正点发力的工业4.0通讯技术_开yun体育官网APP下载

2024-12-09 11:08:02

按照德国工业4.0的顶层设计的思路显著可见，工业4.0的基础是在工业生产价值链各个环节所再次发生的所有实例的全部信息，都应当通过面向应用于的联网，包含信息的高可用性。信息的可用性越高，价值电子货币的可能性越大。这回应RAMI4.0参考模型的通信层必须保证有所不同工业4.0基本单元之间及时、可信、安全性的信息传输。

同时，这些通信技术也必需几乎反对RAMI4.0参考模型的交阶（hierarchy）维度各层级内和各层级间的通信拒绝。由此可以推测，涉及的通信系统（还包括商用的技术、网络和协议）也是工业4.0中的关键资产。

为了使各种工业4.0的基本单元能展开合乎工业4.0拒绝的端对端通信，它们也必须一个管理壳。通信作为工业4.0的自动化系统中至关重要的子系统，其主要挑战不是通信系统的动态性能，而是把通信拒绝所涵括范围的所有网络展开无缝的构建，这些网络还包括从有严苛确定性拒绝的就地掌控网络，到工厂内部的运营操作者管理网络，到企业生产的计划调度网络，并伸延到全球相连的跨企业的通信；以及基于网络通信的自组态和各类网络管理的构建。还有的挑战是，在生产技术的生命周期和信息技术的生命周期不存在极大差异的情况下，如何制订有所不同以往的升级迁入、构建和确保的策略。当前通信在前进工业4.0发展面对的问题是，现有的工业通信技术虽然奠定了较好的基础，但仍相比之下无法在技术和成本上符合工业4.0的拒绝；而正在发展中的技术如5G、NFV（网络功能虚拟化）等还有待于试验检验和推展，最少在近期内还会在工业生产中产生实质上的影响。

尽管如此，这也没阻碍工业4.0中的通信技术的有效地发展，德国工业界正在多头前进。首先是德国工业4.0平台作为德国工业界协商前进工业4.0国策的的组织机构，其下的第一工作组（负责管理参照架构）分设一个小组，专门针对“基于网络的通信”，为基于网络的通信解决方案未来的发展和标准化展开规划。具体基于网络通信的主要拒绝，评估现有的有关标准和规范，或者正在研发中的标准和规范。

为了结构基于网络通信的各种场景和拒绝，该小组勾画了有关的引荐和参考模型，作为RAMI4.0的一个补足。其次是由DIN、DKE和VDE牵头公布的工业4.0标准化路线图的第三版，专门修筑通信章节，辩论有线通信和无线通信的现状，构建工业4.0意义的通信必须在标准化方面积极开展的工作及建议。

还有由Fraunhofer和VDMA公布专门针对中小型企业的工业4.0通信导则（基于开放平台通信统一架构OPC UA），协助他们自由选择准确的方法和步骤实行工业通信的升级迁入。用作工业4.0的基于网络的通信用作工业4.0的基于网络的通信定义如下：为彰显两个或多个工业4.0基本单元创建通信关系的能力，用作工业4.0的基于网络的通信必须把所有有关的的技术、网络和协议都加以涵括。工业4.0的基于网络的通信，其应用于必需经由合乎工业4.0的界面，使端对端的通信不具备信息互相交换和对话的能力。网络资源的利用也可以通过非合乎工业4.0的界面加以配备。

值得注意的是，在RAMI4.0内分析基于网络的通信有两个视角：1）从用于通信的视角看，出于用户数据传输功能的通信必须，在此情形下与管理壳的模块分担通信设施反对有关数据读取的组态。2）从如何实行通信的视角看，作为数据传输功能提供者的通信能力的反映，并为信息交流获取服务质量QoS，在此情形下管理壳将通信设施加以隐蔽。将基于网络通信作为工业4.0必需用于的“科目“，实质上就是通信的用于。

这反映在RAMI4.0的两个维度，即生产的组织及其设备按其层级交阶的维度和生命周期和价值东流的维度。正如图1右图，展现出为哪些科目必须通信互相交换数据。

为了互相交换数据和信息，或者为获取和用于远程设备的功能，工业4.0的基本单元必需具备通信能力。为此必需对工业4.0的基本单元规定叙述应用于通信拒绝的特性。这些特性是要传输的数据类型和长度、拒绝的性能、所获取的或所希望的信息/功能层之间的模块，以及基于网络的通信（串行或分段、缓冲区或FIFO先进先出、服务或协议）。这些特性是工业4.0基本单元管理壳中通信子模型的元素项。

基于这些工业4.0基本单元通信子模型的特性值，可以构建必要的基于网络的通信系统。至于网络中的各种设备，并没适当作为工业4.0的基本单元。

然而，由工业4.0基本单元所获取的特性，譬如说在物联网的意义上，也可以反对牵涉到具备非常明确应用于范围的基于网络的通信。图1：基于网络的通信是RAMI4.0必需用于的科目将基于网络的通信作为工业4.0的“目标”，实质上就是基于网络的通信必需分担工业4.0必须的通信。这反映在RAMI4.0的另一维度，即如何构建由实体资产及其功能子集同构为虚拟世界传达生产过程的维度。

正如图2右图，在此维度中阐释怎样来实行通信的目标。基于网络的通信系统的设计、构建和生命周期管理系统，将被看做与其它资产一样，与合乎工业4.0拒绝的工业自动化系统涉及。因此，为了研发管理壳AS的内容，将按照RAMI4.0的模型的构成元素考虑到。这使得网络的持久稳固的管理和应用于，不会按照生产过程常常变化的拒绝赋能。

这意味着是在基于网络通信作为工业自动化系统的一部分的场合所拒绝的。图2：基于网络通信作为工业4.0必需实行的目标如上所述在工业4.0的环境中，对于有关管理壳的问题，有两种视角仔细观察基于网络的通信。那么就必须为通信资产也创建管理壳，以便将这两种视角所仔细观察的问题构建一起。

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