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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：
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1）右面的水平轴按照IEC 62264（即ISA 95）企业信息集成国际标准的功能层级。不过，根据工业4.0的概念在最底层增加了“产品”层，在最顶层增加了“跨企业连接”层。
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2）左面的水平轴按照IEC 62890（即ISA 105）生命周期管理国际标准。不过将它划分为两个阶段：虚拟设计开发和样机研发阶段（type）、实例化实现阶段（instance）。
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3）垂直轴则按照IT和通信技术常用的方法划分为6个层级：经营业务、功能性、信息、通信、集成和资产，便于将物理系统按其特性分层以进行虚拟映射。
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工业4.0基本单元模型是一个描述信息物理系统CPS详细特性的模型。CPS是一种在生产环境中的真实物理对象通过与其虚拟对象和过程联网通信的系统。在生产环境中，从生产系统和机械装备到装备中的各类模块，只要满足了这些特性，不管是硬件基本单元还是软件基本单元，都具备工业4.0要求的能力。
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工业4.0的基本单元可以是硬件单元，也可以是软件单元。成为工业4.0基本单元的一个先决条件是：它必须在整个生命周期内采集所有相关数据，并将数据存放在由该基本单元所承载的具有信息安全的电子容器内，并由它把这些数据提供给企业参与价值链的过程中。在工业4.0基本单元的模型中，这个电子容器就称为“管理壳”。还有一个先决条件是：基本单元的真实对象必须具有通信能力，以及相应的数据和功能。这样，生产环境中的硬件单元和软件单元之间就能进行符合工业4.0要求的通信。
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生产环境中硬件单元（如一台机械装备）或软件单元的相关数据都包括该单元的虚拟映射。这种虚拟映射存放在管理壳内，这使得网络化制造完全有了实施的可能性。
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工业4.0基本单元的管理壳存放了大量数据和信息，包括由制造商提供的CAD数据、电路接线图、手册等。系统集成商、工厂、装备的操作人员又在其中增加了与其他硬/软件连接的信息和维护信息。工业4.0的平台规定了数据信息安全的措施，以确保数据的可用性、可信性和完整性。
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管理壳还提供一定的功能，包括项目的规划、组态、运行、维护和复杂的业务逻辑功能等。
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