安全4.0时代的安全生产管理模式研究

为丰富安全生产理论研究思路和方法论,以工业革命历史观和安全生产实践观为视域,开展安全生产管理(WSM)4.0模式的理论研究。通过归纳安全4.0概念和回顾WSM 1.0—3.0阶段内涵和特征,构建包含安全目标钻石模型和安全系统支柱模型的WSM 4.0实践模型体系,进而建立WSM 4.0“三螺旋”演进路径。研究结果表明:在新安全格局下,WSM 4.0具有管理目标上强调效益升维、风险策略上注重隐险挖掘和韧性防控、技术装备上强化技术融合、管理理念上重视系统前摄和安全一体等特征;WSM 4.0的安全管理目标拓展为健康、安全、环境和价值四维体系,发展由安全法规、安全技术、安全文化、安全素养和安全韧性为内容的安全系统;WSM 4.0模式是生产实践、技术应用和安全理论螺旋发展的演进趋势。

基于RAMI4.0的交钥匙工程的信息参考体系架构

针对可重构生产系统不足以支持面向产品的交钥匙生产系统的快速构建,特别是尚未形成公认的标准及认证应用范例的现状,基于工业4.0参考架构模型(RAMI 4.0)设计能实现系统快速构建的交钥匙工程的信息参考体系架构。结合数字孪生、第五代移动通信技术(5G)、OPC统一架构(OPC UA)等信息技术,从信息视图的角度建立以可重构生产系统为核心的交钥匙工程的信息参考体系架构,以及系统配置与重构平台、数字孪生平台等关键使能工具,为设计与生产的信息交互、不同层级之间的通信、系统的快速构建与验证等提供参考解决方案,并以某阀体类零件的交钥匙工程为例进行了实例验证。

面向工业4.0的MIS4.0研究

为了推进工业4.0的应用实施,通过对管理信息系统的发展特征进行归纳分析,提出了支撑工业4.0发展的MIS 4.0概念,深入分析了MIS 4.0的典型特征,并利用诺兰阶段模型理论对MIS 4.0的未来发展进行了预测,阐述了MIS 4.0构建及运营的核心理论与技术框架,并对系统体系架构、系统标准与规范、系统服务及运行模式等基础性问题进行了研究,对系统实现及运行过程需要突破的关键技术及实现途径进行了简述,为新一代管理信息系统的研发和应用奠定了基础。

基于AutomationML技术实现工业4.0组件的管理壳建模方法

本文介绍了RAMI4.0、管理壳和工业4.0组件之间的关系和Automation ML概念,描述了基于Automation ML技术实现工业4.0组件管理壳建模方法及建模示例。

“工业4.0”制造模式下面向云服务的信息物理系统参考架构研究

为了满足"工业4.0"制造模式下全过程、客户化、个性化及端对端集成的制造业服务新需求,结合离散制造过程管控特点和云服务优势,提出具有快速重构、计量收费等系列特性的面向云服务的信息物理系统(Cloud Service Oriented Cyber Physical System,CSOCPS)参考架构。在该参考架构中,阐述了CSOCPS抽象模型的运行机理,并与传统信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)抽象模型在环境感知层、服务链断裂点等方面进行了对比分析。在此基础上,以3种典型云服务模式为基础,详细介绍了基于功能服务的CSOCPS体系参考架构,并根据云服务部署方式的特点选取公私兼备的混合云服务作为最优部署策略。另外,提出了与功能体系参考架构相对应的物理配置参考架构,详细阐述了实施细节和安全策略,提高实施过程中的兼容性和可操作性。最后,通过一个实践范例验证了参考架构的合理性和可用性。

德国工业4.0基本单元开发实践探密

RAMI4.0提供了实体资产数字化的可行途径,为各类实体资产如何映射至虚拟环境,实现完整表达、通信、推理、判断、决策加工等,打下了坚实的基础。本文结合案例,对于RAMI4.0开发实践给出路线图解析。