制造业数字化转型体系架构（2023年）

CAIl+ 中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 优秀科研成果系列展示 制造业数字化转型体系架构 工业互联网大厦(2023年） 2024年2月 中国工业互联网研究院 研究背景CAIl+中国工业互联网研究院 体系架构是制造业数字化转型的重要指引。国外主要工业国家提出的体系架构对我国适用性不强，驱需构建匹配我国制造业发展现状、易于企业理解并应用的制造业数学化转型体系架构 国外主要工业国家体系架构适用性与目的我国制造业数字化转型体系架构需求与定位 德国工业4.0参考架构模型RAMI4.0要求企业具■体系架构需要匹配处于工业2.0、3.0制造企业数 有较好的数字化和标准基础字化转型需求 美国工业互联网参考架构IIRA要求企业具有较好■体系架构需要匹配传统产业集群数字化转型需求的管理标准化和信息化水平 1日本工业价值链参考架构IVRA要求企业有较好 ■体系架构需要配产业链数字化转型需求 的精益管理水平■体系架构能够凝聚业界对制造业数字化转型的共 国外主要工业国家体系架构主要为企业从工业 3.0阶段过渡到工业4.0阶段提供指引 识，为制造业企业、产业集群、产业链数字化转型提供路径指引 总体架构 CAIl*中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 转型业务需求层级 产业链 产业链业务需求 三个维度 口 口物理维 数字维 口转型业务需求层级 产业集群 制造企业 产业集群业务需求 制造企业业务需求 三个数字化转型层级 口制造企业口产业集群口产业链 企业实体 物理空间 物理实体 资源要素 产品 工控技术 数字空间 数字信技息术技术数据技术通信技术 两个空间交互 口数字技术解构和重构物 理实体 口数字空间赋能物理空间 3 转型业务需求推动数物融合 CAll*中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 转型业务需求层级 产业链产业链业务需求 口制造业数字化转型是由 产业集群 制造企业 物理空间 产业集群业务需求 制造企业业务需求 数字空间 目标 ③实现数字 业务需求驱动的数字技术与制造业物理实体相互作用，以提高资源优化配置能力的过程 ①转型业务需求驱 企业实体 物理实体 互通数字信技息术技术 数据技术 化转型需求数物融合是实现数字化 动企业内与企业间业务流程创新 资源要素 工控技术 ②物理实体集成数字技术，物理实体映射成数字资源 通信技术 @采用数字基础设施构造数字空间 转型的必要条件 物理实体构建物理空间 CAll* 中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 产业集群 产业链 供应商 供应商供应商供应商 服务商 龙头企业 企业实体：供应商、制造商、销售商、物流商、维修商 制造企业 产品在研品在制品 资源要素人机料法环测数璃 制造企业 制造企业 销售商 产品 资源要素 资源要素实体：人、机、料、法、环、测、数据 服务商人法 物流商 制造企业产品 资源要素 用户/产品 维修商资源要素 产品实体：在研品、在制品、在售品、在用品 数字基础设施与数字资源构建制造业数字空间CAIl* 中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 数字空间 数字装备数字产品数字工艺卡/图纸/数据...模型/算法 数字业务 流程口工控技术（OT）、通信 数字控制空间数字业务空间技术（CT）、信息技术 工业控制系统企业平台产业集群平台产业链平台（IT）和数据技术（DT） 覆盖企业纵向集成、产业 数字通信空间链横向集成和产品端到端 5G网络基础设施集成所需的技术范围 工业网络设备商用以太网设备公共网络基础设施 口利用数字技术，构建与物 工业感知反馈控制数字信息流数据汇聚决策反馈理实体对应的数字空间， 生产装备产品纸质工艺卡/图纸/数据工程师经验业务流程实现对物理实体的反馈控 制造企业产业集群产业链 物理空间 制、优化等 6 制造企业数字化转型视图CAll+ 中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofIndustrialInternet 基于制造业数字化转型总体架构，分别针对制造业、产业集群和产业链数字化转型业务需求，梳理数字技术需求，构建数字空间与物理空间的交互关系 重点转型业务类型 管理业务信息化生产自动化业务系统互联化研发设计数字化生产管理数字化生产决策智能化 工控技术通信技术信息技术 口制造企业数字化转型视图 面向的对象是制造企业 PLC 工控 商用以太网 工厂工业以太网 工业APP 企业云虚拟部暑的 数据采集 大数据数据处理 口通过重构企业的业务，促 系统DCS 内网平台 信息系统 系统进实现业务模式、生产方 数字空间 SCADA工业无线大教据系统数摆建模 工业总线 式、产品服务等创新，达 HMI 工厂车间产线 工业PON 边缘计算设备 数据分析 到提质、增效、降本、按时交付等成效 生产单元生产设备 物理空间 产业集群数字化转型视图CAll*中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofindustrialInternet 重点转型业务类型 集群外供应链协同集群内业务协同低成本使用共性工业应用数据驱动集群竞争力提升口产业集群数字化转型视图 主要面向对象是区域政府 和集群内企业 工控技术通信技术信意技术数据技术 工业自 HMI公共互联网 外网 产业集 集群外协同应用数据采集 口重构集群内外业务协作方 动化平SCADA 台 工厂VPN群平台集群内协同应用大数据数据处理 系统 式，促进实现集群内资源 数字空间 PLC编程软件 5G基础设施 大数据系统 数据建模 物理空间 工业自动化平台数据分析优化配置，低成本满足集 群内企业共性业务转型需 制造企业制造企业求，减少过剩生产，提升 销售商 供应商供应商制造企业服务商集群企业市场响应速度 集群内企业实体物流商 产业链数字化转型视图CAIl*中国工业互联网研究院 ChinaAcademyofindustrialInternet 重点转型业务类型 产业链上下游供需对接产业链上下游全环节管理产业链上下游协同发展 优化企业供应链组织形态 口产业链数字化转型视 图主要面向的对象是 链主企业及上下游中 通信技术信息技术数据技术 工厂外网产业链平台大数据系统 小企业 公共互联网VPN供需对接系统产品追潮系统数据采集数据处理口促进实现产业链上下 5G基础设施 供应链系统解决方案系统 数据建模数据分析 数字空间 物理空间 大数据系统游资源优化配置，促 进产业链大中小企业协同效率，降低产业 供应商服务商销售商物流商链实体协同成本 供应商制造企业链主企业制造企业