工工業模型製作前景業模型（xíng）
資產構成（chéng）產業4.0基本單元（物理的/非（fēi）物理的）的實體部（bù）門，治理殼構成產業4.0基（jī）本（běn）單元的虛擬（nǐ）部門，產業4.0的通訊將各種基本單元加以連接。這（zhè）些（xiē）子領域模型（xíng）彼此割裂，需要有一種能將它們集（jí）成，並拚接在一（yī）起的模（mó）型，這也是運用OPC UA的（de）信息模（mó）型方法，采用分層次的手（shǒu）段，解決為複雜對（duì）象建立信息模型的一種有效途徑。實在，從一定的意義（yì）上講，機理模型和數據（jù）模型的獲取和部署都有賴於信息模型，信息模型（xíng）借助“量綱”的（de）作用（yòng），假如數據（jù）沒有量綱，這些數據（jù）的使用範圍受到（dào）很大（dà）限製。
第一個全球OPC UA機器視覺配套規範AutoID的開（kāi）發，最早是由VDME提出，近年來發展（zhǎn）成為由多（duō）國有關機器視覺尺度的機構進行國際緊密協作的產物（wù），這些機構包括（kuò）美國的自動化成像協會AIA、中國機器視覺工（gōng）業同盟CMVU、歐洲的機器視覺協會EMVA和（hé）德國的機械設備中（zhōng）航產業618所所長製造商聯（lián）合會VDME，以及日（rì）本的產業成像（xiàng）協會JIIA。可惜這篇（piān）論文（wén）一直沒有正式在專業媒體上發表過。第三層是製造車間流程（chéng）的治理和調度模型。表1是若幹配套信息（xī）模型規範的一覽表。設（shè）備和機械製造商（shāng）用麵向對象的信（xìn）息描述他們的係統，也（yě）定義與IT安全地集（jí）成的（de）存取權。這裏（lǐ），事物包括現實世界的（de）客（kè）觀（guān）對象，也包括對客觀主體的行為（wéi）建立信息模型。
還有一個跨領域的信息模型題目。這對（duì）於智能製造和（hé）實（shí）現產業4.0都（dōu）具有重大意義。
圖1 ?資產治理殼（ké）元信息模型（xíng）的結構
為了推廣信息模（mó）型的應用，德（dé）國已經在著手開發信息模型（xíng）運用服務的（de）軟件包，例如菲尼克斯公司下屬的軟件公司（即（jí）以（yǐ）原來以基（jī）於IEC 61131-3的PLC工程平台MultiProg稱著的KW公司為主（zhǔ）要班底），就正在開發測試命名為“資（zī）產（chǎn）治理殼軟（ruǎn）件包（bāo）的探索者（zhě）”AASX Package Explorer。鑒於模型含有規範、典範的意思，所以定義：信息模型是用一組簡化的信息，按一定規則對事物所（suǒ）做（zuò）的抽象描述（shù）。還有像資產治理、能（néng）源治理、固件進級等等都是跨行業跨（kuà）領域的（de）應用（yòng）。針對不同領域有很（hěn）多LoPs尺度，在過程自動化領域是IEC 61987。
因為製造過（guò）程的複（fù）雜性（xìng），同一的信息模型還難以實現，因此製造過程（chéng）的信（xìn）息模型是分（fèn）層次的。 2）基本單元的物理（lǐ）對象必需具有通訊能力，以及相應的數據和功能。他們不但是大數據的介入者，而且還可以通過對他們數據的分析達到進步效率和機能（néng）的目的，從（cóng）而產生更大的製造和出產利益。
工產業模型製作遠景業模型
彭瑜 | 沒有信息模型 就沒有產業數字化轉型（xíng）
