深入理解工业4.0中间件（零）：总体内容介绍

作者：与子同袍
首发：物联网前沿技术观察

本文是【深入理解工业4.0中间件】系列文章的第零篇，主要介绍后续的写作计划。

为什么写这个系列文章呢？因为我最近开始研究Eclipse BaSys这个开源工业4.0中间件，发现这个软件设计理念挺有意思的，可以反映工业4.0的很多特点。因此我决定暂停对费斯托、Sick、倍福、Keba等几十个自动化企业的工业4.0实践的介绍，挖一个大坑，专门讲工业4.0中间件。

BaSys官网资料介绍地比较简单，没有结合特定行业的案例来说。我加一些CIM计算机集成制造的背景知识和不同行业的应用案例，穿插着介绍这个工业4.0中间件，这样大家好能够更深入地理解。

这个工业4.0中间件课题很大，涉及众多技术领域。本人水平有限时间有限，有错误的地方请大家多多指正。

本系列文章安排如下：

深入理解工业4.0中间件（一）：工业4.0生产的特点

工业4.0生产的特点是快速高质量低成本地生产批量小、种类多的产品。而传统的生产IT系统已经无法适应工业4.0生产趋势的变化。生产IT系统需要相应地做出哪些改变。

深入理解工业4.0中间件（二）：工业4.0下的典型制造业案例

介绍不同行业的典型生产场景：离散制造行业保时捷个性化制造汽车、连续生产行业食品化工制药行业配方管理、注塑机工艺和不良管理、托利多动态称重工艺管理、电子产品自动化测试等。

深入理解工业4.0中间件（三）：工业4.0下的可编程自动化生产线设计

传统的固定流程的大批量生产的自动化生产线，无法适应工业4.0下的生产。必须从固定流程的大批量生产的自动化生产线，进化到小批量多品种的可编程自动化生产线。用可编程自动化生产线快速高质量低成本地生产批量小、品种多的产品。可编程自动化的主要设计原则有几条，如何实现可编程自动化生产线。

深入理解工业4.0中间件（四）：BaSys工业4.0中间件简介

基于可编程自动化生产线设计的理念，介绍BaSys的设计目标、功能、架构和重要组件。

深入理解工业4.0中间件（五）：工业4.0中间件的四大用例

介绍BaSys工业4.0中间件的四大用例：生产线快速调整、在同一生产线生产不同型号产品、产品质量数字化管理、生产工艺优化。

深入理解工业4.0中间件（六）：BaSys的总体设计目标

介绍BaSys的总体设计目标。

深入理解工业4.0中间件（七）：面向对象的自动化软件

工业4.0下，生产设备必须模块化，才能快速替换同类型机器、快速更改配方。因此相应的生产设备的工控软件的设计理念也要从面向过程进化到面向对象。

深入理解工业4.0中间件（八）：工业4.0下生产服务化

有了模块化的生产设备，就可以通过软件服务总线接入生产设备以及ERP、MES、人工智能决策、数据挖掘等软件系统，对不同生产工序进行生产线快速调整、在同一生产线根据产品标签或产品批次生产不同型号产品、实现生产质量监控、优化生产工艺。

深入理解工业4.0中间件（九）：BaSys的关键技术

简单介绍BaSys的关键技术：基于服务的生产、VAB虚拟自动化总线、资产管理Shell、资产子模型、服务注册和发现。

深入理解工业4.0中间件（十）：自动化金字塔的VAB虚拟自动化总线

虚拟自动化总线向下屏蔽了各厂家各种协议的工控设备，使得上层应用无需了解底层协议。

深入理解工业4.0中间件（十一）：通过资产管理Shell轻松实现互操作

管理Shell是生产资源的数字化的标准接口，基于它就可以轻松实现上层生产管理软件与生产设备的互操作性。

深入理解工业4.0中间件（十二）：BaSys资产子模型

子模型定义了资产的某一方面的属性和功能。多个子模型构成了管理Shell。子模型如果是通用的，就可以模板化为子模型模板，从而在不同生产资源之间共用。

深入理解工业4.0中间件（十三）：资产管理Shell的注册和发现

为了实现资产之间的互操作以及资产与上层生产管理软件的互操作，必须要有注册和发现资产管理Shell的机制。

深入理解工业4.0中间件（十四）：BaSys基于服务的生产

BaSys如何用服务封装生产设备，然后通过服务编排协调生产设备进行协同生产。

深入理解工业4.0中间件（十五）：BaSys与MES及SmartFactoryKL的对比分析

将BaSys工业4.0中间件与MES及SmartFactoryKL的需求、设计理念等方面进行对比。

深入理解工业4.0中间件（十六）：对BaSys的设计的个人评价

对BaSys，从软件设计角度的个人的一些粗浅的批评。

深入理解工业4.0中间件（十七）：自己动手设计一个工业4.0中间件框架

根据对BaSys的软件设计上的批评，借鉴BaSys的设计理念，自己设计一个工业4.0中间件框架。

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