2021支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)

支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)II目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1縮略語 2總體架構(gòu) 3概述 3邊緣層 3IaaS層 3PaaS層 4DaaS層 4KaaStu層 4SaaS層 4門戶 4總體架構(gòu)功能 4邊緣層功能 4IaaS層功能 5PaaS層功能 5DaaS層功能 5KaaS層功能 5SaaS層功能 6附錄 A（資料性）支持家電行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu) 7概述 7平臺(tái)參考架構(gòu) 7應(yīng)用效果 8附錄 B（資料性）支持漁具行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu) 9概述 9平臺(tái)參考架構(gòu) 9應(yīng)用效果 10PAGEPAGE10支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)范圍本文件規(guī)定了離散行業(yè)的支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)。本文件適用于指導(dǎo)企業(yè)搭建、使用和運(yùn)營大規(guī)模定制生產(chǎn)相關(guān)平臺(tái)。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T20720.2-2020企業(yè)控制系統(tǒng)集成第2部分：企業(yè)控制系統(tǒng)集成的對(duì)象和屬性GB/T35447-2017服裝定制通用技術(shù)規(guī)范GB/T37960-2019云制造服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用實(shí)施規(guī)范GB/T38666-2020信息技術(shù)大數(shù)據(jù)工業(yè)應(yīng)用參考架構(gòu)GB/T39102-2020定制消費(fèi)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)質(zhì)量控制指南GB/T40012-2021個(gè)性化定制分類指南術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造Networkcollaborativemanufacturing利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和各種集成技術(shù)將串行工作變?yōu)椴⑿泄こ蹋蚱茣r(shí)間、空間的約束，將供應(yīng)鏈3.2大規(guī)模定制MassCustomization3.3微服務(wù)MicroService一種軟件開發(fā)技術(shù)-面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）架構(gòu)樣式的一種變體，將應(yīng)用程序構(gòu)造為一組松散耦合的服務(wù)。在微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中，服務(wù)是細(xì)粒度的，協(xié)議是輕量級(jí)的。3.4資源調(diào)度Resourcescheduling對(duì)各種資源進(jìn)行合理有效的調(diào)節(jié)和測量及分析和使用。3.5資源池Resourcepool一種設(shè)計(jì)模式，這里的資源主要是指系統(tǒng)資源,這些資源不專屬于某個(gè)進(jìn)程或內(nèi)部資源。3.6知識(shí)圖譜KnowledgeGraph顯示知識(shí)發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一系列各種不同的圖形，用可視化技術(shù)描述知識(shí)資源及其載體，挖掘、分析、構(gòu)建、繪制和顯示知識(shí)及它們之間的相互聯(lián)系。3.7并行計(jì)算Parallelcomputing3.8虛擬化Virtualization[來源：ISO/IEC17826:2016,定義3.39]3.9交互設(shè)計(jì)InteractionDesign設(shè)計(jì)人和產(chǎn)品或服務(wù)互動(dòng)的一種機(jī)制，以用戶體驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行的人機(jī)交互設(shè)計(jì)要考慮用戶的背景、使用經(jīng)驗(yàn)以及在操作過程中的感受，從而設(shè)計(jì)符合最終用戶的產(chǎn)品，是的最終用戶在使用產(chǎn)品時(shí)愉悅、符合自己的邏輯、有效完成并且高效使用產(chǎn)品。3.10用戶畫像Personas建立在一系列真實(shí)數(shù)據(jù)之上的目標(biāo)用戶模型。3.11預(yù)測性維護(hù)Predictivemaintenance3.12邊緣計(jì)算Edgecomputing[來源：ISO/IECTR23188:2020,定義3.1.3]。3.13機(jī)理模型Mechanismmodel根據(jù)對(duì)象、生產(chǎn)過程的內(nèi)部機(jī)制或者物質(zhì)流的傳遞機(jī)理建立起來的精確數(shù)學(xué)模型?？s略語下列縮略語適用于本文件。IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService）PaaS：平臺(tái)即服務(wù)（PlatformasaService）SaaS：軟件即服務(wù)（SoftwareasaService）DaaS：數(shù)據(jù)即服務(wù)（DataasaService）KaaS：知識(shí)即服務(wù)（KnowledgeasaService）DevOps：過程、方法與系統(tǒng)的統(tǒng)稱（DevelopmentandOperations）BI：商業(yè)智能（BusinessIntelligence）AI：人工智能（ArtificialIntelligence）總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造開放式大規(guī)模定制的體系結(jié)構(gòu)主要分為邊緣層、IaaS層、PaaS層、DaaS層、KaaS層、SaaS層，如圖1所示，各層應(yīng)可以調(diào)用下層的數(shù)據(jù)、功能或者服務(wù)機(jī)制，同層模塊、系統(tǒng)之間可相互調(diào)用。圖1支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)邊緣層邊緣層可包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、協(xié)議適配解析轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算與存儲(chǔ)、任務(wù)編排等內(nèi)容。IaaSIaaSIaaS層可包括：服務(wù)器管理、網(wǎng)絡(luò)管理、存儲(chǔ)管理、集群管理、資源調(diào)度等內(nèi)容。PaaS大規(guī)模定制平臺(tái)的PaaS層對(duì)應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)層，其本質(zhì)是在現(xiàn)有成熟的IaaS平臺(tái)上構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展的工業(yè)操作系統(tǒng)，為工業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。PaaS層可包括以下內(nèi)容：——通用PaaS層資源部署與管理：服務(wù)組件、應(yīng)用支撐、微服務(wù)治理、智能運(yùn)維和運(yùn)營管理等；——應(yīng)用類組件：消息中心、機(jī)器學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈等；——開發(fā)類組件：BI開發(fā)平臺(tái)、DevOps開發(fā)平臺(tái)和AI開發(fā)平臺(tái)。DaaSDaaSDaaS層可包括以下內(nèi)容：——時(shí)序數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫；——數(shù)據(jù)定義、實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)測算法、Spark。KaaStuKaaSKaaS層可包括以下內(nèi)容：——知識(shí)引擎；——工業(yè)機(jī)理模型：研發(fā)設(shè)計(jì)仿真類、生產(chǎn)過程管理類、服務(wù)效能提升類、設(shè)備故障診斷類、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控類；——知識(shí)庫：瀏覽搜索、數(shù)據(jù)分析、信息管理、權(quán)限管理。SaaSSaaSSaaS層可包括以下內(nèi)容：——交互設(shè)計(jì)、個(gè)性定制、場景仿真、協(xié)同制造、用戶畫像、預(yù)測性維護(hù)；——用戶中心、企業(yè)中心、開發(fā)者中心。門戶門戶包括以下內(nèi)容：家電、服裝、模具、交通、家具、文旅和智慧民生?？傮w架構(gòu)功能邊緣層功能邊緣層為網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造開放式大規(guī)模定制平臺(tái)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和邊緣決策。主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、協(xié)議適配解析轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算和存儲(chǔ)、和任務(wù)編排等，滿足IaaS層、PaaS層和SaaS層的正常運(yùn)行的需求。協(xié)議適配解析轉(zhuǎn)換構(gòu)建了設(shè)備與設(shè)備之間、單元級(jí)和產(chǎn)線級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)。邊緣計(jì)算及存儲(chǔ)和任務(wù)管理編排是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)提供實(shí)時(shí)智能決策等基礎(chǔ)。IaaSIaaS層為網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造開放式大規(guī)模定制平臺(tái)提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施和管理機(jī)制，包括服務(wù)器管理、網(wǎng)絡(luò)管理、存儲(chǔ)管理、集群管理、資源調(diào)度等，滿足PaaS層、SaaS層的正常運(yùn)行的需求。PaaSPssS通用PaaS應(yīng)用類開發(fā)類IaaSPaaSSaaSBPM以及PaaSDaaS值的屬性用于特性、參數(shù)和數(shù)據(jù)，以交換實(shí)際值。值屬性還用于交換屬性和參數(shù)中允許或預(yù)期的值。完整定義見GB/T20720.2-2020的4.8。