物联网的组成系统(物联网系统组成部分)

9月16日，无锡感知中国物联网商会发布团体标准《智能制造 柔性生产物联网系统结构和技术要求》征求意见稿。商会按照《无锡感知中国物联网商会团体标准化工作管理办法》相关要求，现公开征求意见。

柔性生产是在智能制造的基础上，为适应市场需求多变和市场竞争激烈而产生的市场导向型的按需生产的先进生产方式，其优点是增强制造企业的灵活性和应变能力，缩短产品生产周期，提高设备利用率和员工劳动生产率，改善产品质量。

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。参考GB/T 33474–2016 物联网参考体系结构；GB/T 33745–2017 物联网 术语等规程编制。

本文件规定了用于管理控制智能制造柔性生产的物联网系统，包括以下部分：智能制造柔性生产物联网系统的系统架构、实体和接口描述；用于智能制造柔性生产物联网系统的通用要求。本文件适用于智能制造柔性生产管控物联网系统的设计、开发、测试、部署和运维。

目标对象域：

目标对象域包含智能制造柔性生产物联网中面对频繁变化的生产需求需要管控的目标对象，这些目标对象的信息可被传感器和PLC感知，在少数情况下它们也可采用执行器和PLC控制。在智能制造柔性生产物联网中，目标对象实体包括五类：一类为人，主要包括生产装备部署时的调机人员和实际生产中的操作人员等；一类为机，主要是指柔性生产过程中使用的生产设施、生产设备和工装；一类为料，主要是指组成产品的直接材料和生产过程的间接材料；一类为法，主要指柔性生产的工艺方法；一类为环，主要指生产空间的环境状况。

感知控制域：

多品种小批量的柔性生产过程中，生产流程需要经常变换，工艺参数需要频繁更新，因此目标对象必须具备柔性能力，感知控制域实现此功能。感知控制域的实体分为感知控制类实体、PLC和物联网网关。感知控制类实体包括自动光学检测仪器、标识标签、设备设施传感器和执行器、环境监测传感器和执行器，主要分为传感器和执行器两类。

传感器获取人/机/料/法/环有关实体特性的信息。传感器可根据目标对象域中实体所需的测量参数进行选择。执行器可在反馈操作时改变目标对象实体的运行特性。传感器和执行器可以独立或协作地与目标对象实体交互。

PLC是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，是OT系统中常用的主控装置，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。PLC通过各种总线接口与智能装备交互，既可以采集装备的工作参数，又可以控制装备的工作状态。PLC是感知控制域中重要的类别和实体，是IT和OT相融合的关键。

物联网网关是连接感知控制域和其他域的设备，它还可以将感知控制域中的一个实体连接到另一个实体。物联网网关是提供数据处理、协议转换、智能分析、决策反馈的边缘设备，生成传感、执行、IT和OT网络子系统的控制命令等功能。物联网网关可以作为独立设备运行，也可以与其他传感和执行设备集成。物联网网关还可以为受限物联网设备(即存储、计算、通信和电源能力有限的物联网设备)执行安全功能，使用网关连接到网络。

服务提供域：

柔性生产是生产过程适应市场快速变化需求的新型制造方式，服务提供域提供各种对接市场需求反馈的应用服务。包括向用户提供柔性生产管控服务的实体，它的目的是承载核心功能、服务和应用程序，将基于物联网的智能制造柔性生产管控服务交付给用户(例如，人和/或数字实体)。

互联网小常识：IEEE802局域网参考模型对应于OSI参考模型的数据链路层和物理层。但是将数据链路层拆分为LLC（逻辑链路控制子层）和MAC（介质访问控制子层）。

在服务提供域中，软硬件系统/子系统不仅实现了基本服务，而且实现了与业务相关的服务。服务提供域的子系统将主要提供基础服务和业务服务。基础服务包括协议转换、标识管理、连接管理、用户管理、设备管理、数据管理、消息路由和规则引擎。业务服务承载与业务相关的服务和基于基础服务构建的智能制造柔性生产管控服务所需的应用程序，包括设备预测性维护、工艺参数优化、计划分配、执行追踪、急单加产、需求预测、库存优化、仓储优化、产销协同、运输优化、车间生产和数字孪生。

用户域：

用户域包含人类用户和数字用户。柔性生产需要设备之间互相协作，数字用户就是某种类型的设备，它们通过网络接口或应用程序编程接口与基于物联网智能制造柔性生产系统中的其他实体直接交互。人类用户分为企业内和企业外用户。数字用户包括终端或设备，或安装在智能手机或智能数字设备中的应用程序，以及加载在计算机上的软件或网页。人类用户包括运维人员、操作人员、现场管理人员、企业管理人员、供应方、需求方和管理方。

运维管控域：

柔性生产的工艺流程变动大、设备加入退出频繁、用户接入时空不限，运维管控域对基于物联网的智能制造柔性生产系统的运行监控、维护和法规遵从性监督，为柔性生产管控服务及扩展应用提供运行保障。分为运营维护和法规监管两类，其中，运营维护用于保障柔性生产物联网系统安全可靠运行。法规监管实体用于保障柔性生产物联网系统提供的各项服务符合相关法律法规。

资源交换域：

资源交换域实现智能制造柔性生产物联网系统与供应链内外部系统间信息资源的共享与交换，以及实现柔性生产物联网系统信息和服务交换的实体集合，实现更大范围内的资源优化配置，按照外部系统处于供应链的内部和外部进行分类。供应链内部的资源交换系统包括SCM供应链管理系统、CRM客户关系管理系统、ERP企业资源管理计划系统和PLM产品生命周期管理等。供应链外部的资源交换系统包括同供应链有关的社会系统，例如交管系统、商务系统、环保系统和安监系统等。

数据采集：

感知控制域中的实体应具有获取柔性生产感知数据和将感知数据转化为信息的能力。传感器节点通过传感器节点中的传感器获取数据，PLC通过总线接口获取智能装备的工作参数，物联网网关从传感器节点和PLC获取数据并传输到其他域。

互联网小常识：备份方法从备份模式来看，可以逻辑备份和物理备份，从备份策略来看可以分为完全备份、增量备份和差异备份。恢复速度由快到慢是完全备份，差异备份、增量备份。备份文件由多到少为完全备份、差异备份、增量备份。

数据分析和处理：

服务提供域中的相关实体采用大数据、人工智能、机器学习、深度学习和神经网络等技术对智能制造柔性生产物联网系统采集数据进行分析处理，并优化反馈控制柔性生产中目标对象实体的运行状态。同时通过数据分析和处理，可以预测柔性生产物联网系统可能出现的问题和故障并进行预警。