可以確保員工獲得才干的開展并擁有溫馨安康的任務(wù)環(huán)境，從而接受工業(yè)4.0 有關(guān)整合任務(wù)場(chǎng)所中方案、組織、執(zhí)行和控制等一系列活動(dòng)的建議 建立模型，用于在要求較低的例行義務(wù)和要求較高的問題求解義務(wù)之間獲得適當(dāng)平衡 開發(fā)促進(jìn)學(xué)習(xí)且能支持任務(wù)組織的任務(wù)工具 建立模型，用于展現(xiàn)相關(guān)員工和企業(yè)工會(huì)參與實(shí)施工業(yè)4.0的過程5.5.2.3 主要的里程碑5.6 課題領(lǐng)域：工業(yè)4.0的通用技術(shù)本章的通用技術(shù)列表并不是詳盡無遺的，而是可擴(kuò)展的。為了技術(shù)進(jìn)一步開展，必需分別

34、強(qiáng)調(diào)各項(xiàng)通用技術(shù)在工業(yè)4.0中的重要性。5.6.1 課題：工業(yè)4.0場(chǎng)景中的網(wǎng)絡(luò)通訊5.6.1.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容這一課題研討信息物理交融系統(tǒng)(CPS)包含的各個(gè)固定組件和挪動(dòng)組件之間的網(wǎng)絡(luò)通訊。正是在企業(yè)車間和后臺(tái)系統(tǒng)的組件、效力系統(tǒng)和消費(fèi)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)在相連的供應(yīng)鏈和生命周期各階段進(jìn)展交換。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 根據(jù)需求在辦公室和車間中利用無線通訊 不同的無線和有線通訊系統(tǒng)和個(gè)人專屬系統(tǒng)的共存 不同無線通訊系統(tǒng)的互操作性 在變化的系統(tǒng)配置中進(jìn)展預(yù)測(cè)性的效果分析 產(chǎn)品被用于全球可用的消費(fèi)線上 對(duì)有關(guān)帶寬、確定性和實(shí)時(shí)性的要求進(jìn)展管理 在可互操作的工程鏈中可擴(kuò)展和普通性的運(yùn)用 信息平安

35、和作業(yè)平安5.6.1.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果為了滿足工業(yè)4.0消費(fèi)場(chǎng)景運(yùn)用中的一切要求，應(yīng)該開發(fā)和評(píng)價(jià)跨領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)化和網(wǎng)絡(luò)接入處理方案。另外，發(fā)送功率、穩(wěn)定性、嚴(yán)密性、平安性和可靠性的要求，以及經(jīng)濟(jì)可行性和國(guó)際部署才干，都是這個(gè)課題的目的。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 經(jīng)過規(guī)范化的處理方案提高工業(yè)4.0的效果和被接受程度，這些處理方案的規(guī)范思索到了互操作性、可擴(kuò)展性、本錢敏感性(例如減少昂貴傳感器的運(yùn)用)和要求的可接受性等目的。規(guī)范經(jīng)過一定的機(jī)制評(píng)定，可用于普通的開發(fā)流程，不需求高本錢的認(rèn)證(既非技術(shù)驅(qū)動(dòng)也非空間驅(qū)動(dòng))，比如運(yùn)用盡能夠開放的認(rèn)證方法(例如歐共體CE認(rèn)證的“制造商自行申報(bào))。 對(duì)

36、目前和未來的潛力進(jìn)展評(píng)價(jià) 工業(yè)4.0場(chǎng)景中的開放網(wǎng)絡(luò) 無線局域(WLAN)技術(shù)和備選技術(shù)方案，如藍(lán)牙技術(shù) 工業(yè)4.0場(chǎng)景中的近場(chǎng)技術(shù) 明確特定的需求 無線電技術(shù)、開放網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、公用途理方案以及備選方案確實(shí)定 建筑、工藝技術(shù)或根底設(shè)備(能源、水、交通運(yùn)輸)等運(yùn)用領(lǐng)域5.6.1.3 主要的里程碑5.6.2 課題：微電子技術(shù)5.6.2.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容在工業(yè)4.0中，信息物理交融系統(tǒng)用于智能地識(shí)別、監(jiān)測(cè)和操控消費(fèi)與物流過程，而微電子技術(shù)是信息物理交融系統(tǒng)硬件的根底。微電子技術(shù)為逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0奠定根底。在此，微電子技術(shù)具有特殊意義，它既代表了“摩爾定律，也代表了“超越摩爾。在微電子技術(shù)的

