30、工业4.0中基于云的制造互操作性深度剖析

工业4.0中基于云的制造互操作性深度剖析

1. 工业变革与云制造的崛起

信息通信技术（ICT）的飞速发展推动了新“数字”经济的诞生，如今已迎来第四次工业革命。在这一阶段，网络物理系统（CPS）将现实与虚拟的对象和过程紧密相连，制造业也在各个组成系统上发生着根本性的变化。德国的“工业4.0”战略聚焦于制造业，涵盖了CPS、物联网和云计算等技术。

云计算凭借其基于服务的特性，催生了新的计算和商业模式，使协作和数据交换达到更高水平，同时提高了效率、增强了灵活性并降低了成本。在工业领域，云计算的应用不断增加，但云环境中的互操作性问题比安全问题更为突出，成为当前研究的重点。

云制造（CBM）借鉴了云计算的服务导向方法，通过多样化的云服务和部署模型，将制造过程和资产转化为服务。与传统制造IT系统相比，工业4.0的云导向系统在生产服务灵活性、组织扩展性、产品多样性等方面具有显著优势，具体对比如下：
| 比较因素 | 基于云的制造 | 工业4.0 - 智能工厂中的CBM |
| — | — | — |
| 生产服务灵活性 | 限于某些领域（人机界面不通用） | 全领域通用（先进人机界面） |
| 组织扩展性 | 受虚拟化单元限制 | 基于CPS技术易于扩展 |
| 产品多样性 | 高 | 非常高 |
| 上市时间 | 短 | 极短，即时（3D打印） |
| 网络连接 | 部分无线 | 全ICT技术联网 |
| 协作 | 基于云部署模型 | 精益结构（涵盖所有设备、软件、传感器） |
| 传感器/实时自适应管理/控制 | 包括机器、设备和虚拟服务 | 所有设备和传感器实时无线 + 过程 |
| 透明