工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)概貌

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)概貌為了推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各個(gè)國(guó)家的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟紛紛推出了自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)模型，用以指導(dǎo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及產(chǎn)業(yè)推進(jìn)。下面簡(jiǎn)單介紹一下美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)的參考架構(gòu)模型。體系架構(gòu)非常龐大，本文只介紹整體結(jié)構(gòu)，后續(xù)將分別詳細(xì)介紹業(yè)務(wù)指南、功能框架、技術(shù)框架及實(shí)施框架。關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)美國(guó)IIRA德國(guó)RAMI4.0SO/IEC/IEEE42010-2011標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC/IEEE42010-2011是用于描述系統(tǒng)架構(gòu)的一套標(biāo)準(zhǔn)，它定義了架構(gòu)視圖、架構(gòu)描述及架構(gòu)語言，用以指導(dǎo)一個(gè)具體系統(tǒng)架構(gòu)的表述方式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)的定義遵循該標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA2015年6月美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA》1.0版本。按照ISO/IEC/IEEE42010-2011關(guān)于架構(gòu)描述的標(biāo)準(zhǔn)，參考架構(gòu)包括商業(yè)視角、使用視角、功能視角和實(shí)施視角四個(gè)層級(jí)，并論述了系統(tǒng)安全、信息安全、彈性、互操作性、連接性、數(shù)據(jù)管理、高級(jí)數(shù)據(jù)分析、智能控制、動(dòng)態(tài)組合九大系統(tǒng)特性。經(jīng)過幾年的改進(jìn)和修訂，目前最新版本為1.9。圖一美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)德國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)RAMI4.02015年3月德國(guó)工業(yè)4.0工作組正式發(fā)布了工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型（RAMI4.0），它從產(chǎn)品生命周期/價(jià)值鏈、層級(jí)和架構(gòu)等級(jí)三個(gè)維度，分別對(duì)工業(yè)4.0進(jìn)行多角度描述的一個(gè)框架模型。RAMI4.0的第一個(gè)維度，是在IEC62264企業(yè)系統(tǒng)層級(jí)架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，補(bǔ)充了產(chǎn)品或工件的內(nèi)容，并由企業(yè)內(nèi)部廠拓展至“企業(yè)外部互聯(lián)”，從而體現(xiàn)工業(yè)4.0針對(duì)產(chǎn)品服務(wù)和企業(yè)協(xié)同的要求。第二個(gè)維度是信息物理系統(tǒng)的核心功能，以各層級(jí)的功能來進(jìn)行體現(xiàn)，分為業(yè)務(wù)層、功能層、信息層、通信層、集成層、資產(chǎn)層（機(jī)器、設(shè)備、零部件等）。第三個(gè)維度是價(jià)值鏈，即以產(chǎn)品全生命周期視角出發(fā)，描述了以零部件、機(jī)器和工廠為典型代表的工業(yè)要素從虛擬原型到實(shí)物的全過程。圖二德國(guó)工業(yè)參考模型中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在參考美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA、德國(guó)RAMI4.0、日本IVRA的基礎(chǔ)上于2016年8月發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.0》。其后在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上修訂完善，于2019年8月發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0》。整個(gè)體系框架由以下四部分組成：業(yè)務(wù)指南：體現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、商業(yè)價(jià)值、數(shù)字化能力及業(yè)務(wù)場(chǎng)景。功能框架：明確支持業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的功能包括基本要素、功能模塊、交互關(guān)系和作用范圍。實(shí)施框架：描述實(shí)現(xiàn)功能的軟硬件部署，明確系統(tǒng)實(shí)施的層級(jí)結(jié)構(gòu)、承載結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵軟硬件和作用關(guān)系。技術(shù)框架：匯聚支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、功能、實(shí)施所需要的軟硬件技術(shù)。圖三中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)指南總體視圖：業(yè)務(wù)指南框架由產(chǎn)業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)、應(yīng)用級(jí)及場(chǎng)景級(jí)組成，不同層級(jí)的人關(guān)注點(diǎn)不一樣。圖四中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系業(yè)務(wù)指南框架工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能架構(gòu)總體視圖：功能框架由網(wǎng)絡(luò)、安全、數(shù)據(jù)、平臺(tái)等核心功能及行業(yè)解決方案、實(shí)施層級(jí)組成。圖五中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施框架視圖：框架由網(wǎng)絡(luò)、安全、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等功能組件的實(shí)施，以及在產(chǎn)業(yè)層級(jí)、企業(yè)級(jí)、邊緣層級(jí)、設(shè)備層的部署方式。圖六中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)主要參考文獻(xiàn)·《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)報(bào)告1.0》中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2016年8月·《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0》中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2019年8月·《美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)》·《ReferenceArchitechtureModelIndustries4.0》肖鵬AMT事業(yè)合伙人數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究學(xué)者，中國(guó)人民大學(xué)商學(xué)院MBA企業(yè)家導(dǎo)師，EMBA企業(yè)家考官先后擔(dān)任順豐商業(yè)副總裁、CTO，新奧集團(tuán)信息中心副總經(jīng)理、IBM