37、開展過程中，系統(tǒng)集成技術(shù)(例如：圓晶級(jí)芯片的3D集成、自我診斷功能、能源效率)起到關(guān)鍵作用。該課題的研討重點(diǎn)包括： 含傳感器和促動(dòng)器的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS) 芯片上的嵌入式系統(tǒng)，包括：公用途置器、公用實(shí)時(shí)微控制器、最低功耗的高性能高科技多核架構(gòu)存儲(chǔ)器 用于高性能促動(dòng)器系統(tǒng)的工業(yè)電子技術(shù) 無線電通訊(低功耗、低延遲) 能源搜集帶來盡能夠高的收益 系統(tǒng)集成 嵌入式信息技術(shù)平安體系構(gòu)造 魯棒性與耐用性5.6.2.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果微電子技術(shù)是工業(yè)4.0中的關(guān)鍵技術(shù)之一，有助于實(shí)現(xiàn)提高靈敏性和消費(fèi)率以及降低本錢的目的。而公用電子硬件和智能軟件之間的優(yōu)化組合是實(shí)現(xiàn)上述目的的必要前提。唯有開發(fā)出適用

38、的微電子組件和系統(tǒng)，才干滿足工業(yè)4.0場(chǎng)景的詳細(xì)需求，因此需求繼續(xù)地研發(fā)微電子技術(shù)。5.6.2.3 主要的里程碑5.6.3 課題：作業(yè)平安與信息平安5.6.3.1研討與創(chuàng)新的內(nèi)容“信息平安是指保證工業(yè)4.0設(shè)備與系統(tǒng)中信息的可用性、完好性和性。因此，保證信息平安是為了阻撓對(duì)設(shè)備及其功能產(chǎn)生影響的要挾，尤其是別有動(dòng)機(jī)的攻擊。一切功能的信息平安都應(yīng)得到保證既指操作功能，也指監(jiān)測(cè)功能和維護(hù)功能(例如作業(yè)平安功能)。“作業(yè)平安那么是指“功能性平安，即系統(tǒng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┦箼C(jī)器或設(shè)備的功能不會(huì)對(duì)人或環(huán)境產(chǎn)生危害?！白鳂I(yè)平安屬于維護(hù)功能的一部分，旨在保證機(jī)器或設(shè)備的可靠性。工業(yè)4.0的產(chǎn)品、組件和設(shè)備涉及以

39、下平安性目的： 可用性和完好性 可靠性 專有技術(shù)維護(hù) 數(shù)據(jù)維護(hù)在工業(yè)4.0背景中，經(jīng)過身份證明保證平安性非常重要。這個(gè)課題需求思索的方面包括： 擬定評(píng)價(jià)潛在要挾和風(fēng)險(xiǎn)的方法，包括平安措施的本錢效益分析 維護(hù)對(duì)外和對(duì)內(nèi)的接口 維護(hù)消費(fèi)設(shè)備中的通訊系統(tǒng) 信息平安破綻對(duì)設(shè)備可靠性的損害 在數(shù)據(jù)維護(hù)中，法律法規(guī)與信息平安的相互作用 基于設(shè)計(jì)的信息平安 長(zhǎng)期適用的平安處理方案 對(duì)攻擊進(jìn)展檢測(cè)和分析同時(shí)還應(yīng)思索以下幾點(diǎn)： 對(duì)相關(guān)的程度和垂直價(jià)值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展平安評(píng)價(jià) 對(duì)詳細(xì)用例進(jìn)展研討并將其盡快轉(zhuǎn)化成可運(yùn)用的成果，以闡明研討的適用性 應(yīng)思索到與“人有關(guān)的方面：透明度、可用性、用戶接受度、數(shù)據(jù)維護(hù)5.6.3.2

