引言

德國工業(yè)4.0平臺喷面，仍然在孜孜不倦地深耕技術(shù)細(xì)節(jié)仔沿。一段時(shí)間以來，在工業(yè)4.0的大背景下逆巍，人們漸漸意識到及塘，要實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化，除了技術(shù)驅(qū)動的自下而上的方法外厚较，還必須通過自上而下的驅(qū)動方式槐骂。這種自上而下方法的起點(diǎn)是業(yè)務(wù)場景，從而衍生出很多的技術(shù)應(yīng)用實(shí)例赞亡。而這些實(shí)例是獲得新產(chǎn)品肪躯、解決方案和服務(wù)以及標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。

德國工業(yè)4.0平臺構(gòu)建了一個(gè)“基于價(jià)值服務(wù)VBS(value-based Service)”的工業(yè)4.0子體系生纫，已經(jīng)完全向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)靠攏掀舷，進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)對標(biāo)，而且重點(diǎn)是從業(yè)務(wù)場景層面出發(fā)都陵。因?yàn)閷τ诩夹g(shù)用戶而言幅猖，這些業(yè)務(wù)場景本身已經(jīng)存在而且具體化了。

技術(shù)層面的實(shí)例如何描述

如何在技術(shù)層面上造轴，以實(shí)例的形式描述參與者與技術(shù)系統(tǒng)的相互作用?德國工業(yè)4.0平臺之一的目標(biāo)是梢翼，按照以下的一個(gè)簡單原則的邊界條件，找到合適的抽象實(shí)例描述的標(biāo)準(zhǔn)胀邀。

● 作者團(tuán)隊(duì)以外的人員可以理解;

● 應(yīng)用場景保證完整性(規(guī)定的80%);

● 頁數(shù)不要太多(每個(gè)應(yīng)用場景不超過20頁)雪怠。

這樣讀者就可以更好地理解企業(yè)與技術(shù)視角之間差異的用戶，以簡化制造業(yè)數(shù)字化背景下的各種討論戚嗅。

基于價(jià)值服務(wù)的應(yīng)用場景

通常情況下雨涛，產(chǎn)品供應(yīng)商向客戶交付產(chǎn)品，但不會從客戶對產(chǎn)品的使用中獲得任何反饋(參見工業(yè)百條“產(chǎn)品孤兒”)懦胞√婢茫基于價(jià)值的服務(wù)應(yīng)用場景是基于一個(gè)創(chuàng)新的假設(shè)，即未來交付的產(chǎn)品將連接到一個(gè)服務(wù)平臺，客戶使用產(chǎn)品的反饋數(shù)據(jù)將提供給服務(wù)平臺蚯根，基于使用數(shù)據(jù)后众，服務(wù)提供商可以向客戶提供(數(shù)據(jù)驅(qū)動的)增值服務(wù)。圖1表示了其中的利益相關(guān)者颅拦，底層價(jià)值網(wǎng)絡(luò)以及從客戶到服務(wù)平臺的新信息流吼具，這些便是新的數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù)的基礎(chǔ)。

圖1 基于價(jià)值的服務(wù)應(yīng)用場景價(jià)值網(wǎng)絡(luò)

從商業(yè)視角而言矩距，圖2說明了如何應(yīng)用如圖1所示的基于價(jià)值的服務(wù)的應(yīng)用場景。在此考慮的產(chǎn)品是一臺機(jī)器設(shè)備怖竭。為便于區(qū)分锥债，這里用兩種不同顏色表示兩個(gè)不同的業(yè)務(wù)利益相關(guān)者：設(shè)備供應(yīng)商(綠色)Supplier of machines和設(shè)備使用者(橙色)Operator of machines。

圖2 從產(chǎn)品孤兒到產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)