為什麽說（shuō）信息模型是產業數字化轉型的一個樞紐基礎？又為什麽在海內討論產業數字化轉型很少有人提及信息模型呢？這是本（běn）文著重探討的兩個題（tí）目。而子（zǐ）模型又包（bāo）括其標識、技術數據、運行（háng）數據和文檔等部門。過去多年來積累了很多（duō）成熟的經濟的技（jì）術和產品，例如眾多的自動中航產業團體下屬企（qǐ）業一覽表化儀表、伺（sì）服電（diàn）機及其驅動係統（tǒng）、PLC及其內裝的應用程序等等，都（dōu）有可能在更（gèng）大（dà）更廣泛的係統中作為（wéi）一（yī）個部件（基本單元）來處理。假（jiǎ）如PLC中裝載了某種機械裝置能（néng）充分理解（jiě）的信息模型，同（tóng）時用尺度化的數據和（hé）通過尺度化（huà）的軟件接口直接而快速地與外界（HMI、MES等等）溝（gōu）通，這將大（dà）大減少工程量。為了解決這一類跨領域（yù）的信息模（mó）型的複雜建模，在OPC基（jī）金會內部建（jiàn）立了一個（gè）跨領域協調組。這個跨領域協（xié）調組的工（gōng）作正在開展，能否見效仍是一個挑戰，有待於在未來的實踐中檢修。在現代的出產（chǎn）製造大環境（jìng）中，構建大規模的（de）分工和協同體（tǐ）係其必備的（de）前提是產品的模塊化（huà）和尺度化，確保各出產環節的順暢運轉是體現產品模塊化和尺度化的（de）屬（shǔ）性——互操縱性。
之所以在頂層設計中要專門嚴密設計資產治理殼作為樞紐的基礎環節，基於以下因素：資產治理殼是產業4.0對應其物理實（shí）體的數字孿生體的實現；它產（chǎn）業機理模型賦予OT設備具（jù）有（yǒu）跨公司（sī）的互操縱性；不（bú）論是智能產品仍長短智能產品，都可以利用資產治理殼；它籠蓋了產品、設備、機械（xiè）裝置及其配套設備的全生命周期；它還賦予價值（zhí）鏈集成的能力；同時仍是自主係統（tǒng）和（hé）人工智能AI的數字基礎。
從OPC UA的視角看信息模型（xíng）
OPC UA的架構由三部門組成（見圖3）：底層是有關通訊的部門，詳細（xì）采用（yòng）哪（nǎ）種中山產業模型製（zhì）作通訊協議（yì）不受限製產業模型，每（měi）一種詳細用例都是（shì）所選（xuǎn）用通訊協議的映射，可以是（shì）有線的，也可以是無線的（de）；目前用的最多的是以太網。像機械製（zhì）造廠商這樣的數據提供（gòng）者（zhě）可以保有對其數據的控製，並以有目標和可控的方式來分發數（shù）據（jù）。
從產（chǎn）業4.0基本單元資產治理殼的視角看信息模（mó）型
產業（yè）4.0基本單元（Industry4.0 環（huán）境設計模型製作方案Components）是（shì）描述信息物理係（xì）統CPS具（jù）體特性（xìng）的模型。這兩類事物自然具有異構特性，為了彼此整合就需要一個合適的中間環（huán）節，選擇信（xìn）息模型作為這個（gè）環（huán）節實現互（hù）操縱性，既符合邏輯推產業模型軟件理，又（yòu）有實證支持（chí）。
圖2? 產業（yè）4.0實現跨公司（sī）OT設備互操縱（zòng）性的（de）方法
綜上（shàng）所述可見，資產治理殼是能夠全麵涵蓋出產係統、機械裝備、構成出產係統和機械裝備到的各類部件和模塊的的信息容器，這些信關節結構模型製（zhì）作視頻息需要反（fǎn）映從設計、製造、運行等各個階段的（de）技術數據和狀態，還需要通過網絡化（huà）的手（shǒu）段與係統中的（de）其它治理殼形成互操縱。
