產業模產業模型庫型
 
產業互聯網信息（xī）模型發展現（xiàn）狀及趨勢研究（jiū）
信息通訊技術（shù）與政策（cè）.
 
產業和信息化部主管、中國信息通（tōng）訊研究院主辦的專業（yè）學術期刊。通過定義同一的框架及描述形式，產業互聯網信息模型可以實現信息的尺度化，為異構信息之（zhī）間（jiān）的交互提供解決方案。
 
5? ?結束語
 
信息模型的發展仍處於起步階段，海內外關於該技術的研究正處於越來越熱的時期（qī）。針對信息模型的認知沒有（yǒu）形成（chéng）有效同一的理解，給信（xìn）息的尺度化工作帶來了挑戰（zhàn）。客（kè）戶端通過訪問服務器的地址空間獲（huò）守信息模型定義的數據（jù）和信息。圖（tú）5為PackML的狀態模型[4]。數據編碼通過使用UA二進製、UA XML或者UA JSON定義係列信息（xī）模型。詳細建模過程為（wéi）需求獲取、類型定義、模型實例化。
 
3.2? ?頂層設計有待（dài）構建因（yīn）為各單位對信息模型的熟悉（xī）不同一，還未有一套完整的針對信息模型的（de）尺度，主要原因反射弧模型製作材料是產業互聯網信息模型缺乏頂層設計，行業尺度缺乏頂層框架。 OPC UA地址空間（jiān）采用分層結構，所有服務（wù）器的頂層以尺度化的形式存在，用戶可以通過層次結構訪問地址空間中的所有節點。跟著（zhe）產業互（hù）聯（lián）網相（xiàng）關尺度和樞（shū）紐技術的不斷提高，麵（miàn）向行（háng）業的尺度化信息應用需求也越來越大。
 
3.3? ?尺度體係急需完善產業（yè）行業一般（bān）先有（yǒu）產品後出尺度，與（yǔ）傳（chuán）統產業行業不同，產業模（mó）型公司信息（xī）通訊行業通常先有尺度後推產品。 PackML信息模（mó）型具有三大基本（běn）功能，包括同一的操縱（zòng）員界（jiè）麵、協調一（yī）致的信息和（hé）協（xié）調一致的狀態轉移。信息（xī）模（mó）型在發展過（guò）程中，需要持續（xù）的技術、資金、職員等投入，在貿易應用和推廣過程中也麵對著基礎薄弱、場景複雜、成效緩慢等眾多挑戰，將是一項長期、艱巨、複雜的係統工程（chéng）。為實現信息模型（xíng）在產業互聯網中的有效應用，促（cù）進產業互聯網的（de）規範發展，本（běn）文針對信產業模型庫息模型的發展現狀及趨勢展開分析。首先，在現有的尺度層麵，信息尺度主要是由各江門產業模型製作單（dān）位（wèi）針對（duì）各自領域編製，尺度的暢通流暢性和合用範圍窄；同時，在各種模型之（zhī）間銜接不暢，模型之間的合作效率低下，對信息孤島的現（xiàn）象難以產業模型下載（zǎi）打破。
 
 
。例（lì）如，借助產（chǎn）業互聯網工業同盟（méng）的平台上風，在（zài）各企業及（jí）行業（yè）之間建立信息模型共（gòng）享知識庫，實現信（xìn）息（xī）模型的知識共享，並對共享（xiǎng）知識不（bú）斷迭代更新，促進（jìn）信息（xī）模型技術提高。在PackML中定義了17種模式，可根據需要設（shè）定其中的部門狀態，這17個（gè）狀態模式基本能夠知足除了包裝行業以外的其他行業。配套規範包（bāo）括多種過程控製的垂直領域，如油氣、智能建築、公共設備等。
 
4? ?產業互聯網信息模型發展趨勢
 
4.1? ?完善的尺度體係逐步形成（chéng）產業互聯網的本質是實現設備、物料、控製係統（tǒng）、信息係統、產品和人之間的互聯互（hù）通。例如，不同行業（yè）領域機構因為業務發展需要或者工（gōng）作性質的不同，根據自身需求開發的通訊對象會存在不同的接口（kǒu）或者信息格局，接口的不同導致信息傳遞受阻，不同格局的信息之間交互本錢過高。
 
產業互聯網籠蓋範圍廣產業模（mó）型製作視頻，涉及領域繁雜,在各自的應用場景中，均有其合用的信息模型。定位於“信息通訊技術前沿的風向標，信息社（shè）會政策探究的思惟庫”。基於InstrumentML尺度的信息模型可實現儀表信息產業機理模型的（de）尺度化，包括儀表身份標識信息和儀表應用屬性信息，以及儀表基本（běn）特性的描述。因為應用場（chǎng）景多樣，行業發展趨勢各異，針對信息模（mó）型的開發水平有高有低。
 
