国标解读(七) | 智能制造核心标准《智能制造应用互联 第1部分:集成技术要求》——融通互联产品解决方案参考

2023-06-26 14:01

智能制造核心国家标准GB/T 42405.1-2023《智能制造应用互联 第1部分:集成技术要求》目前已正式发布。

该标准解决了智能制造、工业互联场景中的万国语言互翻译的问题,构建一个多源异构系统的“同声翻译平台”,助力企业实现全面的智能制造。

接下来,继续分享,融通互联产品解决方案参考:


融通互联产品解决方案参考
1
设备服务总线系统

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设备服务总线装配生成设备驱动即数字孪生体的构建过程,根据定义的参数信息,动态实例化设备驱动,进行数据采集处理时根据参数替换消息流中的变量,如图所示。


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设备服务总线装配时逻辑架构


设备驱动的装配宜有以下过程:

a)连接池:定义采集数据来源终端(设备、硬件系统)连接参数信息;

b)流处理器:运行消息流的运行时环境,选择不同类型的流处理器运行消息流;

c)数据泵:定义了设备输入数据项、输出数据项及数据处理逻辑;

1)控制器:即数据源,支持数据采集、数据回写和控制。控制器是直接连接的物理或逻辑数据源;

2)规则库:定义了简单数据处理逻辑,包括多种类型的逻辑判断和计算模版,包括感知、数据转换、表达式计算、数据校验;

3)处理器:定义了复杂数据处理的逻辑,支持三种调用类型:系统内部的微服务、外部API以及可视化的消息流;

4)事件:包括系统和自定义的两种类型,事件定义包括编号、名称、消息详细描述、类型和自定义的标签;

5)输入数据项:数据处理需要的输入参数定义。这部分数据由控制器提供;

6)输出数据项:数据处理逻辑执行后,输出的参数定义。输出数据项存储在时序数据库中,同时可以被其他数据泵所引用。


构建数字孪生体组装对象形成设备驱动,根据定义的对象,将对象进行引用并组合,获得更高级的对象,对象与对象之间内部数据间依赖引用关系产生联系,如图所示。


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设备驱动组装关系示意



设备驱动组装宜有以下过程:

a)定义:针对不同类型物理设备、数据采集需求和设备接入协议等,完成与完善各项参数的收集;

b)装配:将之前已定义好的各种数据参数项,通过组装引用生成设备驱动;

c)生成:根据协议不同,生成对应协议的JSON消息流定义;

d)启用:指定运行环境,绑定流处理器,发布并启动新消息流运行,实例化驱动。

设备驱动用于边缘计算,数据采集使用的通讯通道,设备驱动的内部是数据采集的流式计算逻辑,根据定义的对象信息生成流式计算中处理的工作节点,如图所示。


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设备服务总线运行时逻辑架构



设备服务总线的设备驱动宜满足以下功能特点:

a)协议接入:适配多种工业协议,提供连接设施、设备能力;

b)构建数据:实现原始点位的数据项绑定,同时检查数据格式,对数据进行身份核实处理;

c)感知计算:根据定义的阀值,检查数据项的范围条件,实现动态监测及预测;

d)心跳检查:检查连接设施、设备的运行状态,随时监听设备的运转状况;

e)映射转换:根据定义的转换规则,实现状态监测数据转换为技术数据的计算逻辑;

f)告警通知:根据感知计算、映射转换结果处理设备控制器报警信号,向外部推送告警消息;

g)消息入站:可以连接企业内部或云上的PaaS服务,实现多种类型的消息队列接入,往队列中推送清洗加工后的数据,使不同应用取走队列中的数据完成逻辑处理。



2
应用服务总线系统架构

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应用服务总线系统架构,其中由多个分布式集群平台组合构成,每个平台功能独立,将其整合以支撑上层应用的异构多源协议通讯,如图所示。


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应用服务总线系统架构



应用服务总线系统架构宜有以下平台组成:

a)消息流运行环境:应用互联总线采用基础中间件服务,提供消息流的驱动运行环境;

b)应用互联总线核心引擎:包含了各种协议参数化适配器微服务组件、消息队列、消息流管道模板、错误处理、日志处理消息流模板;

c)服务监控管理平台:是协议包装器注册管理平台,负责协议适配器注册、协议包装器实例化注册、服务发布、服务授权、服务安全策略、服务监控管理;

d)服务发布管理平台和服务商店:第三方系统开发方使用的服务注册发布功能组件,提供自主发布、在线试用、服务授权等能力。

应用服务总线功能架构,由服务发布平台、服务管理平台、服务商店、监控分析平台、服务运行平台和外部第三方资源组合而成,如图所示。


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应用服务总线功能架构



3
开放服务总线系统架构

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开放服务总线系统架构,由多个分布式集群平台组合构成,每个平台功能独立,将其整合以支撑企业外部供应链上下游应用系统间的通讯,如图所示。


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开放服务总线系统架构


开放服务总线系统架构宜有以下平台组成:

a)消息流运行环境:开放服务总线采用基础中间件服务,提供消息流的驱动运行环境;

b)开放总线核心引擎:包含了Web Service和Rest API协议参数化适配器微服务组件、消息队列、消息流管道模板、错误处理、日志处理消息流模板;

c)API管理监控平台:即协议包装器注册管理平台,负责协议适配器注册、协议包装器实例化注册、服务发布、服务授权、服务安全策略、服务监控管理;

d)API平台和API商店:第三方系统开发方使用的服务注册发布功能组件,提供自主发布、在线试用、服务授权等能力。


4
工业要素标识解析功能要求

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4.1 工业要素数据标准定义

工业要素数据标识解析宜有以下功能:

a)分类要求:宜通过制定工业要素主数据分类框架、确定当前生产环境下的工业要素主数据范围及分类;

b)编码规则:宜制定企业全局层面的统一的编码规则,确保同类工业要素数据在不同应用系统中编码一致,为集中管控奠定基础;

c)属性标准:宜制定工业要素主数据属性标准,确保工业要素主数据在使用过程中,其具有较高的一致性和准确性。



4.2 工业要素主数据管理规范

工业要素数据数据管理宜有以下功能:

a)管理流程:宜明确主数据管理领导小组对各参与方的工作步骤、工作任务以及流转方向,提高工业要素主数据管理的执行效率,降低管理成本;

b)组织职责:宜建立数据治理领导小组,明确各方的责权关系,促进互相协作、共同实践,有效实现工业主数据管理的目标;

c)数据流向:宜规划主数据的分布结构、流转方式,提升主数据分布合理性,增进数据传输效率,减少数据冗余。