不外，假如對海內的（de）相關情況進（jìn）行了解和分析，你會發現在熱議數字孿生的時候人們隻談機理模型和數據模型，不管是學術（shù）界仍是（shì）產業界對信（xìn）息模型是何物，有（yǒu）什活動鑲嵌模型製作材料麽用處，更不要說在哪裏用，好像沒有提到日程上來（lái），使人感覺在產業發達國家討論並積極（jí）開發信息（xī）模型這個產業數字化轉型的熱（rè）門（mén），在海內卻被打入冷宮，棄（qì）之不用或棄之不提（tí）。從能觀性講，建模規則所涉及到的屬性必（bì）需（xū）是可以獲得的（de）；從能控性講，建模所用到的規則、屬性必需（xū）是有限的，與應用（yòng）水平相稱。為了將資（zī）產（chǎn）完整地融產業模型沉澱（diàn）數目入IT的領域，產（chǎn）業4.0的（de）解（jiě）決方案要求構成資產的（de）方（fāng）方麵麵都要加以連接，其中（zhōng）包括機械設備知識圖譜本體模（mó）型構建及其部件，所供給的材料、零件配件和產（chǎn）品，各種技術文檔如圖紙、接線圖，合（hé）同，訂單（dān）等。例如樂（lè）譜、拳譜都是客觀主體的行為（wéi），也可以視為信息模型，由此可見信息模型自古就存在（zài），隻（zhī）是現在顯得更為重要了，由於信息模型為信息（xī）的交換和（hé）小學生火（huǒ）箭模型（xíng）製（zhì）作視頻數據的交換提供了有效率的基礎。一般而言按一定（dìng）規則來描述信息模（mó）型，意（yì）味著信息模型是麵向某種（zhǒng）集合、某種分類（lèi）法的，例如OPCUA的信息模型和它的配（pèi）套信息模型，流程（chéng）自動（dòng）化設備的信息模型PA-DIM，等（děng）等。
並（bìng）非對事物的任意描述都可以是信息模型。
曾有人對模型下過一（yī）個廣義的定義：模型是為一（yī）定目的對部門現實世界而做的抽象簡（jiǎn）化描述。
信息模型的基本概念
為了弄清信息模型的概念、含義和（hé）應用，上網搜索了很長時間，也沒有發現真正把信息模型的概念闡述得清（qīng）晰的資料，倒（dǎo）是上海產（chǎn）業自（zì）動化儀表研究院的原總工範鎧，在十多年前為中國自動化（huà）學會儀表裝置專委會舉辦的一次學術會議寫（xiě）的論文《企業自動化信息模型》中，用了（le）一定篇幅討論了信息模型的概念，我（wǒ）認（rèn）為（wéi）是把題目講（jiǎng）明白了。在出產環（huán）境中，從（cóng）出產係統（tǒng）和機械裝備到裝備中的各類模塊，隻要知足了上述這些特性，無論是中航產業西安飛行自動控製研究所 618所 硬件（jiàn）基本單元仍是（shì）軟件基本單（dān）元（yuán），無論是（shì）具有智能特（tè）性的仍是沒有（yǒu）智能特性，都具備和符合產業4.0要求的能力。由此可見，海內目前似乎還沒有開發信（xìn）息模型的泥土和念頭，還處（chù）於（yú）懵懵然的狀態。將（jiāng）這（zhè）些設備集成起來（lái）不僅更利（lì）便，甚至可以做到即插即用的解決（jué）方（fāng）案。
表（biǎo）1? 若幹OPC UA配套信息模型（xíng）規範一覽表
信息模型是產業企（qǐ）業實現數（shù）字化轉型的基礎
在網絡化的出產中（zhōng）所有的出產環節和介入者，從設計、製（zhì）造、集成到使用運（yùn）營各（gè）個階段（duàn），一直處在一種動態的（de）開放（fàng）中航產（chǎn）業電子采購平台先容生態係（xì）統（tǒng）之中，這種在分布式結構中進行大（dà）規模複雜的協同，其基礎就是需要實現相互之間無縫地交換信息（xī）和知識，或者說隻有（yǒu）實現互操縱才（cái）能達到高效率地交（jiāo）換信息和知識。例如“能效”子模型（xíng）就有節能模型、累計的節（jiē）能數（shù）目（mù）、潛伏的節能百分比等。
由此www.17C.com（men）可以得出以下判定：跟著產業企業（yè）數字化轉型的啟動和開（kāi）展（zhǎn），應該充分（fèn）熟悉信息模型是產業企業實現數（shù）字化轉型的基礎環（huán）節，給予足夠的正視。在產業4.0基本單元的（de）模型（xíng）中，這個電子（zǐ）容器（qì）稱之為“資產（chǎn）治（zhì）理（lǐ）殼”，簡稱（chēng）治理（lǐ）殼。