應(yīng)用場景引入了兩個(gè)額外的業(yè)務(wù)角色：服務(wù)平臺的運(yùn)營商和數(shù)據(jù)驅(qū)動型服務(wù)的供應(yīng)商茁螺。要討論未來誰將完成這些額外的業(yè)務(wù)角色【福現(xiàn)有的商業(yè)利益相關(guān)者，即機(jī)器的供應(yīng)商或機(jī)器的操作者烦猾，可能會完成這些角色膏莽，但其他業(yè)務(wù)利益相關(guān)者也可能會這樣做。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)邏輯與角色

對于一個(gè)在規(guī)劃的系統(tǒng)卤舆，即IIoT系統(tǒng)中体六，具有如圖3所示的通用邏輯結(jié)構(gòu)。

邏輯結(jié)構(gòu)的中心是一個(gè)服務(wù)平臺挥肤，分為三層：設(shè)備連接層挥桑、基礎(chǔ)設(shè)施層和應(yīng)用層。在應(yīng)用層中理秃，包含各種應(yīng)用达玉。這些應(yīng)用程序往往不需要特別的編程技術(shù)，可以通過配置庫中提供的功能模塊來創(chuàng)建應(yīng)用程序柴伪，而不必反復(fù)編輯蹲居。

圖3 基于價(jià)值服務(wù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

對基于價(jià)值的服務(wù)應(yīng)用場景，需要9種角色睦授，可以分為三個(gè)類別两芳。

圖4 角色分工

第一組角色，與資產(chǎn)的使用有關(guān)去枷。這些角色與今天的典型設(shè)置非常相似盗扇，尤其是在制造業(yè)中，機(jī)器被認(rèn)為是非常典型的資產(chǎn)沉填。

● 設(shè)備使用者(Operator of an asset)：設(shè)備使用者通常指的是機(jī)器或整個(gè)工廠;

● 生產(chǎn)經(jīng)理(制造公司)(Production manager)：管理整個(gè)制造過程(生產(chǎn)的計(jì)劃和調(diào)度);

● 設(shè)備供應(yīng)商(Supplier of an asset)：有形資產(chǎn)的供應(yīng)商;

● 設(shè)備集成商(Asset integrator)：通過服務(wù)平臺的連接層和設(shè)備本身提供的功能疗隶，將設(shè)備連接到服務(wù)平臺。

第二組角色，與服務(wù)平臺的基礎(chǔ)設(shè)施層以及服務(wù)平臺的整體使用有關(guān)：

● 功能模塊的開發(fā)人員：通過服務(wù)平臺的基礎(chǔ)設(shè)施層提供的開發(fā)功能;

● 服務(wù)平臺運(yùn)營商(Operator of the service)：管理和運(yùn)營服務(wù)平臺提供的所有功能斑鼻。包括支持和咨詢活動蒋纬，以便不同層級服務(wù)平臺的使用;

● 計(jì)算資源(Computing resource)：云計(jì)算或者本地計(jì)算能力。

第三個(gè)集群坚弱，包含與基于功能模塊配置的應(yīng)用程序相關(guān)的角色：

● 設(shè)備使用顧問(Asset user advisor)：一個(gè)專家角色蜀备，將連接設(shè)備使用數(shù)據(jù)的技術(shù)分析的見解轉(zhuǎn)換為建議，作為一種向設(shè)備使用者提供的服務(wù)荒叶。

值得注意的是晾晕，這些角色有可能是同一個(gè)人擔(dān)任。

業(yè)務(wù)活動與具體實(shí)例

業(yè)務(wù)活動可以分為技術(shù)和商業(yè)钻字。技術(shù)活動細(xì)分為兩類：第一類活動與工程相關(guān)窃等，涉及到設(shè)置、重新配置資產(chǎn)和IIoT系統(tǒng);第二類活動與運(yùn)營相關(guān)哈痘，資產(chǎn)和IIoT系統(tǒng)的使用和維護(hù)淀准。