40、研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果如今有各種各樣平安規(guī)范和技術(shù)，然而目前為止，它們很少被運(yùn)用到工業(yè)環(huán)境中。其緣由是多方面的，但最根本的緣由在于，自動(dòng)化處理方案的主要目的不在于實(shí)現(xiàn)信息平安功能。對(duì)于供應(yīng)商而言，用于保證信息平安的流程會(huì)添加開發(fā)和制造的本錢，并且不能運(yùn)用現(xiàn)成的知識(shí)。另外，為操作人員設(shè)計(jì)的平安方案往往由于本錢和接受度的問題而無法落實(shí)。為了提高各方面對(duì)平安方案的接受度，并最終落實(shí)便于用戶運(yùn)用的方案，方案開發(fā)者應(yīng)該提供可以輕松、高效地進(jìn)展信息平安評(píng)價(jià)的方法。以下為這個(gè)課題的預(yù)期成果： 易于操作和運(yùn)用的信息平安方法 可擴(kuò)展的工業(yè)信息平安根底設(shè)備 開發(fā)出簡(jiǎn)單易用的方法和程序，用以評(píng)價(jià)工業(yè)4.0設(shè)備及其組件

41、的信息平安屬性?？伤妓鞑捎眉床寮从玫姆椒ê妥灾?、動(dòng)態(tài)的配置 思索到目前的信息平安程度無法抵御作業(yè)平安方面的殘留風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采取動(dòng)態(tài)檢測(cè)和評(píng)價(jià)設(shè)備作業(yè)平安功能的方法。 為信息平安的規(guī)范化做好預(yù)備 擬定合理的平安措施目錄，以便應(yīng)對(duì)平安破綻帶來的要挾，例如參考“計(jì)算機(jī)平安應(yīng)急呼應(yīng)組(CERT)的方法5.6.3.3 主要里程碑有關(guān)“信息平安與作業(yè)平安課題長(zhǎng)期規(guī)劃的里程碑，即該課題涉及的方法論、處理方案和前提條件尚未提出。5.6.4 課題：數(shù)據(jù)分析5.6.4.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容數(shù)據(jù)分析的主要目的包括兩方面：一方面是數(shù)據(jù)分析能夠產(chǎn)生(新)知識(shí)；另一方面是數(shù)據(jù)分析可以得出“可操作的建議，有助于支持人們的決策和

42、機(jī)器的自主決策(在什么時(shí)候?qū)κ裁慈颂峁┦裁葱畔?，這將協(xié)助 企業(yè)提高產(chǎn)質(zhì)量量和消費(fèi)效率并可以盡早發(fā)現(xiàn)潛在的不利趨勢(shì)。這一切都是新商業(yè)方式的根底。為此，人們將采用預(yù)測(cè)性分析方法，該方法運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)發(fā)掘等根底技術(shù)。當(dāng)前和歷史的丈量值以及社交網(wǎng)絡(luò)等來源的“非構(gòu)造化數(shù)據(jù)將得到分析，由此提示目前尚不為人所知的事物之間的聯(lián)絡(luò)(描畫性分析)，同時(shí)可以據(jù)此評(píng)價(jià)未來系統(tǒng)行為及其影響(預(yù)測(cè)性分析)。最終，新獲得的知識(shí)不僅能用于評(píng)價(jià)不同的行動(dòng)備選方案，還能用于不斷優(yōu)化系統(tǒng)、流程和戰(zhàn)略(規(guī)范性分析)。然而，在數(shù)據(jù)分析的根底上提出行動(dòng)建議或是直接措施才是艱苦挑戰(zhàn)。這個(gè)課題需求思索以下幾個(gè)方面： 數(shù)據(jù)處置

43、形狀檢測(cè) 預(yù)測(cè)性評(píng)價(jià) 提出建議5.6.4.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果應(yīng)擬定進(jìn)展數(shù)據(jù)分析所需的規(guī)范目錄，以便于實(shí)施以下規(guī)那么： 在不了解詳細(xì)(物理)來源的情況下(封裝或虛擬化)允許訪問數(shù)據(jù) 采取即插即用的方法，經(jīng)過規(guī)范化接口集成新的數(shù)據(jù)源 利用跨領(lǐng)域價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù) 應(yīng)建立廣泛且能繼續(xù)擴(kuò)展的工藝根底，從而促使新運(yùn)用場(chǎng)景的產(chǎn)生 提供法律保證(什么人對(duì)什么數(shù)據(jù)以及由此產(chǎn)生的知識(shí)有什么權(quán)益)另外，軟件架構(gòu)和相應(yīng)的接口應(yīng)可以處置多個(gè)數(shù)據(jù)流(即實(shí)現(xiàn)元層面的數(shù)據(jù)交融)，而不用針對(duì)各個(gè)運(yùn)用場(chǎng)景進(jìn)展單獨(dú)開發(fā)。為此，應(yīng)該擬定和實(shí)施相應(yīng)的規(guī)那么： 解釋模型可用于描畫當(dāng)前形狀和判別未來形狀 應(yīng)該開發(fā)可以高效且有效的運(yùn)用

