工业4.0总体方案架构 v1

1SeanGu,ExecutiveITArchitect,IntegratedServiceTeamEricZhang,ITArchitect,WWChannelTechSalesRayChen,ClientTechnicalArchitect,SoftwareGroupIBMGCGAnITArchitecturalViewpointofIndustry4.0rchitecture目录2Industry4.0Overview工业4.0概览Industry4.0SolutionStack行业方案技术能力SolutionArchitecture工业4.0项目方案架构RealCaseReference项目案例分享Enablement项目使能模型IndustryEvolution|工业化进程3第一次第二次第三次第四次4.工业4.0就是人类在行使上帝的权利机器人|智能化生产资料：石油、煤炭大数据生产机器：流程化机器自我更新的智能化设备生产关系：生产者与消费者对接根据消费者需求定制产品临界点工业4.0对传统的教育体制提出了新挑战工业革命3.计算机的发明自动的、大规模的标准化生产2.电气时代大规模的标准化生产1.蒸汽机等的发明大机器生产Why/What/How|为何、什么、如何？4工业4.0——为什么？是什么？如何看？怎么干？安筱鹏：工业和信息化部电子信息司副司长技术与资本将成为工业4.0时代的两大驱动力。高度自动化、高度信息化和高度网络化将成为工业4.0时代的特征。德国工业4.0战略•德国提出了工业4.0•美国提出了产业互联网•日本的复活方程式Industry4.0Viewpoints|工业4.0全息视角5国际视角GovernmentViewpoint企业视角行业视角IT视角中小企业GE、思科、IBM、AT&T英特尔等80多家企业成立了工业互联网联盟转型视角理论标准视角研究院所行业协会正在重新定义制造业的未来工信部《中国制造2025》•中国提出了两化深度融合战略政府视角永恒的主题：创业与创新中国工业4.0的两大障碍•传统供应链和生产制造技术不能支持C2B业务的快速反应•中国电商的发展模式主要是搞低价与促销实践视角就工業4.0而言，中國最缺的是對科技的信仰，對創新的衝動中國大陸經濟的三大弊端：1.複製、跟風、模仿2.低價3.浮誇、炒作•在工業4.0世代，臺灣計畫育成大型的SI（系統整合）公司•IDC預測，工業4.0將成為中國傳統製造企業打造智慧工廠的標杆。•到2025年，使中国制造业迈入制造强国行列•到2035年，使中国制造业整体达到世界制造强国的中等水平•到2045年，使中国制造业综合实力迈入世界制造强国前列ITViewpoint|工业4.0的IT视角6•目标:智慧工厂，智能生产•重点：纵向集成，横向集成，端到端的集成（产品全生命周期的价值链）•核心：大数据分析(产品数据，运营数据，价值链数据，外部数据)•基础：CPS（信息物理网络系统）“工业40不只是工业领域问题，也不只是生活领域问题，它的牵扯面和覆盖面太广，所以其边界很难被界定。不过可以肯定的是：它上可以上升到世界格局．下可以渗透到生活的各个角落。”IT视角我们这里主要从IT视角来构建工业4.0方案数字化集成化智能化SystemofSystems系统的系统•提高生產效率•降低成本•實現柔性生產目录7Industry4.0Overview工业4.0概览Industry4.0SolutionStack行业方案技术能力SolutionArchitecture工业4.0项目方案架构RealCaseReference项目案例分享Enablement项目使能模型E-Com/Mobile/Industry4.0|电子商务、互联网、工业4.0之关系8电子商务制造业互联网如何更好地消费如何更好地连接如何更好地生产1.提出定制化车型要求2.连接相关服务3.根据定制化数据，进行生产1.3校验、调整3.2发货互联网+产业发展+智能化我们首先来看一下当前的热点：电子商务、互联网与工业4.0的关系目的应用场景ApplicationScenario移动月亮地球关键：沟通的平等化工业4.0前端+后端智慧的地球123•德国博世“慧连制造”•西门子“数字工厂•美国GE的工业互联网和炫工厂•日本三菱电机的e-f@ctory•Googleforwork•AmazonWebServices•IBMCloud/Bluemix增材制造additivemanufacturing3.预测维护(PredictiveMaintenance)2.远端服务管理(RemoteServiceManager)1.流程质量管理(ProcessQualityManager)E-Com/Mobile/Industry4.0|电子商务、互联网、工业4.0之关系9电子商务制造业互联网如何更好地消费如何更好地连接如何更好地生产1.提出定制化车型要求2.连接相关服务3.根据定制化数据，进行生产1.3校验、调整3.2发货互联网+产业发展+智能化我们首先来看一下当前的热点：电子商务、互联网与工业4.0的关系目的应用场景ApplicationScenario移动月亮地球关键：沟通的平等化工业4.0前端+后端智慧的地球123•德国博世“慧连制造”•西门子“数字工厂•美国GE的工业互联网和炫工厂•日本三菱电机的e-f@ctory•Googleforwork•AmazonWebServices•IBMCloud/Bluemix增材制造additivemanufacturing3.预测维护(PredictiveMaintenance)2.远端服务管理(RemoteServiceManager)1.