顯（xiǎn）然，個別的信息模型沒有應用價值，而係統的、事關全局的信息模型的頂層設計和實施需要政府主管部分引（yǐn）導（dǎo），行業協會、尺度（dù）化組織建立規則和規範，但是（shì）這些好像並沒有引（yǐn）起足夠的正視，更遑論提到他們的（de）議事日程。中間部（bù）門（mén）是OPC UA的元信息（xī）模型（xíng）和對此信息模型的存取（qǔ）。現在的實際（jì）情況是每個設備和機械的製造商（shāng）實際上也都提供信息模型，數據和（hé）接口也是可以（yǐ）使用的。在寫這（zhè）篇產業（yè）模型製作遠景文章中我采用了他的見解和基本（běn）描述。然後考慮（lǜ）將涉（shè）及全局的數據轉移到較高層級大和號模型製作視頻的可供通常運用的數據倉庫。為此需要一個更嚴密的定義。特（tè）別是2015年（nián）德國中航產業團體地址提出產業（yè）4.0的前景規劃以及近些年來泛起（qǐ）的產（chǎn）業互聯網（wǎng）大熱以後，一些在前十幾年開發的有關自動化信息模型的尺度開始有了用武之地。
成為產業4.0基本單元有2個先決前（qián）提：1）它必需在整個生命（mìng）周期內采集所有相關數據，存放在有該基本單元所承載的具模型製作計劃書方案有信息安全的電子容器內，並由它把這些數據提供應企業介入價值鏈的過程。而真正實現互操縱性的條件是按尺（chǐ）度（dù）化的方式建立各相關環（huán）節符合尺度的（de）信息模型。實際上治理殼是連接產業4.0與（yǔ）資（zī）產的接口，是存放資產的所有數據（jù）與信息的存貯器，它同時仍是作為產業（yè）4.0尺度化的通訊（xùn）網絡的接（jiē）口，它具有把無源的資產（如（rú）軟件、文檔）集成到（dào）產業4.0的網絡的能（néng）力（lì），它還能夠用來把（bǎ）現有的設備進級遷（qiān）移至產業4.0的大環境中。 ?
圖3? OPC UA的架構
OPC UA是一個為實現產業互操縱（zòng）性的框架，其（qí）數據模型基於提供具有句法定義的信（xìn）息，並且可以以任（rèn）意的通（tōng）訊方法（包括各種現代的產業協議、以（yǐ）太網（wǎng）、移動通訊和無線通訊）進行通訊（xùn）。
可以（yǐ）肯定地說智能設備和裝置應該同時支（zhī）持多個配套的信息（xī）模型，例如智能型注（zhù）塑機除了支持專（zhuān）門的注塑機的功能（néng）性信息模型，還要支持能源數據的信息模型，支持與MES係統接口的信息模型。
在自動化領域中建立的模型（xíng）至少要知（zhī）足能觀性和能控性。由不同的公司製造（zào）的OT設備，隻要相應建立一（yī）個符合產業4.0要求（qiú）的資產治理殼，將在其（qí）全生命周期的各個階段都可以通過基礎（chǔ）架構服務（IaaS）、平台架構服務（PaaS）和軟件服務（SaaS）形成（chéng）跨公司設備的互（hù）操縱機能（néng）力。從這個角度看（kàn），信息模型是對係統進行工程化組態的樞紐，原因在於（yú）：信息模型的數據表述形式可用圖形化加以表達和配（pèi）置，好比PLC/Matlab的功能塊，SCADA/PLC的組態界麵；而且信（xìn）息模型的數據格局可被PLC Runtime裏的軟件（jiàn）加載並解析，從而將用戶的工程配置（zhì），轉化為具模型製作書籍推（tuī）薦體（tǐ）的機器指令。這個定義（yì）有三個（gè）要點，即1）描述（shù）的方式是“信息”；2）按一定規則進（jìn）行描述；3）所做的描述必需是“抽象（xiàng）”的。反過來，假（jiǎ）如他們在協商一致的基（jī）礎上製定尺度信息模型，那麽就能提供同樣的數（shù）據（jù）和服（fú）務（wù）。