44、程序和算法，用以分析不斷添加的大量數(shù)據(jù)5.6.4.3 主要里程碑5.6.5 課題：工業(yè)4.0的句法和語義5.6.5.1 研討與創(chuàng)新的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0場(chǎng)景的前提是操作主體(如：人員、軟件工具、軟件智能體、控制系統(tǒng)、軟件效力)可以對(duì)參與對(duì)象(例如機(jī)器、機(jī)械零件、產(chǎn)品和產(chǎn)品闡明或是數(shù)字工廠相關(guān)資源)進(jìn)展解釋，也就是說，操作主體可以識(shí)別并了解參與對(duì)象。為此，必需以信息模型為根底描畫參與對(duì)象的相關(guān)特征，例如在模型中設(shè)定相關(guān)的屬性或符合對(duì)象角色的義務(wù)。人們需求消費(fèi)環(huán)境中的(數(shù)據(jù))模型、系統(tǒng)模型、解釋模型、規(guī)劃模型和組件模型，才干在計(jì)算機(jī)中完成上述過程。在這里，句法中包含了描畫文件與數(shù)據(jù)的有效符號(hào)(如字母

45、、數(shù)字、特殊字符、圖形符號(hào))，同時(shí)闡明了這些字符如何正確地相互銜接成符號(hào)鏈。語義那么經(jīng)過給符號(hào)鏈或數(shù)據(jù)賦予意義，建立符號(hào)與模型之間的關(guān)系，這樣我們才干從數(shù)據(jù)中得出信息。例如，協(xié)議就是這樣一種關(guān)系。一個(gè)協(xié)議文件中的某個(gè)字符串描畫模型中的某個(gè)屬性，協(xié)議文件還確切指出這些模型屬性描畫的是哪些特征，以及這些特征能夠有哪些表達(dá)。5.6.5.2 研討與創(chuàng)新的預(yù)期成果該課題旨在為工業(yè)4.0場(chǎng)景開發(fā)一套方式化的、計(jì)算機(jī)可處置的通用語義，用以在運(yùn)用層面解釋特定領(lǐng)域的“言語，從而使一切對(duì)象和主體及其結(jié)合過程(即流程、通訊網(wǎng)絡(luò)和價(jià)值網(wǎng)絡(luò))可以運(yùn)用這些“言語。這樣做的目的是確保價(jià)值鏈上和價(jià)值鏈間的信息流暢通無阻，以及

46、消除現(xiàn)有的規(guī)范中的破綻。 語義和句法是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸和處置過程中實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)互操作性的根本前提。 規(guī)范化的語義描畫可以支持價(jià)值鏈的自優(yōu)化和自動(dòng)化 通用語義的開發(fā)使生命周期各階段模型的結(jié)合成為能夠(可對(duì)工程中的產(chǎn)品、流程和資源進(jìn)展語義描畫) 有了句法和語義，就可以創(chuàng)建普通的工具或功能 語義和句法支持工業(yè)4.0組件的“即插即消費(fèi)功能，并使其具備靈敏性和順應(yīng)性這個(gè)課題中的挑戰(zhàn)包括：一方面，要盡快開發(fā)出工業(yè)4.0的句法和語義；同時(shí)，應(yīng)盡能夠擴(kuò)展其運(yùn)用范圍。5.6.5.3 主要里程碑5.7 課題之間的關(guān)系不同的研討課題并不是孤立存在，而是相互關(guān)聯(lián)的。因此，一個(gè)研討領(lǐng)域的最新成果將會(huì)影響另一研討領(lǐng)域的活動(dòng)。