以“設(shè)備連接”活動為例。最早的觸發(fā)動機(jī)是鼎派，此活動將由生產(chǎn)經(jīng)理以明確的方式發(fā)起烁讨、設(shè)計(jì)和調(diào)度。這里需要定義數(shù)據(jù)從設(shè)備到服務(wù)平臺的轉(zhuǎn)換要求径候。

圖5 設(shè)備連接的流程

工作流程：

● 任務(wù)1“根據(jù)產(chǎn)品經(jīng)理的要求定義要傳輸?shù)椒?wù)平臺的數(shù)據(jù)(包括傳輸協(xié)議)”：角色-資產(chǎn)集成商和供應(yīng)商;

● 任務(wù)2“將設(shè)備連接到服務(wù)平臺(包括提供配置功能以在服務(wù)平臺上模擬顯示資產(chǎn)整個(gè)生命周期的管理)”：角色-設(shè)備集成商;

● 任務(wù)3“提供對設(shè)備使用數(shù)據(jù)的訪問”：角色-服務(wù)平臺運(yùn)營商;

● 任務(wù)4“驗(yàn)證設(shè)備連接”：角色-設(shè)備集成商么养、服務(wù)平臺運(yùn)營商、設(shè)備供應(yīng)商;

● 任務(wù)5“接受設(shè)備連接”：角色-設(shè)備集成商和生產(chǎn)經(jīng)理速袁。

在這個(gè)過程中月锅，設(shè)備到服務(wù)平臺的連接必須以“自主配置”的方式實(shí)現(xiàn)。設(shè)備的重新配置泞当，會引起連接的調(diào)整(目前通常由設(shè)備使用者執(zhí)行)迹蛤，在以前這是一件非常耗時(shí)麻煩的事情。而今天襟士，如果設(shè)備使用者執(zhí)行重新配置盗飒，可以在沒有設(shè)備集成商的幫助下，完成設(shè)備連接到服務(wù)平臺陋桂。

服務(wù)平臺的連接層逆趣，必須讓設(shè)備集成商可以在沒有其他角色幫助的情況下測試設(shè)備的連接(當(dāng)然如果有問題，可以請求服務(wù)平臺的運(yùn)營商提供支持)的功能嗜历。

同樣在“設(shè)備重新配置”宣渗、應(yīng)用配置等一系列的活動中，都要有明確的流程和約束條件梨州。例如“設(shè)備重新配置”(包括管理消耗品痕囱，輔助材料和供應(yīng)商材料)田轧，最基本的要求是，設(shè)備與服務(wù)平臺的連接必須便于配置鞍恢，這樣在后續(xù)更改配置的過程中傻粘，只有重新配置原始狀態(tài)的請求時(shí)，才有必要向設(shè)備集成商求助溶隅。

小記

本文對德國工業(yè)4.0平臺的一個(gè)子分支進(jìn)行了跟蹤分析迹遏。其結(jié)果令人嘆服。德國嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ處熅窳浼剑俅蔚玫搅蓑?yàn)證懒俊。在頂層框架與一線實(shí)踐上，二者取得了完美的融合圆如。既有頂層視角钮瘪，又有工程實(shí)踐。這種結(jié)合烟焊，打破了我們對于德國擅長制造機(jī)器的看法。在如何構(gòu)建一個(gè)機(jī)器群的生態(tài)上潘羡，德國人三年來的實(shí)踐隔造，超過我們的想象。而且值得注意的是坎隶，德國工業(yè)4.0平臺不僅僅在跟美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC對標(biāo)刃勤，也在積極跟日本的工業(yè)價(jià)值鏈IVI進(jìn)行用例對接。而中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則似乎獨(dú)立創(chuàng)造了一個(gè)空曠的語境刮吧。德國面向未來湖饱、面向國際合作、面向應(yīng)用實(shí)踐的頂層設(shè)計(jì)杀捻，值得當(dāng)下中國工業(yè)界深入井厌、再深入的思考。

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