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图3-17 机电功能模块的基本部件组成
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智慧工厂：中国制造业探索实践 [:1704011789]
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智慧工厂：中国制造业探索实践 3.4.6 智能制造、智慧工厂、工业4.0都必须标准化体系先行
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1.概述
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从技术基础上讲，工业4.0和智能制造是机械工程学科、工业工程学科、电子电气工程学科、自动化工程学科、信息工程学科相互融合的必然结果。图3-18表示了由工业2.0、工业3.0发展到工业4.0的过程中这些学科的融合。
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由此可见，在实现工业4.0和智能制造中，机械工程、工业工程和自动化工程在新需求下必须升级、发展是其必要条件，信息工程技术则是其充分条件。信息工程技术为智能制造提供了充分的手段和实现的途径，但智能的内涵（包括智能赖以实现的架构、智能功能、智能算法等）还是要从制造过程中提炼和开发。因此，在构建智能制造综合标准化体系框架时，应充分考虑上述工程学科的相互关系，防止头重脚轻、以偏概全或重点倒置。
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图3-18 机械工程、电子电气工程和信息工程等多学科的融合
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值得注意的是智能制造、智慧工厂对以下集成的要求达到空前的程度：跨不同领域的集成，跨多级分层结构边界的集成，生命周期不同阶段的集成。因此，智能制造综合标准化体系的重点之一应该是建立上述方面无缝集成的标准。无缝集成涉及的基础标准有：通信接口标准、制定不同领域和不同行业语义标准的指导规范、实现横向集成和垂直集成的指导标准等。这些标准是否有可以借鉴的国际标准和国外标准，目前尚不得知，需要搜索和调研。
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2.德国工业4.0标准化的路线图
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德国工业标准化机构VDE、DKE等在2014年4月发布了德国工业4.0标准化的路线图1.0版，规划了德国工业4.0所需要的工业自动化技术和IT技术的标准化工作。
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该路线图认为，工业4.0所涉及的标准化目标有12个领域，分别是：系统结构、应用案例（use case）、基础、非功能性特性、技术系统和过程的参考模型、仪表和控制功能的参考模型、在工业4.0中人的功能和作用的参考模型、开发、工程化、标准库、技术、解决方案。
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3.系统架构
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鉴于系统架构是标准化的基础，必须首先开发整个架构的参考模型。
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迄今为止，有关工业系统结构的标准，如企业信息集成的标准IEC 62264（ISA 95）和批量控制标准IEC61512（ISA 88），基本上只是系统功能分层的架构，可以说仅仅是由技术驱动的。按照工业4.0和智能制造所着重要求的面向服务、自主自治、灵活的适应以及协同，其系统架构尚需要在概念上加以扩展。
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2015年4月，VDE发布了工业4.0的参考架构模型RAMI4.0[1]（见图3-19）和工业4.0的基本单元（component of Industry 4.0）模型[3，4]（见图3-20）。
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图3-19 工业4.0的参考架构模型RAMI4.0
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图3-20 工业4.0的基本单元模型
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为了让工业4.0的参考架构模型既能充分体现工业4.0高度灵活的概念，又能恰当表达工业4.0的各个关键方面，既适合描述流程行业，又适合描述离散制造业等各种类型的工业产业，采用了以下3个维度：