47、目前，工業(yè)4.0平臺(tái)任務(wù)組3和德國(guó)科學(xué)顧問委員會(huì)運(yùn)用Gausemeier教授的場(chǎng)景分析法，協(xié)作分析課題之間的相關(guān)性。分析結(jié)果將于今年公布，不過目前曾經(jīng)可以確定，以下課題的研討成果對(duì)其他研討的成果有宏大的影響： “智能、柔性、可變性 “傳感器網(wǎng)絡(luò) “價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的框架 “信息平安與作業(yè)平安6.參考體系構(gòu)造、規(guī)范化與規(guī)范本章是多個(gè)機(jī)構(gòu)2的協(xié)作研討成果，其中概括了工業(yè)4.0的參考體系構(gòu)造，闡明了規(guī)范化與規(guī)范的必要性。在協(xié)作研討過程中，工業(yè)4.0平臺(tái)擔(dān)任協(xié)調(diào)大量子任務(wù)組的活動(dòng)，并確保不同組織和協(xié)會(huì)協(xié)同行動(dòng)。以下引見的大量研討成果是確保德國(guó)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要一步。6.1 引言工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造其中一個(gè)根本

48、思緒就是在一個(gè)共同的模型當(dāng)中表達(dá)不同的方面。工廠內(nèi)的縱向集成是指消費(fèi)資料的網(wǎng)絡(luò)化，例如自動(dòng)化設(shè)備或效力的聯(lián)網(wǎng)。產(chǎn)品和工件是在工業(yè)4.0的背景下必需思索的新方面，相關(guān)的模型必需反映這一點(diǎn)。工業(yè)4.0還涉及第二個(gè)方面，價(jià)值鏈的整體工程意味著：在整個(gè)價(jià)值鏈中，有關(guān)一臺(tái)消費(fèi)設(shè)備或一個(gè)工件的一切技術(shù)、管理和商業(yè)數(shù)據(jù)都被耐久地保管，并且隨時(shí)可以經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)訪問。工業(yè)4.0的第三個(gè)方面就是價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成，即跨越單個(gè)工廠的界限，動(dòng)態(tài)地組成價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，并且在一個(gè)共同的模型中表達(dá)上述這些方面。在這個(gè)模型中，控制回路以毫秒為周期進(jìn)展采樣，從商業(yè)問題求解的角度，描畫共同的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)工廠之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作。也就是說，要從

49、不同運(yùn)用領(lǐng)域的視角去了解，抓住其本質(zhì)并一致表達(dá)在一個(gè)模型中。在研討工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造模型(RAMI4.0)的詳細(xì)任務(wù)開場(chǎng)之前，有必要大致了解現(xiàn)有的途徑和方法。我們很快就發(fā)現(xiàn)，曾經(jīng)有一系列可用的途徑，但它們通常只是針對(duì)工業(yè)4.0的部分內(nèi)容，而不能從上述工業(yè)4.0完好視角出發(fā)。下面我們?cè)敿?xì)地討論各個(gè)途徑：通訊層的實(shí)現(xiàn)途徑： 過程控制規(guī)范一致框架(OPC UA)：基于IEC 62541信息層的實(shí)現(xiàn)途徑： 國(guó)際電工委員會(huì)“通用數(shù)據(jù)詞典(CDD)(IEC 60系列/ISO 84-42) 參考eCIss的屬性、分類和工具 電子設(shè)備描畫(EDD) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具(FDT)功能和信息層的實(shí)現(xiàn)途徑： 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

50、集成(FDI)作為集成技術(shù)整體工程的實(shí)現(xiàn)途徑： AutomationML ProSTEP iViP eCIss(屬性)第一步是對(duì)上述途徑作根底測(cè)試，看能否符合本章接下來引見的參考體系構(gòu)造。本質(zhì)上，上述途徑都是值得一定的，但對(duì)詳細(xì)概念和方法還需求進(jìn)一步研討。6.2 工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造在工業(yè)4.0的討論中會(huì)涉及到各種不同的利益群體：從流程自動(dòng)化到工廠自動(dòng)化，不同產(chǎn)業(yè)采用不同的規(guī)范、信息通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)；不同的協(xié)會(huì)和規(guī)范組織制定出各種規(guī)范，例如：不同的協(xié)會(huì)包括德國(guó)信息技術(shù)、電信和新媒體協(xié)會(huì)(BITKOM)、德國(guó)機(jī)械設(shè)備制造業(yè)結(jié)合會(huì)(VDMA)、德國(guó)電子電氣制造商協(xié)會(huì)(ZVEI)、德國(guó)工程師協(xié)