KaaSKaaS層不同于傳統(tǒng)的提供軟件或硬件的云計(jì)算服務(wù)模式，KaaS層以互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)知識(shí)作為服務(wù)手段，KaaSSaaSSaaS附錄 A（資料性）支持家電行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)概述客戶需求和定制需求的差異問題。家電行業(yè)的制造廠商主要面對(duì)企業(yè)客戶和消費(fèi)客戶，每類客戶都會(huì)有個(gè)性化的需求。個(gè)性化的需求轉(zhuǎn)換成平臺(tái)的定制需求，如果轉(zhuǎn)換出現(xiàn)歧義，定制出的產(chǎn)品最終不能滿足用戶的個(gè)性化需求，客戶的需求未能滿足，容易對(duì)企業(yè)的品牌產(chǎn)品產(chǎn)生負(fù)面影響；根據(jù)需求進(jìn)行的協(xié)同制造。產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門、采購部門和生產(chǎn)部門是獨(dú)立的。設(shè)計(jì)部門在需求傳輸過程中可能出現(xiàn)背離需求，設(shè)計(jì)的結(jié)果大相徑庭。采購部門可能會(huì)出現(xiàn)未能處理好訂單和庫存的關(guān)系的現(xiàn)象，沒有及時(shí)采購原材料，從而導(dǎo)致生產(chǎn)部門無法繼續(xù)作業(yè)等。生產(chǎn)部門可能會(huì)出現(xiàn)原材料使用不合理的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題；協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同生產(chǎn)的全流程管理。家電行業(yè)的產(chǎn)品是基于模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。定制產(chǎn)品是通過設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等步驟實(shí)現(xiàn)的，是以訂單驅(qū)動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)和物料需求。保證在交貨日期內(nèi)，能滿足客戶需求，同時(shí)控制在低庫存是面臨的主要挑戰(zhàn)。；產(chǎn)品的售后服務(wù)。個(gè)性化定制的產(chǎn)品僅滿足客戶需求，產(chǎn)品是由多個(gè)企業(yè)協(xié)同制造的，很難利用產(chǎn)品的組件進(jìn)行替換，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維修。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，面向家電領(lǐng)域，提出了支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)。平臺(tái)參考架構(gòu)從技術(shù)層面分解，支持家電大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)是由邊緣層、IaaS層、PaaS層、SaaS層和門戶網(wǎng)站、大數(shù)據(jù)分析和安全防護(hù)體系等組成。邊緣層包含服務(wù)注冊(cè)、外部API、流式分析、消息實(shí)時(shí)處理、協(xié)議配置、消息緩存、控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器、數(shù)據(jù)庫等工業(yè)設(shè)備類和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)。IaaS層包含服務(wù)器管理、網(wǎng)絡(luò)管理、存儲(chǔ)管理、虛擬化管理、群集管理和資源調(diào)度。PaaSPaaS平臺(tái)微服務(wù)治理。DevOpsAISaaS層包括業(yè)務(wù)運(yùn)營和應(yīng)用創(chuàng)新。業(yè)務(wù)運(yùn)營包括提質(zhì)增效、資源配置和模式轉(zhuǎn)換（大規(guī)模定制），門戶網(wǎng)站包含用戶中心、企業(yè)中心、資源中心、開發(fā)者中心、運(yùn)營中心、新聞資訊、產(chǎn)品&服務(wù)、開發(fā)者平臺(tái)&社區(qū)、APPStore等，面向裝備企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)、消費(fèi)者用戶、服務(wù)資源和開發(fā)者等用戶，支持多語言，并提供了支持家電領(lǐng)域的平臺(tái)應(yīng)用。圖A.1支持家電行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)應(yīng)用效果附錄 B（資料性）支持漁具行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)參考架構(gòu)概述平臺(tái)參考架構(gòu)漁具行業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)平臺(tái)（如圖B.1所示）將用戶個(gè)性化需求小數(shù)據(jù)匯聚IaaSPaaSSaaSIaaS層包含服務(wù)器管理，網(wǎng)絡(luò)管理，存儲(chǔ)管理，虛擬化管理，群集管理，以及資源調(diào)度管理等。PaaS層為開發(fā)運(yùn)維人員提供全生命周期的基于微服務(wù)架構(gòu)和DevOps的開發(fā)、運(yùn)維支撐環(huán)境。包括應(yīng)PaaS平臺(tái)等四個(gè)層次，IT工業(yè)機(jī)理模型庫與建模工具包括工業(yè)知識(shí)與機(jī)理模型庫，三維可視化建模工具，業(yè)務(wù)流建模工具，機(jī)器學(xué)習(xí)與AISaaSSaaSBOM服務(wù)門戶