可能采取的方法是（shì）為了實（shí）現互（hù）操縱（zòng）性，先審查各相關規範之間存在的的相似點（diǎn），以盡可能地使重疊的部門最小化。 OPC UA的目（mù）標是通過建立（lì）一種可在整個自動化係統（tǒng）中使用（yòng）的公共的信息模型的建模方法，達到（dào）無縫互操縱性的實現。這樣，在出（chū）產環境（jìng）中的硬件（jiàn）單元和軟件單元之間（jiān）都（dōu）能進行符合產業4.0要（yào）求的通訊。實在，在機理建模（mó）和數據（jù）建模之外，還有功（gōng）能性/組合建模（diy屋子模型製作視頻functional/compositional modeling），信息模型就屬於（yú）這一類建模。
資產治理殼實際上是按一定規（guī）則構成的元信息模型（見圖1）。第二層是製造機器或過程的操縱描述語言，例如：IEC 61804 FB、IEC 61499 FB、IEC 61131-3，以及（jí）各種操縱數控機床（chuáng）、機（jī）器人等專用（yòng）模型工（gōng）具（jù）。這樣一種複（fù）雜的跨時間、跨地域、跨行業、跨專業的綜合模型，除了采用由多個子信息模型構成的元信息模型，目前沒有其它更加合適的建模方法。海（hǎi）內主導建模的學（xué）細（xì）胞模型製作材料（liào）術界（jiè）主要關（guān）注機理（lǐ）建模和數據建模，不關注信息模型的（de）建立；而企業建模以解決詳細題（tí）目為主，基本不會對事關（guān）企業出產係統的一攬子建模解決方（fāng）案的（de）頂（dǐng）層設計投（tóu）入精力。與德國、美國對信息模型所投入的精力和所取（qǔ）得的進展比擬較，就知道人（rén）家貫徹產業數字化轉型是以實就實，盡管要真正獲得廣泛應用也（yě）許還要很多年以後，但（dàn）是事關百年大計至少是幾十年大計的題（tí）目，就必需從現在做起，依賴積累和漸進（jìn）方（fāng）可達成。
在一個產業信息物理係統CPS中，物理過程和信息過程相互對應又相互作用。對統一個事物（wù）可以有多（duō）種不同的方式或規則建立信息模型，也（yě）就是說建立信息模型的方法存在一定的任意性，但我（wǒ）們追求的是用普遍接受的方法，也就是符合尺度的方法來建立信息模型，否則達（dá）不到通過建立信（xìn）息模型來有效交換（huàn）信息和數據、實現可互操縱的（de）目標。假如www.17C.com但願跟著信息技術的發展能夠充分利用它們與IT領域交互，能（néng）夠讓由信息、物理實（shí）體融（róng）合構成中航產業團體微博的CPS真正施（shī）展作用，就必需為所有產業技（jì）術和產品建立信息模型，否則談什麽數字化轉型、數（shù）字孿生體純粹（cuì）就是空口說，根本無法落地生根（gēn）。數字化的的實際樞紐在於數據的含義和描述，OPC UA為信息（xī）模型的（de）建立提供一種框架和尺度。最上部門（mén）是供給商專用的擴展（zhǎn），也就是（shì）配套的信息模型，如機器人配套信息模型、CNC數控機（jī）床的配套信息模型、風電機械的配套信息模型，等等。有（yǒu）的細分行業（yè）例如自動識別AutoID行業，其產品的應用麵涵蓋很大的範圍，從石（shí）油自然氣行業、流程產（chǎn）業到離散製造業，機器人等都會用到自動識別的產品，於是AutoID行業所建立的信息模型是不是都能夠在（zài）其它行業領域應用，就演變成為（wéi）如何建立跨領域的信息（xī）模（mó）型。