Rozsah a účel referenčných architektúr

IIRA a RAMI 4.0 sú referenčné architektúry obsahujúce koncepty a metódy na vývoj konkrétnych architektúr, pričom nejde o špecifické architektúry pre konkrétne systémy. Aplikácia týchto konceptov a metód vedie k tvorbe konkrétnych systémových architektúr.

IIRA je otvorená architektúra pre systémy IIoT postavená na štandardoch. Jej široká uplatniteľnosť v priemysle maximalizuje jeho hodnotu. Poskytuje architektonický rámec vrátane metód a šablón na návrh priemyselných internetových systémov bez toho, aby udával konkrétne odporúčania pre normy alebo technológie, ktoré tieto systémy obsahujú.

RAMI 4.0 poskytuje vďaka trojrozmernému modelu architektúry flexibilný rámec pre architektúru orientovanú na služby (SOA), ktorý kombinuje služby a údaje s cieľom uľahčiť a podporiť hlavné aspekty Priemyslu 4.0:

  • horizontálnu integráciu prostredníctvom hodnotových reťazcov, napr. v podniku a medzi prevádzkami,
  • vertikálnu integráciu, napr. v podniku, vrátane výrobkov na jednej strane a cloudu na strane druhej,
  • riadenie životného cyklu a kompletný inžiniering,
  • riadenie hodnotového reťazca zabezpečovaného ľuďmi.

RAMI 4.0 ponúka spôsob, ako klasifikovať existujúce štandardy pozdĺž troch osí s cieľom prezentovať ich vzájomné väzby, a zo strategického hľadiska iniciuje vytvorenie nových štandardov potrebných pre Priemysel 4.0. Na zaručenie schopnosti vzájomnej spolupráce poskytuje RAMI 4.0 špecifické odporúčania pre štandardy a technológie.

Podobnosti a rozdielnosti

Základné pojmy, ktoré tvoria základ dvoch referenčných architektúr, sú znázornené na obr. 4 a ilustrujú podobné a komplementárne koncepty, ako aj koncepty špecifické pre každú referenčnú architektúru:

IIRA je IIoT referenčná architektúra orientovaná na podnikateľskú hodnotu a zameraná na riešenie problémov. Identifikuje a klasifikuje spoločné architektonické záujmy zo štyroch hľadísk: podnikanie, využiteľnosť, funkčnosť a implementácia, v rámci ktorých sú výzvy systematicky analyzované a riešené. Výsledky z analýzy a riešenia problémov sú zdokumentované ako modely a iné reprezentácie.

IIRA obsahuje tieto pojmy:

  • Podnikateľský pohľad identifikuje zainteresované strany a ich podnikateľskú víziu, hodnotu a ciele systému IIoT.
  • Používateľský pohľad opisuje, ako sa má systém IIoT používať s cieľom dosiahnuť zamýšľané podnikateľské ciele.
  • Funkčný pohľad sa zameriava na funkčné zložky a štruktúru, v ktorej sú prepojené vzájomne a s vonkajšími prvkami v prostredí tak, aby podporovali zamýšľané využitie.
  • Implementačný pohľad definuje technológie potrebné na implementáciu funkčných komponentov, spôsob ich komunikácie a postupy v rámci ich životného cyklu.

RAMI 4.0 ako model referenčnej architektúry poskytuje príležitosť objaviť konkrétne príklady využitia Priemyslu 4.0, z ktorých možno identifikovať požadované štandardy. Prostredníctvom tohto procesu sa identifikujú koncepty a metódy v príslušných normách, aby sa zistilo, do akej miery sú vhodné na využitie v prostredí Priemyslu 4.0. Následne sa odporučia najlepšie štandardy, ktoré zaručia schopnosť úplnej vzájomnej spolupráce.