51、會(huì)(VDI)；不同的規(guī)范組織包括國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際規(guī)范化組織(ISO)以及它們?cè)诘聡?guó)的分支機(jī)構(gòu)德國(guó)電氣電工信息技術(shù)委員會(huì)(DKE)和德國(guó)規(guī)范化學(xué)會(huì)(DIN)。為了就“哪些規(guī)范和用例在工業(yè)4.0中是必不可少的?這個(gè)問題達(dá)成共識(shí)，必需建立一個(gè)一致的參考體系構(gòu)造模型，才干在此根底上討論各種關(guān)系和細(xì)節(jié)。這項(xiàng)任務(wù)的最終成果就是工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造(RAMI4.0)。它包含了工業(yè)4.0的重要方面，補(bǔ)充了IEC 62264的層次構(gòu)造：在底層補(bǔ)充了產(chǎn)品/工件層；在頂層補(bǔ)充了超越單個(gè)工廠的“互聯(lián)世界層面。橫軸表示設(shè)備或產(chǎn)品的生命周期，也表達(dá)了原型和實(shí)物之間的區(qū)別。在六個(gè)層面之上，最后構(gòu)造化地描畫了

52、工業(yè)4.0組件中代表信息技術(shù)的部分。因此，工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造模型的主要特點(diǎn)把生命周期和價(jià)值鏈以分層構(gòu)造的方式結(jié)合，用于定義工業(yè)4.0組件。此外，這個(gè)模型中的層次構(gòu)造還表達(dá)了工業(yè)4.0環(huán)境中極高的柔性，并允許對(duì)各種功能進(jìn)展封裝。參考體系構(gòu)造模型為描畫和實(shí)施柔性消費(fèi)的概念奠定根底。這個(gè)模型可以隨著工業(yè)4.0的開展做出調(diào)整，還可以針對(duì)有特殊規(guī)定和要求的運(yùn)用領(lǐng)域進(jìn)展定義。工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造模型將引入DIN SPEC 91345規(guī)范。6.2.1 要求與目的目的工業(yè)4.0是專門研討“物聯(lián)網(wǎng)與效力互聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，該領(lǐng)域涉及大約15個(gè)產(chǎn)業(yè)。借助參考體系構(gòu)造模型，可以對(duì)義務(wù)和流程進(jìn)展詳細(xì)明晰的分解，更直觀

53、地呈現(xiàn)真實(shí)情況，從而有助于對(duì)規(guī)范化與規(guī)范等問題進(jìn)展有針對(duì)性的討論。在處理未來的問題時(shí)也要根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范，找出有待拓展或修正的地方。原有規(guī)范中疏漏或反復(fù)多余之處也可以被發(fā)現(xiàn)，然后進(jìn)展討論研討。假設(shè)不同規(guī)范模型中出現(xiàn)同樣或類似的方面，便可將其作為參考體系構(gòu)造模型中優(yōu)先討論的規(guī)范。這樣做的目的是在可行的范圍內(nèi)盡能夠地減少規(guī)范的數(shù)量。規(guī)范的達(dá)成選定的規(guī)范要經(jīng)過檢驗(yàn)，看它們?cè)诙啻蟪潭壬线m宜工業(yè)4.0運(yùn)用場(chǎng)景中已有的方案和方法。這些規(guī)范最初在工業(yè)4.0運(yùn)用中實(shí)施時(shí)，可以實(shí)施一個(gè)規(guī)范的部分內(nèi)容曾經(jīng)足夠。這樣有利于引入和實(shí)施工業(yè)4.0所必需的跨制造商處理方案，為小企業(yè)添加和發(fā)明時(shí)機(jī)，從而協(xié)助 它們快速實(shí)施和順