各企業和單位將自身信息模型相關應用場景接入行業組織中，實現資源共享共開發。
 
圖2? ?OPC UA信（xìn）息模型（xíng）
 
 
 
OPC UA係列規範涵蓋對象類型、變量類（lèi）型、數據類型和引用類型（xíng），代表特定（dìng）的語義。
 
多場景、多渠道（dào）合作。基於（yú）InstrumentML尺度（dù）的模型架（jià）構如圖4所示[3]，詳細包括身份屬性（儀表的身份標識）、結構屬性（儀表的結構屬性）、功能屬性（儀表的功能屬性）、機能屬性（xìng）、位置屬性、貿易屬性。因此，利用PackML建模可以實現機器狀態與操縱模式的信息尺度化。
 
4.3? ?應用場景向多元化方向延伸伴跟（gēn）著世界範圍內（nèi）產業互聯網的持續推進，產業（yè）通訊技術更新換代的節奏可能會超過之前的（de）任一階段。信息模型在產業互聯網中的應用（yòng），如數字孿生、資產治理殼、OPC UA等，將打破傳統產業網絡眾（zhòng）多信息交互對象之間的壁壘，實現橫向和縱向信息的協同，降低信息交互本（běn）錢。跟著產業互聯網的發展，信息（xī）模型將逐步實現尺度體係的構建（jiàn）。
 
3? ?產業互聯網信息模型麵對挑戰
 
3.1? ?認知需要形成同一目前（qián），世界（jiè）各國的組織（zhī）機構對信息模型的理解和闡述不一，給出的信息模型的內涵和架構也不（bú）盡相同。為促進該技術的發展，建議各（gè）行業（yè）領中航產（chǎn）業模型域，甚（shèn）至各應用場景開（kāi）發適合自身的信息模型，並搭建信（xìn）息（xī）模型（xíng）服務平台，由行業（yè）組織對各領域開發的信（xìn）息模型實行集中同一治理產業模（mó）型設計，進步信（xìn）息模型服務效率（lǜ）。近年來，以國際電工委員會（IEC）和國際尺度化組織（ISO）為主介入製定的尺度固然逐漸在信息模型中推廣，海內在信息尺（chǐ）度化方麵也在不斷（duàn）發力，但還沒有形成體係（xì）。一方麵，尺度化的信（xìn）息可以解決產業領域不同廠（chǎng）家設備、不同設備型號（hào）等造成的信息孤島題目，進步信息利用效（xiào）率，降（jiàng）低信息服（fú）務本錢；另一方麵（miàn），麵向未（wèi）來產業互聯網技術最實際（jì）的（de）信息應用需求，通過解決行業內部各（gè）類（lèi）環境、應用（yòng）需求的信（xìn）息尺（chǐ）度化技術，來解決行業間信息匯聚、融公（gōng）道解等題目。在模型中，將工廠（chǎng）拓撲結中航產（chǎn）業電子采購平台基礎年費是多（duō）少構按照工廠、單元（yuán）、組件、特性、接口、關（guān）係以及引用來進行分層（céng），這些分層（céng）對象包含屬性以及該層結構與其他對象的關（guān）係。同時，OPC UA定義了數據編碼（mǎ）、安全協議和傳輸協議的映射。 COLLADA（ISO/PAS 中航產業電子采（cǎi）購平台如何變革傳（chuán）統的采購業務17506:2012）可以對模型（xíng）對象的幾何學（xué）和運動學特性（xìng）建（jiàn）模進行描（miáo）述及格局存儲；PLCOpen XML可以對模型對象中行為和序列特性的邏輯信（xìn）息進（jìn）行描述。
 
海內方麵，中國信息通訊研究院、機械（xiè）產業儀器儀表綜合技術經濟研究所（suǒ）、華為技術有限公司等機構針對信息模型相關技（jì）術展開（kāi）研究，主導發布了係列信息模型成果；中（zhōng）國科學院沈陽自動化研究（jiū）所、航天雲網科技發展有限（xiàn）責任公司等企業都在使（shǐ）用OPC UA技術，涉及信息模（mó）型的通用建模規則、模型元素定義、語（yǔ）義化描述方法等內（nèi）容（róng）。
 
