工業(yè)4.0開放聯(lián)盟& Prosys OPC

工業(yè)4.0是一個全球公認的術語，用于定義智能制造的實踐。工業(yè)4.0開放聯(lián)盟旨在聯(lián)合供應商來支持一個通用的交流架構。Prosys OPC產(chǎn)品將幫助您在自己的系統(tǒng)中以最小的投入輕松實現(xiàn)與開放工業(yè)4.0的兼容。

01工業(yè)4.0

工業(yè) 4.0 參考架構模型 (RAMI 4.0) 作為通用指南，可幫助構建基于國際標準的工業(yè)系統(tǒng)。目的是幫助在生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化專家了解如何設計他們的生產(chǎn)流程以滿足未來的需求。關鍵在于使用標準的解決方案，以可控的方式將來自不同供應商的傳感器、設備、機器和系統(tǒng)連接在一起。

工業(yè)4.0是政府推動的工業(yè)4.0平臺計劃的一部分。其他德國組織，如ZVEI, NAMUR, DIN和VDMA已經(jīng)致力于工業(yè)需求的技術規(guī)范，并將其標準化為自己的和世界范圍內的ISO和IEC標準。然而，在有與標準相匹配的產(chǎn)品之前，標準并不能幫助用戶。

2019年，KUKA、SAP、Beckhoff、Endress+Hauser、Hilscher、ifm和Multivac成立了一個新的開放合作組織，稱為工業(yè)4.0開放聯(lián)盟，旨在滿足用戶的需求。在三年的時間里，成員數(shù)量增長到近100個，Prosys OPC自2020年以來一直是活躍成員。目的是幫助機器和系統(tǒng)供應商使用最好的技術和通用標準來構建通用的協(xié)議。

如圖1所示，起點是協(xié)調不同供應商之間的機器和云服務。協(xié)調的目的是允許使用共享通信通道，而不是單獨安裝和配置每個系統(tǒng)。否則，一個擁有數(shù)十甚至數(shù)百個供應商的工廠將成為維護人員的噩夢。

圖1.OI4旨在通過邊緣通信構建從現(xiàn)場設備到云服務的統(tǒng)一解決方案。

聯(lián)盟并沒有開發(fā)新技術。相反，它為正在使用的技術創(chuàng)建指導方針和最佳實踐。然而，該聯(lián)盟已經(jīng)創(chuàng)建了自己的參考體系結構，為上述通信問題提供了一個協(xié)調的模型。顧名思義，聯(lián)盟是公開工作的，因此即使是非聯(lián)盟成員也可以訪問創(chuàng)建的文檔。

02行業(yè)分支和用例

聯(lián)盟的分支根據(jù)領域和技術工作組劃分，如圖2所示。特別注意化工、制藥和食品工業(yè)，以及機器和部件生產(chǎn)和倉儲物流。由特定行業(yè)的工作組確定的大多數(shù)重要用例都收到了更具體的解決方案建議。例如，這些包括主資產(chǎn)模型(MAM)、狀態(tài)監(jiān)視(CM、設備運行狀況)和設備綜合效率(OEE)計算。

圖2.工業(yè)4.0開放聯(lián)盟成員分布在工業(yè)和技術工作組中。

反過來，技術工作組為開發(fā)解決方案時允許供應商之間兼容性的實踐創(chuàng)建了建議。技術解決方案已收集在共享參考體系結構下。其中，您可以看到以下層級：物理機器層、工廠/工廠邊緣計算和云應用。如圖3所示，這些級別之間的通信可以定義為子類別：開放邊緣連接、開放邊緣計算、開放運營商云平臺和公共云中心。

圖3.開放工業(yè)4.0參考體系結構。AAS=資產(chǎn)管理殼，這是符合工業(yè)4.0架構的數(shù)字孿生。消息總線實際上是一個MQTT代理。

03邊緣計算環(huán)境

開放邊緣計算指南(OEC)定義了對機器和應用程序的要求。OEC推薦來自不同供應商的應用程序組件應該在Docker容器中運行。這正在成為工業(yè)界的普遍做法，但OEC的目標是使用標準做法和接口解決多供應商系統(tǒng)的維護問題。

OEC推薦的應用程序之間的通信是基于mqtt的OPC UA PubSub協(xié)議。但是，它已經(jīng)擴展并滿足額外的需求，例如雙向通信，OPC UA還沒有針對這些需求的解決方案。該建議還使用OPC UA中定義的數(shù)據(jù)結構。新的OPC UA PubSub通信已經(jīng)可以適用于開放工業(yè)4.0解決方案，并被選為推薦標準。這項工作也有望在OPC UA PubSub中帶來新的有益改進。

04Prosys OPC,OPC UA和開放工業(yè)4.0

Prosys OPC一直積極參與開放工業(yè)4.0工作組，盟通科技作為Prosys OPC的合作伙伴，在OPC UA和工業(yè)4.0方面一直與Prosys OPC保持著深度合作，如果您希望更多地了解聯(lián)盟及其工作原理，我們很高興與您分享我們的經(jīng)驗。

在后續(xù)發(fā)展中，將會有更多工業(yè)技術規(guī)范添加到工業(yè)4.0這個大家庭中，我們目前正在添加對OI4 OEC通信的支持，這反過來使開發(fā)與開放工業(yè)4.0兼容的機器和應用程序成為可能。通過這種方式，我們希望幫助行業(yè)盡可能可靠、輕松地利用這些新技術。

審核編輯 ：李倩