同時，信息模型有（yǒu）良多子領域分（fèn）支（zhī），好（hǎo）比PLCOpen實在（zài）是一種主要用於描述（shù）控製邏輯編程的領域模型；AutomationML用（yòng）於描述製造工藝流程布局、幾何結構、機械運動學和（hé）運動規劃，也就是對出產係統描述（shù）建（jiàn）模的領域模（mó）型；FDI用於描述現場總線協議解析相關的模型。例如（rú）：各種出產線（xiàn）、AGV車操縱和（hé）調度，以及各部門同步協（xié）調的模型（xíng）和語言。這樣的目的是防止（zhǐ）每一個配套信息模型工作組自行定義具有相同應用的（de）數據類型。因為信息的（de）采集、儲存、傳輸和處（chù）理（lǐ）都要占用資源，過（guò）量的信息將會導致資源的鋪張，甚至（zhì）導致係（xì）統的失敗（bài）。還有ISO、IEC正在構建的LoPs（ Lists of properties ）。
信（xìn）息模型之所以成為自動化領（lǐng）域的研究重點，是由（yóu）於離開了信息模型和數學模型，計算機無法對信息模（mó）型所表達的對象進行處理，網絡也（yě）難以有效的施（shī）展作用。
對資產治理殼結構的要求是：1）必需知足所有的產業類型：製造產業、流程產（chǎn）業和混合（同（tóng）時（shí）存在製造和流程）出產；2）價值鏈涵蓋物（wù）流、采購（gòu）、出產、產品回收處理和服務；3）增值網絡包括合作夥（huǒ）伴和包羅萬（wàn）象的介入者（zhě）；4）信息安全（按可（kě）托性、完整性（xìng）、可用性要求（qiú））；5）在RAMI4.0 Layer維度服務於各個層級；6）在RAMI4.0的IEC2890維度運用於要求、概念、設計、調（diào）試、運行、進級；7）在（zài）RAMI4.0的Hierarchy Layers維度（dù）服務產（chǎn）業機理模型（xíng）舉例於所定義的（de）層級跨度。像這樣一種聯合開發OPC UA配套規範的方法可以大大減少在機器視覺信息模型的重疊，在國際上形成協調一（yī）致的配套規（guī）範，從而達到在世界（jiè）範圍（wéi）內大（dà）大降低實現真正互操縱性的壁壘，使最江門產業模型製作終用戶（hù）和供給商都能從中獲得利益。 CPS是一種在出產環境中的真什物理對象，通過與其虛擬對象（xiàng）和（hé）過程進行聯網通訊（xùn）的係統。
另外，信息模型不僅僅是對（duì）出產對象的描述，更樞紐的是要在工程（chéng）化的實施（shī）中轉換為可執行的行為。
這就是OPC基中航產業團體607所金會（huì）及其夥伴（bàn）一起來聯合創建尺度的信（xìn）息模型（配套的規範）的目標。
圖2是今年德國產業4.0路（lù）線圖發布的一張係統圖（tú），闡述具有資產治理殼的產業4.0基本（běn）單元（I4.0-Component with AAS）是實現跨公司OT設備的互（hù）操（cāo）縱性基礎（chǔ）。
。但是假如不同（tóng）的製造商出產相同的產品，因為沒有遵從尺度，這些接口和數據就不可能有互操縱性。同（tóng）時www.17C.com還應該留意到（dào），用於描（miáo）述事物的信息量越大，這個事物就會被描述得（dé）越細致越真實；但采用了（le）不當信息，或者信息過多（duō）卻未被利用，那麽這（zhè）些無用信息隻能被視為“噪聲”。第一層是製造對象、製造工具（jù）的描述模型，例如：機械（xiè）製圖、電路圖、以（yǐ）及自動化裝備的描（miáo）述語言EDDL、FDT、FDI、OPC UA等。用數學方程描述（shù）的是數學模型，用一組抽象信息描述事物就是信息中航（háng）產業團體級別模型。可以預見，今後類似這些行（háng）業專用的信息模型和多種行（háng）業都可通用的信息模型都能開發出（chū）來（lái），其重要性和可用性將會迅速增長。它由標識部門、若幹（gàn）子（zǐ）模型（信息模型）構（gòu）成。