圖4? ?InstrumentML模型圖
 
異構（gòu）產業儀表（biǎo）網絡的各（gè）種監測數據（jù）、各（gè）種類型的傳感器、中間交換的信息格局之間存在著差異性，為了有效屏（píng）蔽差異性和（hé）實現異構產業儀表網絡互操縱，可以中航產業采購平台注冊構建InstrumentML產業儀表信（xìn）息模型。基於模板的產業儀（yí）表處理建模的過程中，專業的建模職員把特定的產業儀表模型匯總單元數據字段中（zhōng）航產業（yè）團（tuán）體招聘映射到InstrumentML單元數據描述字段，從而在抽象的產業儀表公共模型（xíng）中建立對應的單元數據組合參數模板。因此（cǐ），對於產業互聯網（wǎng）而（ér）言,信息通訊尺度的缺（quē）乏會阻礙行業的（de）發展，信息模（mó）型的核心（xīn）是實現信息的尺度化。
 
圖5? ?PackML狀態模型圖（tú）
 
 
 
基於PackML的信息模型（xíng）主要用於包裝過程的（de）描述，處於（yú）信息（xī）化應（yīng）用層，可（kě）以實現機器狀態與操縱模式的信息尺度化。
 
國際方麵（miàn），IEC針中山產業模型製作對數字工廠相關的信息（xī）模型進行（háng）研究，在數字化描述方麵取得一些成果。
 
4.2? ?樞紐技術有序推進近年（nián）來，海（hǎi）內外一些組織陸續（xù）開展了信息（xī）模型的相關研究工作，主要在信息模型的樞紐技術方麵進行布局。在元信中航產業模型官網息（xī）模型中，基於基本節點（diǎn），定義應用（yòng）過程（chéng）中的數據類型以及地址空間中組織（zhī）結構的類（lèi）型等。
 
2.2? ?基於AutomationML尺度的信息模型基於AutomationML尺度的信息模型（xíng）核心是以連接不同數據格局的頂層數據格局建築設計（jì）與模型製作書籍CAEX（IEC 62424）為框架，整合其他已有的基於XML的數（shù）據格局，詳細參見中航發采購平台 圖3[2]。
 
2.4? ?基於PackML尺度的信息模（mó）型基於PackML的信息模型可（kě）以涵蓋（gài）包裝行業設備的多種運行狀態和模式，如維修運行模式、手動運行模式、自動運行模式等。
 
圖1?? 信息模型基本架構?
 
 
 
2? ?產業互（hù）聯網信產業模型製作公（gōng）司息模型發展現狀
 
目前，根據應（yīng）用需要，海（hǎi）內外各組（zǔ）織機構圍繞信息模（mó）型相關技術尺（chǐ）度開展了係列研究。當前，信息模型整體仍處於起步階段。因為AutomationML對引用與關係進行了（le）區分，其中引用描（miáo）述了從 CAEX對象到外部存儲信息（xī）的鏈接，關係描述了CAEX對象之間的聯係，因（yīn）此AutomationML對象也預留了與其他工程信息相關的引用機製。為實（shí）現更多（duō）實體的互聯互通（tōng），有時需要針對特定的行業應用製定特殊的信息模型。因此，基於OPC UA的信息模型主要（yào）用於實現設備和係統信息的尺度化，泛起在信息（xī）化（huà）應用層，可以解決語義互（hù）操（cāo）縱題目。
 
AutomationML定義（yì）的基於XML的數據格局可以實現異（yì）構工程信息（xī）的存儲和交換，並支持運行環境數據（jù）源的建模（mó）。
 
2.1? 基於OPC 中航產業物資供給采購UA規範的信息模型OPC UA包（bāo）括14種（zhǒng）配套規範，規範數目仍在增加，OPC UA通過係列規範（fàn）給出了元信（xìn）息模型（xíng）及實在（zài）施方案。
 
3.4? ?應用推廣比較難題產業互聯網（wǎng）應用場景複雜，對信息的（de）處理方式（shì）多種多樣，與傳統的信息處理方式比擬，信息（xī）模型對信息的尺度化（huà）處理要求更高。
 
 
 
 
 
 
 
1? 引言
 
產（chǎn）業（yè）互聯網麵對的最大挑戰是普通產業係統如何從疊加飛速發展的ICT技術向信息物理係統的轉變，而信息物理係統中對象之間異構的信息交互是需要解決的首要題目。
 
構（gòu）建不同產業儀表信息模型，可以根據不同儀表單（dān）元數據建築（zhù）模型製作（zuò）方案 尺度或處理模型尺度，在抽象模型基礎上尺度（dù）化的定製（zhì）其信息模型模板。
 