54、應(yīng)工業(yè)4.0。用例參考體系構(gòu)造模型也可用于工業(yè)4.0用例的評(píng)價(jià)，例如用于評(píng)價(jià)用例中必需用到的規(guī)范。確定研討課題的關(guān)系不同研討課題之間的關(guān)系在參考體系構(gòu)造模型中構(gòu)成多個(gè)空間構(gòu)造(子空間)。實(shí)施工業(yè)4.0本質(zhì)上就是了解和調(diào)整這種子空間的關(guān)系。定義更高層面的規(guī)那么參考體系構(gòu)造模型可用于定義更高層面的工業(yè)4.0實(shí)施規(guī)那么。目的概述： 建立直觀簡(jiǎn)約的參考體系構(gòu)造模型 檢驗(yàn)現(xiàn)有的規(guī)范 發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)規(guī)范中的破綻 找出規(guī)范中反復(fù)多余的部分并確定首選的處理方案 盡能夠減少規(guī)范的數(shù)量 找出不同規(guī)范中反復(fù)的部分，把它作為工業(yè)4.0中優(yōu)先實(shí)施的內(nèi)容 確定用例的內(nèi)容 確定不同課題之間的關(guān)系 定義更高層面的規(guī)那么2 在德國(guó)

55、工程師協(xié)會(huì)(VDI)和德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)(VDE)組建的計(jì)量方法與自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)(GMA)中的專家是我們制定工業(yè)4.0實(shí)施途徑時(shí)出色的協(xié)作同伴，特別是完成7.21和7.20章節(jié)時(shí)分別協(xié)作的“工業(yè)4.0和“物理信息系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)。 同樣，德國(guó)電子電氣制造商協(xié)會(huì)成立的規(guī)范委員會(huì)(SG2)也協(xié)助 協(xié)會(huì)進(jìn)展內(nèi)容編寫任務(wù)。德國(guó)電子技術(shù)委員會(huì)(DKE)在規(guī)范委員會(huì)(SG2)中相應(yīng)的代表也參與協(xié)會(huì)關(guān)于規(guī)范內(nèi)容的編寫。6.2.2 參考體系構(gòu)造模型的概述下面的三維模型很好地展現(xiàn)了工業(yè)4.0的空間構(gòu)造。工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造模型自創(chuàng)由歐洲智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)組(SG-CG)定義的智能電網(wǎng)體系構(gòu)造模型(SGAM)3。智能

56、電網(wǎng)體系構(gòu)造模型得到世界范圍內(nèi)的認(rèn)可，這里根據(jù)工業(yè)4.0的要求對(duì)該模型將進(jìn)展調(diào)整和拓展?？v軸上的各個(gè)層面用于描畫不同的視角，如：數(shù)據(jù)映像、功能描畫、通訊行為、硬件/設(shè)備或業(yè)務(wù)流程。這非常符合“在易于管理的單元中包含復(fù)雜的工程集群的信息技術(shù)思想。橫軸展現(xiàn)的是另一重要維度，即包括價(jià)值鏈在內(nèi)的產(chǎn)品生命周期。此外在參考體系構(gòu)造模型中也可以明晰地看出各方面的相關(guān)性，例如全生命周期中的數(shù)據(jù)搜集。第三軸呈現(xiàn)的是第三個(gè)重要維度，即工廠或設(shè)備內(nèi)部功能和職責(zé)確實(shí)定。這個(gè)維度參考了功能的分層構(gòu)造，而非根據(jù)設(shè)備種類或傳統(tǒng)的自動(dòng)化金字塔分層。6.2.3 參考體系構(gòu)造模型的視角(層面)智能電網(wǎng)體系構(gòu)造模型(SGAM)是描

57、畫電網(wǎng)從發(fā)電、輸電到向用戶配電整個(gè)過程的最好方式。在工業(yè)4.0中，產(chǎn)品開發(fā)和消費(fèi)場(chǎng)景處于中心位置的，因此必需對(duì)其中的開發(fā)流程、消費(fèi)線、消費(fèi)機(jī)器、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和產(chǎn)品自動(dòng)消費(fèi)的情況(即整個(gè)運(yùn)作過程)加以描畫。一切組件，不論是消費(fèi)機(jī)器還是產(chǎn)品，涉及的不僅僅是信息通訊技術(shù)功能。例如，在仿真一臺(tái)完好的機(jī)器(一個(gè)系統(tǒng))時(shí)，需求思索到當(dāng)中的電纜、線性驅(qū)動(dòng)器以及其他機(jī)械構(gòu)造。它們是真實(shí)世界的一部分，但無法自動(dòng)通訊，因此它們的信息必需經(jīng)過虛擬表示來呈現(xiàn)和運(yùn)用，例如經(jīng)過二維碼被動(dòng)地與數(shù)據(jù)庫條目聯(lián)絡(luò)起來。為了更好地描畫機(jī)器、組件和工廠，工業(yè)4.0參考體系構(gòu)造模型用設(shè)備層替代了智能電網(wǎng)體系構(gòu)造模型(SGAM)中的組件層，

