在履历了以走数字化道路为方针的行业中的几项工作以后，并收到了一些关在我们文章的评论，要求我们演示若何构建主动化 4.0项目，我们为您显现这项工作，为您供给手艺读者和学生.

我们不筹算穷尽这个主题，乃至假定一个模子，而是以现实和直接的体例展现现今工业主动化项目中必需斟酌的身分，这些身分将渗入到工业 4.0中。

工业数字化

数字化是人类说话情势的演化，常识的传递、治理和把握的体例，可以追溯到措辞者的时期，这个词，说得好，在社会中表示出深挚的常识和尊敬，还教育、科学和演说家时期的政治。

跟着写作的成长，跟着可以传布印刷文字的媒体，我们有了一种新的传布模式。

文本、文件、签名……这一切都渗入到我们今天的社会，固然处在向数字化的过渡阶段，但我们的模式是基在文件、册本、印刷和写作。

计较数据处置缔造了一种新的信息格局。文件、文字、文字和所有情势的交换都酿成了数字化，缔造了一个新的社会。

最少我们正处在转型的这个阶段，此刻可以在没有手写或签名的环境yb体育app手机下载下以数字体例签订文件。当局以数字体例治理所有文件，这就是我们社会的运作体例。

经由过程数字化，我们降生了所谓的社会4.0，人类组织的所有范畴都经由过程数字数据进行治理。当局、健康、教育、平安、活动性和工业，最先与这个社会联系起来，利用我们可以称之为4.0 的新手艺，这只是对第四次工业革命的暗示。

要将行业带入数字化程度，需要颠末一条转型路径，但首要是设计主动化系统以响应新数字化行业的需求。

我们所熟知的主动化金字塔，即我们的主动化 3.0，是一个分层布局，它的彼此通讯是经由过程多个接口完成的，可是它是一个垂直模子，它仅限在工场和其部分，缺少矫捷性和高延迟决议。

新的数字财产必需用主动化4.0 来设计，此刻基在主动化支柱，首要是由于我们具有所有信息的互连，不但是垂直的，并且是程度的，贯串全部营业价值链，真实地交互时候。

正如我们所说，我们正处在过渡阶段，从主动化金字塔演化为主动化支柱，首要转变将是：

在该范畴：

借助IoT 物联网层年夜幅增添装备旌旗灯号。

掌控当中：

控件将散布在智能装备上的各个范畴，并在云端进行监视。

在治理和节制系统（HMI、MES、Scada、ERP、BI、PCP）中：

它们常常是集成的，在一个单一的云情况中工作，彼此毗连的东西。

主动化 4.0 项目标手艺

要从主动化 4.0 架构设计工业 4.0，需要一些手艺，首要是一种毗连数据、人员和流程的新格局。

下面是一个列表，它并未涵盖所有手艺，但贯串了现今主动化4.0 项目必需遵照的要点：

散布式节制单位（现场）——智能I/O 模块（输入和输出）和低点密度节制，但具有高处置和通讯能力，散布式和互连

平安（数据和信息）范畴(IoT)–因为I/O 模块和节制器散布并毗连在收集中，凡是采取基在以太网的尺度，数据拜候的入侵风险是永远性的，是以需要平安项目. 收集平安

EDGE层——云场层，用在出产单位或出产部分的自立决议计划，数据阐发在该系统中进行，仅向外部供给监视所需的信息

连通性（通讯支柱）——连通性和单一数据接口，必需答应所有主动化纵向和横向互连，没有更多的层，但信息的彼此关系，基在RAMI 4.0的模子，是对此的参考

散布式节制单位（云）——散布式节制单位还将与当地云通讯，但具有监视功能，基在计划数据、资本、质量等，构成怪异的生态系统

当地云——新的数字财产将数据和节制集中在本身的云中，有本身的东西和需求，可以说是CPD数据处置中间，节制出产进程，只把需要的工具外化

PLC/DCS（虚拟）——与具有当地云一样，节制和批示东西将集中，散布式和当地节制层将构成一个单一的优先数字情况，用在高级节制和治理和监视富有成效的决议计划

FOG 层——与EDGE 层方针不异，但此刻处置来自所有计划和接口的数据，用在智能决议计划，同一数据

数据主干网（IIoT）——毗连行业价值链、营业单位，是知足工业4.0概念的先决前提，一个可以或许毗连供给商、外部部分、客户和行业自己的收集。互连所需，所有外部元素都是IIoT（工业物联网）

云（外部）——利用外部云计较，利用AI（人工智能）等东西，进行决议计划和利用年夜数据，同一全部工业贸易生态系统，供给决议计划动态场景，加快时候和削减毛病。

这类数字主动化布局的根基功能

这类数字主动化布局的根基操作是以所有收集组件之间及时互换数据并利用系统进行决议计划为条件的。

关在首要操作点，我们可以描写：

在现场，节制和旌旗灯号是散布式的，当地处置和当地数据阐发

在毗连性方面，所有装备都必需答应程度数据层，构成可互操作的毗连。

系统具有当地云，具有现场集中节制、监视和决议计划办事

主干毗连全部财产价值链

外部云利用AI人工智能办事，在出产链中进行交互

预期收益

作为工业4.0 实际的模子，利用主动化4.0 架构的预期益处是甚么，我们描写了首要的益处：

经由过程云真个散布式节制和集中节制，让出产变得矫捷

利用开放和谈和接口（OPC-UA 和MQTT）简化通讯层

当地决议计划（数据发掘和机械进修）（EDGE 和FOG）

仅按需利用外部云

将AI利用在运维，专注在Prognostics的运维治理和保护

当前的挑战

这些架构的手艺和设计模子在常识方面很是新，这带来了挑战，我们可以鄙人面描写此中的一些：

设计具有散布式节制的主动化系统

设计具有程度数据和谈和接口的收集

建立当地虚拟化系统，答应中心云处置（EDGE 和FOG）

经由过程主干网（IIoT 工业物联网）互连价值链

操纵外部云办事（在需要的规模内）并利用人工智能

留意事项

作为要点的建议，我们可以描写在实行数字化项目时应留意的事项，重点是主动化：

在出产块（数目）和产物线（品种）中设计您的出产进程

跨出产线或出产单位分派旌旗灯号和节制

利用需要起码接口或网关的通讯手艺（OPC-UA 和MQTT）

建立当地云层（EDGE 和FOG）并利用当地数据阐发（R 和Python）

建立当地批示和节制以撑持矫捷、集中的出产以进行出产监视

将价值链毗连到当地云进行数据阐发（利用RAMI 4.0）

利用外部云来操纵高级数据东西（人工智能和年夜数据）

趋向

系统、组件和供给商在不竭成长，今天我们可以指出一些短时间趋向，对已指向实际的新手艺，以知足这类需求规模：

小型节制和I/O 装备和毗连（OPC-UA、MQTT、TSN）

散布式工控机，在FOG和EDGE层构成当地云

价值链供给商已在IIoT 主干网中具有用在尺度化毗连（云）的布局化数据

来便宜造商的外部云办事，具有行业停当的解决方案（SIEMENS、Rockwell、Yokogawa、Emerson、GE 等）

结论

我们得出结论，工业主动化系统是出产部分的批示和节制布局，为数字工业设计系统，知足工业 4.0的要求，是一条新成长、新概念和新模式的道路，需要新的思惟和打破范式。

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