流程质量管理(ProcessQualityManager)起主导作用的是工业制造业，而非消费级互联网统计分析和事件的相关性和历史来源、决策支持IBMSmarterPlanet|IBM“智慧地球”与工业4.010智慧社区智慧城市智慧家庭智慧工厂智慧能源应用程序事件处理、数据集成可视化、规则、定制业务流程、优化增加值传感器、系统事件处理和不同的可视化异构来源信息可视化基于角色与门户网站中存储的业务规则在应用程序中的使用和整个企业进程IBM“智慧地球”密切关联并支撑工业4.0实时数据计数器数据分析、建模数据源集成分析智慧地球工业4.0的5个核心能力智能互联探源跨部门联盟，未来将起决定性的作用，例如工业公司与软件及供应商联盟关键在于最后的一步“智能化”—对实时数据进行分析的大数据技术，在进行大数据分析之后产生“洞察”（insight），并实现实时决策1.描述性分析2.预测性分析3.指导性分析统计分析和事件的相关性和历史来源、决策支持IBMSmarterPlanet|IBM“智慧地球”与工业4.011智慧社区智慧城市智慧家庭智慧工厂智慧能源应用程序事件处理、数据集成可视化、规则、定制业务流程、优化增加值传感器、系统事件处理和不同的可视化异构来源信息可视化基于角色与门户网站中存储的业务规则在应用程序中的使用和整个企业进程IBM“智慧地球”密切关联并支撑工业4.0实时数据计数器数据分析、建模数据源集成分析智慧地球工业4.0的5个核心能力智能互联探源跨部门联盟，未来将起决定性的作用，例如工业公司与软件及供应商联盟Industry4.0KeyCapabilities|工业4.0核心能力12横向集成API生态圈（IBMAPIM）设备物联化，智能化基于总线的工业制造集成在ERP之外更广阔的企业业务流程变信息为工业制造的洞察力定制化12345IBMCapabilities|IBM的IT能力13纵向一体化•车间集成•处理复杂语义的模型（包括现代模具)横向一体化•公司内外价值链的整合•跨越公司界限的物流优化安全•保护生产系统免遭黑客攻击•安全的B2B集成&电子数据交换•保护知识产权控制管理系统•事件处理和性能优化移动应用程序•开发平台和性能•利用平板电脑/智能手机进行机器操作及生产监控云计算•从云端开发数据和服务跨公司合作•现代协作的社交软件•更安全、更高效的信息交流大数据&分析•例如，通过传感器收集、存储、过滤、分析、整合可视化的大数据嵌入式系统•嵌入式软件的需求、开发及生命周期IBM具有支持工业4.0的核心技术能力IBMIndustry4.0LayerArchitecture|IBM工业4.0层级架构141.标准的软件实现适配器层的纵向集成：MQTT/MB，流数据Streams,嵌入式数据库（InformixonChip）2.典型的准横向集成：IBMIntegrationBus,流程集成，WSRR，APIM3.共享服务,e.g.,大数据分析BigInsights,SPSS,Cognos,安全QRadar,ITO运维4.增值交互服务e.g.Mobile,BusinessMonitoring,SmarterCommerce,AssetMgmt.M2M,ERP基于SOA的工业4.0SOA企业内实现高度的生产自动化但是，挑战在于实现跨界的合作和第三方的集成，并实现灵活性和深度分析设备与设备的对话…但是，挑战在于管理、安全和控制将已证明的架构最佳实践用于制造IBM工业方案包-IIBIndustryPackIBMIndustry4.0ArchitectureScale|IBM工业4.0的架构规模15企业架构SOA三大集成IBM制造集成框架IBM产品开发集成框架工业4.0的价值链务联网工业4.0智慧工厂企业间架构框架智慧企业系统架构工厂及企业内部架构SOAFoundationERP纵向集成横向集成价值链端到端集成工厂内和企业内跨价值链企业与企业连接软件定义的产品及制造ServiceIntegrationMaturityModel(SIMM)|服务整合成熟度模型SiloLevel1ServicesLevel4CompositeServicesLevel5VirtualizedServicesLevel6Level7DynamicallyRe-ConfigurableServicesComponentizedLevel3IntegratedLevel2ModulesServicesProcessIntegrationviaServicesDynamicApplicationAssemblyComponentsObjectsApplicationsStructuredAnalysis&DesignServiceOrientedModelingServiceOrientedModelingGrammarOrientedModelingComponentBasedDevelopmentObjectOrientedModelingMethodsFunctionOrientedServiceOrientedServiceOrientedServiceOrientedFunctionOrientedFunctionOrientedBusinessViewServiceOrientedServiceOrientedModelingProcessIntegrationviaServicesPlatformSpecificPlatformSpecificTechnologyNeutralDynamicSense&RespondPlatformSpecificPlatformSpecificInfrastructureMonolithicArchitectureEmergingSOAGridEnabledSOADynamicallyRe-ConfigurableArchitectureComponentArchitectureLayeredArchitectureArchitectureSOAPlatformIndependentApplicationSpecificSkillsTechnologyAdoptionCultural&BehavioralTransformationHumanS