58、并在其上添加了集成層。經(jīng)過這樣可以對(duì)設(shè)備進(jìn)展數(shù)字化，從而實(shí)現(xiàn)虛擬表示。通訊層擔(dān)任處置日志以及傳輸數(shù)據(jù)和文件；信息層處置相關(guān)數(shù)據(jù)；功能層那么包含一切必需的(方式化描畫的)功能；業(yè)務(wù)層展現(xiàn)了相關(guān)的業(yè)務(wù)流程。提示：各層面內(nèi)部需求強(qiáng)大的凝聚力，在層與層之間存在松散耦合，事件交換只發(fā)生在兩個(gè)相鄰的層之間或一個(gè)層的內(nèi)部。多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)更大的總系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)和總系統(tǒng)必需在這個(gè)參考體系構(gòu)造模型的根底上構(gòu)建，各個(gè)層面的內(nèi)容必需可以相互兼容。接下來將逐一引見各個(gè)層面和它們之間的關(guān)系：6.2.3.1 業(yè)務(wù)層 確保價(jià)值鏈中各項(xiàng)功能的集成 描畫商業(yè)方式及其構(gòu)成的全過程 法律和監(jiān)管框架 對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)必需根據(jù)的規(guī)那么進(jìn)展

59、建模 功能層各項(xiàng)功能的協(xié)調(diào) 不同業(yè)務(wù)流程的銜接元件 接納業(yè)務(wù)流程切換的事件業(yè)務(wù)層并不是指企業(yè)資源方案(ERP)等詳細(xì)的系統(tǒng)。企業(yè)資源方案(ERP)功能在業(yè)務(wù)流程背景中運(yùn)作，通常屬于功能層。6.2.3.2 功能層 功能的方式化描畫 不同功能橫向集成的平臺(tái) 得到業(yè)務(wù)流程支持的功能的運(yùn)轉(zhuǎn)和建模環(huán)境 運(yùn)用運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境和技術(shù)功能規(guī)那么或決策是在功能層內(nèi)構(gòu)成的，也可以根據(jù)下層(信息層或集成層)的運(yùn)用場(chǎng)景構(gòu)成。遠(yuǎn)程訪問和橫向集成都只能在功能層內(nèi)進(jìn)展，這樣可以保證信息與流程形狀的完好性以及技術(shù)層面的集成。出于維護(hù)的目的，也可對(duì)設(shè)備層和集成層進(jìn)展暫時(shí)訪問。暫時(shí)訪問時(shí)僅能訪問功能層下面的層面的相關(guān)信息和流程，例如傳感

60、器/促動(dòng)器的閃爍或診斷數(shù)據(jù)的挑選。維護(hù)過程中的暫時(shí)遠(yuǎn)程訪問不影響長(zhǎng)期的功能集成或橫向集成。6.2.3.3 信息層 事件(預(yù))處置的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境 執(zhí)行與事件相關(guān)的規(guī)那么 規(guī)那么的方式化描畫 背景：事件的預(yù)處置在信息層，一個(gè)或多個(gè)事件會(huì)根據(jù)規(guī)那么進(jìn)一步產(chǎn)生一個(gè)或更多的事件，然后觸發(fā)功能層來處置這些事件。 長(zhǎng)期保管經(jīng)過模型來表示的數(shù)據(jù) 確保數(shù)據(jù)的完好性 不斷地集成不同數(shù)據(jù) 獲取更高價(jià)值的新數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)) 經(jīng)過效力接口提供構(gòu)造化數(shù)據(jù) 接納事件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展適當(dāng)轉(zhuǎn)換，使其可用于功能層的運(yùn)用6.2.3.4 通訊層 在一致的數(shù)據(jù)格式下對(duì)通訊進(jìn)展規(guī)范化，使通訊層的數(shù)據(jù)格式與信息層一致 提供控制集成層的功能