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1.5.2 德国
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德国工业4.0体系中的RAMI 4.0直接依托IEC相关标准，从多个视角凸显工业4.0体系的多面性，IIC架构大都被包含在其中。2014年，德国电工电子与信息技术标准化委员会发布了工业4.0标准化路线图，对德国的工业4.0标准化工作进行了顶层设计。2015年，德国正式公布了工业4.0参考架构模型，即RAMI4.0，如图1-12所示。
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图1-12 德国工业4.0参考架构模型（RAMI 4.0）
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RAMI 4.0的三维模型中包含了工业4.0所涉及的全部关键要素，从这个模型可以发现现有标准在工业4.0中的应用，查找出现有标准的不足之处。工业4.0贯穿产品的整个开发和生产过程。RAMI 4.0模型的第一个维度（垂直轴）借用了信息和通信技术常用的分层概念。和ISO OSI七层模型相似，各层之间有比较独立的功能，同时上层使用下层的服务，下层为上层提供接口。
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可以从各层次的不同视角来实现工业4.0的建模和实施，从下到上各层所代表的功能为：
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1）资产层和集成层：用数字化的虚拟来表示现实世界的各种成分，如硬件、软件、文件等。
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2）通信层：实现标准化的通信协议以及数据和文件的传输。
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3）信息层：包含相关数据。
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4）功能层：形式化定义必要的功能。
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5）业务层：映射相关的业务流程。
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RAMI 4.0模型的第二个维度（左侧水平轴）描述了产品全生命周期及相关价值链，参照的标准为IEC 62890《工业过程测量控制和自动化系统和产品生命周期管理》。完整的产品生命周期是从规划开始，到产品的设计、仿真、制造，直至销售和服务的整个过程。RAMI 4.0模型进一步将产品生命周期划分为样机开发（Type）和产品生产（Instance）两个过程。Type阶段指的是从初始设计到定型的一个过程，还包括各种测试和实验验证。Instance阶段进行产品的规模化、工业化生产，每个产品是原型的一个实例。在工业4.0中，Type阶段与Instance阶段形成闭环，这给产品的升级改进带来了巨大的好处。其次，将采购、订单、装配、物流、维护、供应商以及客户等紧密关联起来，这为改进提供了巨大的潜能。因此，必须将生命周期与其所包含的增值过程一起考虑，而不仅限于单个工厂内部，而是扩展到涉及的所有工厂与合作伙伴，从工程设计到零部件供应商，直至最终客户。
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RAMI 4.0模型的第三个维度（右侧水平轴）描述工业4.0不同生产环境下的功能分类，与IEC 62264《企业控制系统集成》（即ISA S95）和IEC 61512《批控制》（即ISA S88）规定的层次一致。由于工业4.0不仅关注生产工厂和机器，还关注产品本身以及工厂外部的跨企业协同关系，因此在底层增加了”产品”层，在工厂顶层增加了”互联世界”层。RAMI 4.0模型将全生命周期及价值链与工业4.0分层结构相结合，为描述和实现工业4.0提供了最大的灵活性。
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RAMI 4.0模型的目的在于识别作用于工业4.0的现有标准和标准缺省，并选择适宜的解决方案。图1-13给出了RAMI 4.0模型的现有国际标准映射。
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工业4.0现有的国际标准包括数字工厂、安全与保障、能效、系统集成、现场总线等几个技术领域，主要来自于IEC/TC65，也包括来自IEC/TC3、ISO/TC184、IEC/TC17B、ISO/IEC JTC1、IEC/TC44等技术委员会的标准。
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图1-13 RAMI 4.0模型的国际标准映射
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1.5.3 中国
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面对欧美发达国家推行的“再工业化”战略以及我国制造业面临的诸多严峻问题，国务院于2015年3月发布了制造强国战略的行动纲要《中国制造2025》，旨在抢占技术发展的战略制高点。2015年12月，工信部和国家标准化管理委员会共同发布《国家智能制造标准体系建设指南（2015版）》，其中的智能制造系统架构与RAMI 4.0模型基本一致。
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中国智能制造参考架构模型结合智能制造技术架构和产业结构，从系统架构、价值链和产品生命周期三个维度构建了智能制造标准化参考模型，这有利于认识和理解智能制造标准的对象、边界、各部分的层级关系和内在联系，如图1-14a和b所示。
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参考架构最底层的总体要求包括基础、安全、管理和可靠性等，以支撑智能制造、急需解决的通用标准和技术。第一个层次是智能制造中关键的技术装备，这一层次的重点不在于装备本身而更侧重于装备的数据格式和接口的统一。第二个层次是工业互联网，包括核心软件和平台技术、工业网络技术、安全保护体系、测评等。第三个层次是智能工厂，包括工厂体系架构、制造系统互操作性、诊断/维护与优化等，依据自动化与IT技术的作用范围划分为工业控制和生产经营管理两部分。工业控制包括DCS、PLC、FCS和SCADA等工控系统，在各种工业通信协议、设备行规和应用行规的基础上，实现设备及系统的兼容与集成。生产经营管理在MES和ERP的基础上，将各种数据和资源融入全生命周期管理，同时实现节能与工艺优化。第四个层次实现制造新模式，通过云计算、大数据和电子商务等互联网技术，实现离散型智能制造、流程型智能制造、个性化定制、网络化协调制造与远程运维服务等制造新模式。第五个层次是服务型制造，包括个性化订制、远程服务、网络众包和电子商务等。第六个层次是上述层次技术内容在典型离散制造业和流程工业中的实现与应用。
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图1-14 中国工业4.0参考架构模型
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