RAMI 4.0 obsahuje nasledujúce pojmy:

  • Časť Vrstvy opisuje šesť vrstiev z hľadiska vlastností a systémových štruktúr s ich funkcionalitou a údajmi špecifickými pre danú funkciu.
  • Časť Životný cyklus a tok hodnôt opisuje aktíva v toku hodnôt od nápadu, vývoja a údržby vzhľadom na typ aktív a ich výrobu, použitie a údržbu. Aktíva sú objekty, ktoré majú pre organizáciu hodnotu.
  • Časť Hierarchické úrovne opisuje funkčnú hierarchiu podniku vloženú do procesov s pridanou hodnotou. Nachádza sa v spodnej časti procesu v podobe pridanej hodnoty samotného produktu v rámci aj mimo podniku a aj vo vrchnej časti v podobe pripojenia k celopodnikovým procesom s pridanou hodnotou.

Prvky Priemyslu 4.0 sú globálne a jednoznačne identifikovateľné objekty s možnosťou komunikácie. Pozostávajú z administratívnej zložky a aktív. Administratívna zložka obsahuje príslušné informácie pre správu majetku a jeho technickú funkčnosť.

Proces životného cyklu systému IIoT a životného cyklu a hodnotového reťazca RAMI 4.0 budú spracované v samostatnom dokumente, ktorý spoločne vydajú obe organizácie. Nasledujúce časti opisujú podobnosť medzi vrstvami RAMI 4.0 a funkčným pohľadom IIRA.

Prehľad funkcií IIRA a RAMI 4.0

IIRA definuje, ako je systém IIoT vyvinutý a funguje primárne na základe modelov ISO/IEC/IEEE 42010. RAMI 4.0 definuje, ako funguje výrobná prevádzka predovšetkým na základe modelu Smart Grid Architecture Model (SGAM).

Tieto rozdiely predstavujú rôzne vnímanie zmyslu bežných pojmov používané v oboch referenčných architektúrach. Napríklad:

  • Podniková vrstva v RAMI 4.0 je o spravovaní celého životného cyklu podniku vo všetkých funkčných hierarchiách. Vďaka kombinácii všetkých funkcií a informácií dokáže RAMI 4.0 zobraziť všetky nové obchodné príležitosti v rámci Priemyslu 4.0. Podnikové hľadisko v IIRA je predovšetkým o zdôvodnení a hodnote vývoja systému IIoT. Na druhej strane podniková funkčná doména v IIRA sa vzťahuje na podnikové systémy, s ktorými spolupracujú funkcie IIoT, aby dokázali dokončiť end-to-end podnikové aplikácie alebo procesy (výroba).
  • Aktíva v systéme RAMI 4.0 sa týkajú čohokoľvek, čo má hodnotu (stroje, zamestnanci, výrobky, suroviny a softvér) a čo sa podieľa na podnikových procesoch. Aktíva v IIRA sa väčšinou vzťahujú na fyzické veci s možnosťou ich sledovania a riadenia.
  • Funkčnosť v RAMI 4.0 sa vzťahuje na vrstvu, v ktorej sú spúšťané a integrované štandardné funkcie a konkrétne aplikácie (napríklad MES). Funkčnosť v IIRA sa vzťahuje na hľadisko, v ktorom je systém funkčne rozložený do rôznych funkčných domén.

V ďalšom pokračovaní sa budeme zaoberať funkčnými doménami, prierezovými funkciami a systémovými vlastnosťami IIRA, úrovňami architektúry RAMI 4.0 a porovnaním týchto architektúr z ďalších hľadísk.

Pokračovanie v ďalšom čísle.

Zdroj: Lin, S-W. – Murphy, B. – Clauer, E. – Loewen, U. – Neubert, R. – Bachmann, G. – Pai, M. – Hankel, M. v spolupráci s Munz. H. – Barnstedt, E.: Architecture Alignment and Interoperability, An Industrial Internet Consortium and Plattform Industrie 4.0 Joint Whitepaper IIC: WHT:IN3:V1.0:PB:2017120. [online]. Citované 3. 1. 2019. Dostupné na: https://www.iiconsortium.org/pdf/JTG2_Whitepaper_final_20171205.pdf.