產業互聯網信息模型是指產業互聯網全要素、全價值鏈、全工業鏈在信息（xī）空間的尺度化表達。 OPC UA信息模型呈現形式如圖2所（suǒ）示[1]。因此，信息模型的應用（yòng）將促進（jìn）行業內部的協同發展。為實（shí）現該技術沿著準確的發展方（fāng）向前進，同時加快該技術的發（fā）展速度，本文針對（duì）信息模型的發展現狀及趨勢給出以下建（jiàn）議。德國西門子公司提出數字孿生的應活動鑲（xiāng）嵌模（mó）型製作材（cái）料用形式，通過信息模型實現對實體屬性和行為的數字化表述；德國電（diàn）氣與（yǔ）電子製造商協會（huì）利用信息模型成（chéng）功對資產治理殼（ké）的資產進行描中航產業團體董事長述，並實時體現資產的狀態；OPC基金會在OPC UA信息模（mó）型方麵持續布局，通過定義同一數據接口（kǒu），實現不同廠商軟件之間的數據交（jiāo）換；IVI則研究（jiū）信模型製作材料有（yǒu）哪些息模（mó）型在實現相互通訊和連接方麵的相關技術。將已建好的尺度（dù）模板可視化之（zhī）後往尺度字段填入相應的值，終極天生完整的產業儀表信息模型。
 
為了實現信息（xī）模型功（gōng）能，OPC UA服務器需（xū）要對信息模型進行實（shí）例化，構（gòu）建地址空間從（cóng）而向客戶端暴露實例化的信息模型，使客戶端（duān）能夠訪問和治（zhì）理信息模型中定義的節（jiē）點信息。傳統的（de）信息交互方式嚴（yán）峻製約了信（xìn）息的互（hù）聯互通互操縱，信息的利用效率低下。同時，在元模型（xíng）的基礎上，用戶可通過（guò）繼續內置節（jiē）點和增加定義的語義來擴充類型定義。行業也可以在OPC UA元信（xìn）息（xī）模型的基礎上定義自己的信息（xī）模型，如機（jī）器人信息模型、機床（chuáng）信息模型、機（jī）器視覺信息模型和塑（sù）料加工機械信息模型。圖5中方框為設備運行的狀態，箭頭方向（xiàng）為設備的運作流程，每（měi）當完成一個階段，設備會自動（dòng）跳轉到下（xià）一個運（yùn）行狀態。其中，SC為狀（zhuàng）態完成（State Complete）。
 
 
 
圖 3? ?AutomationML工程數據交（jiāo）換格局總覽（lǎn）
 
 
 
基於AutomationML尺度的信（xìn）息（xī）模型主要用於實現出產係統間工程（chéng）信息的尺度化，解決工程過程中信（xìn）息交換和集成題目，如實現產線上（shàng）的機器人、機械臂等對象間的信息（xī）互通。通過CAEX（IEC 62424）對工廠拓撲，可以實（shí）現頂層數據結構（gòu）建模。建議（yì）對（duì）信息模型具有相同需產（chǎn）業機理模型（xíng）庫 工（gōng）信部求的企業或（huò）單位合作開發，大企業（yè）為中小企業開放平台和資源，帶動中小企業發（fā）展，中小企業實現技術立異（yì），給大企業（yè）注入（rù）活力。總體而言，現有的尺度體係不足以籠蓋產業互聯網信息模型的需求。本文將產業互（hù）聯網信息模型的基本架構定義為如圖1所示的形式，圍繞標識、屬性和類對產業全要素、全價值鏈、全工（gōng）業鏈的信息進行表達。
 
2.3? ?基於InstrumentML尺度（dù）的信息模型InstrumentML模型描述語言可以提供同一的信息模型框（kuàng）架，抽象出其麵（miàn）向對（duì）象處理（lǐ）的各個模（mó）型片斷，然後提出一種支持這種通用模型框架的（de）軟件。
 
4.4? ?行業內部呈現協同（tóng）發展趨勢在傳統的產業（yè）出產過程中，設備與設備往（wǎng）往獨立（lì）操縱；但對處於產業互聯網中央的智能（néng）工廠而言，現場設備層需要買通（tōng），並通過（guò）信息模型技術有機連接，實現工廠內資源的垂直（zhí）整（zhěng）合。跟著產業互聯網技術的不（bú）斷（duàn）發展，各行各業對信息的使用需（xū）求也（yě）會越來越大（dà），各企業和研究機構紛紛涉足產業互聯網信息尺度化領域（yù），試圖（tú）尋找一種有效、可靠的方法，實現信息的互聯互（hù）通。同時，AutomationML描（miáo）述的數據模型與OPC UA表示的信息模型之（zhī）間可以相互轉換，通過AutomationML結合OPC UA同（tóng）一架（jià）構的方式可以實現（xiàn）更多應（yīng）用的互操縱性。產業互聯網的各種異（yì）構信息造成的信（xìn）息孤島題目是產業互聯網快（kuài）速發展道路上的一塊絆腳石。