基于共識的標(biāo)準(zhǔn)和說明是工業(yè)4.0新概念和新技術(shù)成功實施的基礎(chǔ)，因此專家們相聚在德國首都柏林，對一些新成果進(jìn)行了展示和討論。
工業(yè)4.0為德國提供了在21世紀(jì)也能成為全球領(lǐng)先工業(yè)國家和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商的契機，網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)在生產(chǎn)和物流中的集成，以及物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用是相關(guān)的技術(shù)前提。
為了將新概念和新技術(shù)轉(zhuǎn)化為工業(yè)實踐，標(biāo)準(zhǔn)化也是一個重要環(huán)節(jié)
然而，為了將新概念和新技術(shù)轉(zhuǎn)化為工業(yè)實踐，標(biāo)準(zhǔn)化也是一個重要環(huán)節(jié)。在此背景下，標(biāo)準(zhǔn)化組織VDE/DKE、DIN以及聯(lián)邦經(jīng)濟與能源部(BMWi)依托工業(yè)4.0這一平臺共同協(xié)作，于2015年2月19日舉辦了一個主題為“工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)——基礎(chǔ)方法和概念”的會議。大約有200位專家來到柏林經(jīng)濟部的會議中心，對工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方案以及模式進(jìn)行了介紹和討論。
在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的大會上，專家們介紹了參照構(gòu)架、工程、語義以及通信等領(lǐng)域事務(wù)狀態(tài)方面的重要信息。“工業(yè)4.0”DIN/DKE控制發(fā)起組織的主席Ulrich Epple教授宣布，繼2013年制定了首個“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)圖之后，今年秋季將出臺下一個版本，大會期間的討論結(jié)果也將納入新的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)圖。
數(shù)字化工廠的參照模型、數(shù)據(jù)模型、云服務(wù)以及MES(制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng))生產(chǎn)計劃都在會議期間進(jìn)行了討論，將物體及其虛擬展示結(jié)合起來的I40組件方案以及“工業(yè)4.0參照架構(gòu)模式(Rami4.0)”引起了與會者的極大興趣。Rami4.0是一個立方體分層模型，除了通信層面外，還考慮到設(shè)備和產(chǎn)品的生命周期以及自動化和IT層面。
數(shù)據(jù)的正確理解和解讀
第二次會議的討論議題是語義學(xué)，該學(xué)科不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換，而且對于數(shù)據(jù)的共同理解和準(zhǔn)確解讀也至關(guān)重要。最后一次會議的內(nèi)容是通信技術(shù)方面的重要和特殊觀點。
除了當(dāng)今通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)外，柏林會議還特別強調(diào)可靠性、實時性和安全性是工業(yè)4.0通信的基本要求。
I40組件是網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的基本元素
馬格德堡大學(xué)教授ChristianDiedrich表示，到目前為止工業(yè)4.0組件還不是標(biāo)準(zhǔn)件，但將在工作組的工作范圍內(nèi)，與工業(yè)4.0的參照模型一起被納入VDI/VDE準(zhǔn)則，他在柏林談到工業(yè)4.0組件在生產(chǎn)過程中的集成，并解釋說：“工業(yè)4.0組件(I40組件)可以理解為CPS(網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng))的基本元素。”一個CPS由一個或多個這樣的I40組件以及一個以I40組件為基礎(chǔ)、提供增殖服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)層組成。
一個這樣的I40組件分別由一個物理對象或一個信息世界的對象組成，這些對象和所謂的管理層形成一個包含資源管理器和數(shù)據(jù)對象的整體，每個物理組件都可以通過一個I40組件表示，來自馬格德堡的研究者Christian Diedrich這樣說道。資源管理器根據(jù)所代表的對象提供數(shù)據(jù)和服務(wù)，這意味著，不同類型的對象由分別提供特定服務(wù)和信息的不同I40組件代表。
馬格德堡大學(xué)教授ChristianDiedrich說：“一部分自動化控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)控以及診斷功能未來仍將保留傳統(tǒng)方式。”
根據(jù)Diedrich的觀點，即便如此，一部分自動化控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)控以及診斷功能將來仍會保留傳統(tǒng)方式。
第二版德國標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)圖將在秋季公布
正如前面提到的，2013年11月公布了第一版的德國標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)圖，它總結(jié)了工業(yè)4.0領(lǐng)域的現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并指出了當(dāng)前可以看到的需求。12個行動領(lǐng)域從標(biāo)準(zhǔn)化角度構(gòu)建了工業(yè)4.0新概念和新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。這一藍(lán)圖是不同技術(shù)領(lǐng)域的參與者之間的通信現(xiàn)狀、指南和方法，以此在研發(fā)過程中支持新技術(shù)和新方法的市場認(rèn)可度。在今年秋季第二版標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)圖出臺之前，上面提到的工作組目前正在對結(jié)果和需求進(jìn)行修訂。
“以前很大程度上與外部世界隔絕、受到時間和空間限制的總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)流正在被顛覆和毀滅。”斯圖加特弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)和自動化研究所Günter H?rcher博士在第三次會議上指出：“就連久經(jīng)考驗的自動化金字塔也將被夷為平地，由‘雜亂無章’的通信方案取代。”
實時是所有網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的一個重要性質(zhì)，它意味著在各種應(yīng)用中的“及時性”，反應(yīng)時間可以從毫秒到數(shù)小時。對于聯(lián)網(wǎng)、適配和獨立系統(tǒng)而言，必須采用一個標(biāo)準(zhǔn)將工業(yè)實時系統(tǒng)中的重要概念和特征進(jìn)行匯總，并加以統(tǒng)一。管理日益復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)需要對機械智能和數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，這樣就會迫使M2M通信借助廣播、電信和互聯(lián)網(wǎng)等開放式媒體實現(xiàn)徹底或部分獨立。
德國的工業(yè)通信尚未闡述清楚
結(jié)果是再次面臨風(fēng)險：信息安全和通信方式的可支配性如何?這會引起人們的不安，許多用戶都有所保留，并表示懷疑或擔(dān)心，現(xiàn)場聽眾提出的問題也表明，未來的工業(yè)通信尚未得到清楚闡述。
一位與會者問道，德國工業(yè)是否錯過了一個發(fā)展機會，另一位與會者則擔(dān)心，取消SI單位后會出現(xiàn)混亂局面，他問道，“我們是否會回到混亂的狀態(tài)。”第三位與會者提出的問題是，自我配置型機器的可檢測性如何。
斯圖加特弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)和自動化研究所Günter H?rcher博士說：“只有建立在國際共識基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)化才能保證足夠的安全性，從而促進(jìn)新概念和新技術(shù)的推廣。”
這樣看來，安全問題很大。如今已發(fā)生自動化系統(tǒng)停止工作，導(dǎo)致生產(chǎn)線停產(chǎn)，以及相關(guān)物流網(wǎng)出現(xiàn)代價高昂的阻塞。因此H?rcher在會場提出這樣一個問題：“怎樣才能以充足的、經(jīng)濟上可行的理由，使這個保守行業(yè)向智能分配、統(tǒng)計通信和機器控制轉(zhuǎn)換?”他用以下話語結(jié)束了報告：“只有建立在國際共識基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)化才能保證足夠的安全性，從而促進(jìn)這些新概念和新技術(shù)的推廣。”
