截止到2017年1月，中美德日都分別出臺(tái)了智能制造的頂層架構(gòu)體系。其中比較有代表性的是德國工業(yè)4．0參考架構(gòu)RAMI4．0，以及最新修訂的美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系及參考架構(gòu)IIRA1．8（第二個(gè)版本）。與此同時(shí)，中國也分別提出了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)報(bào)告V1版。
在智能制造標(biāo)準(zhǔn)層面，在中德、中美、德美之間已經(jīng)展開了協(xié)調(diào)工作。但是國內(nèi)外頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)的差異仍然比較大，這可能對(duì)未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案架構(gòu)設(shè)計(jì)、測(cè)試床實(shí)施驗(yàn)證、案例庫等工作的展開帶來比較大的影響。因此，在目前標(biāo)準(zhǔn)的完善和優(yōu)化階段，就需要對(duì)這些差異予以特別的關(guān)注。
體系架構(gòu)框架差異
國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)在方法論上的最大差異就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)框架的差異。體系架構(gòu)框架（AF）代表的是體系架構(gòu)的基本要素及模型化的描述方法，是構(gòu)建體系架構(gòu)的方法論，已經(jīng)形成系統(tǒng)架構(gòu)領(lǐng)域的一種通用慣例。
鑒于在最新的參考架構(gòu)IIRA1．8中，采用“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)”的說法（下文同），相對(duì)于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”這一具有明顯特定公司的屬性而言，“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”顯得更加中性。為了避免混淆，在提美國的參考架構(gòu)的時(shí)候，將采用“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”的說法。
美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和德國工業(yè)4．0都在標(biāo)準(zhǔn)中明確聲明是遵循了何種架構(gòu)框架慣例。這一做法是ISO／IEC／IEEE 42010：2011對(duì)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)文件的統(tǒng)一要求。例如，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟在第一章即明確聲明他們遵循的架構(gòu)框架就是來自于此，這是一種結(jié)構(gòu)化的架構(gòu)建模方法。所以，這類標(biāo)準(zhǔn)必須像IIRA那樣，在“名詞和術(shù)語“部分對(duì)所謂的“架構(gòu)用語”進(jìn)行定義。美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA與德國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)接，就是因?yàn)閮烧咴诠δ芫S度采用了統(tǒng)一的架構(gòu)框架，這是架構(gòu)體系國際化的基礎(chǔ)。
按照國際標(biāo)準(zhǔn)來解釋參考架構(gòu)，參考架構(gòu)的本質(zhì)就是將某一種架構(gòu)框架（如利益相關(guān)者分類體系、利益關(guān)注點(diǎn)分類體系、價(jià)值視點(diǎn)分類體系、反應(yīng)不同視點(diǎn)的視圖邏輯體系等）用于特定領(lǐng)域問題的分析和架構(gòu)關(guān)系的設(shè)計(jì)。所以，缺失架構(gòu)框架的所謂“參考架構(gòu)“描述，本身就是缺少骨架的。當(dāng)然這不意味著國內(nèi)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的利益相關(guān)者和視點(diǎn)描述是缺失的，實(shí)際上，國內(nèi)這些標(biāo)準(zhǔn)的利益相關(guān)者和視點(diǎn)都是比較清晰的，但是因?yàn)槿鄙俑拥讓拥南到y(tǒng)化架構(gòu)框架為參考架構(gòu)的描述提供整體框架和模型機(jī)制，會(huì)使得國內(nèi)智能制造體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)定義，存在著一定的不確定性。
圖一：美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)框架IIAF
（基于ISO／IEC／IEEE 42010：2011）
中、美、德的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能制造參考架構(gòu)存在一定的差異是可能的，參考架構(gòu)面向?qū)ο螅ɡ嫦嚓P(guān)者）不同、關(guān)注點(diǎn)不同、架構(gòu)背景不同、架構(gòu)范式也會(huì)有國家和行業(yè)的差異，所以不同國家的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)理應(yīng)存在一定的差異。但是類似國際標(biāo)準(zhǔn)這樣的架構(gòu)描述標(biāo)準(zhǔn)是必須共同遵守的，否則，可以認(rèn)為在文件特性上就不具備“參考架構(gòu)“的特性了。
從中、美工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的視圖上，就可以發(fā)現(xiàn)缺少通用性的架構(gòu)框架所導(dǎo)致的問題了。在架構(gòu)的視圖設(shè)計(jì)上，目前發(fā)布的中國《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)v1．0》的視圖都是系統(tǒng)技術(shù)視圖，各個(gè)視圖使用了具體的技術(shù)系統(tǒng)名稱描述，雖然便于理解；但從擴(kuò)展性來看，則存在過于具體化的問題。未來可以進(jìn)一步參考IIRA1．8，從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能支持能力角度，以數(shù)據(jù)為核心，選擇業(yè)務(wù)、運(yùn)營、應(yīng)用、控制等視圖，對(duì)架構(gòu)特性進(jìn)行進(jìn)一步抽象，以便支持靈活的可擴(kuò)展的架構(gòu)實(shí)踐。
圖二： 對(duì)比中美實(shí)施視圖架構(gòu)模式的抽象方式
要解決以上問題，當(dāng)務(wù)之急是結(jié)合工信部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，在基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)部分，盡快結(jié)合架構(gòu)描述的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的“術(shù)語“及架構(gòu)框架擬定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及架構(gòu)指南，以指導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能制造相關(guān)領(lǐng)域的參考架構(gòu)的進(jìn)一步研發(fā)，讓后續(xù)的測(cè)試床、案例庫、方法庫在此部分基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做到架構(gòu)的規(guī)范性和一致性，充分發(fā)揮基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)在智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中的支撐作用。
標(biāo)準(zhǔn)體系差異及協(xié)調(diào)建議
目前我國的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系是將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一納入到智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的“關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“之下，提出了如下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)子體系：
圖三：智能制造標(biāo)準(zhǔn)子體系：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
【來源：《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》】
上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)的定位與美國IIRA1．8關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)的定位是完全不同的。從已經(jīng)發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（V1．0版）可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)定位為一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；而美國IIC的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，卻是一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的標(biāo)準(zhǔn)體系。
圖四：美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC 基礎(chǔ)出版物組織方式），來源：IIRA1．8
對(duì)比中美工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，主要差異表現(xiàn)在：
第一：中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)體系中僅僅被視為智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)子體系；美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)則構(gòu)成一個(gè)相對(duì)比較完整的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不僅適用于制造業(yè)，也包括能源、醫(yī)療、零售、智慧城市、智慧工廠等。不僅包括IT標(biāo)準(zhǔn)，也包括OT（工業(yè)運(yùn)營）標(biāo)準(zhǔn)，是IT標(biāo)準(zhǔn)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合體。因此美國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系更具有可操作性。
第二：美國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)是系列領(lǐng)域架構(gòu)框架的參照基礎(chǔ)，所以參考架構(gòu)為其他領(lǐng)域架構(gòu)提供了一個(gè)基礎(chǔ)的架構(gòu)框架，可以擴(kuò)展并相互參照；而中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)V1．0用一個(gè)整體的參考架構(gòu)框架分析了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基本框架、關(guān)鍵要素及應(yīng)用、安全、數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)框架，架構(gòu)層次之間的擴(kuò)展和參照關(guān)系不明顯。
第三：美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC技術(shù)出版物對(duì)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略及方案生命周期非常重視，目前已經(jīng)發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出版物B01卷：《業(yè)務(wù)戰(zhàn)略與創(chuàng)新框架》，這個(gè)框架類似于國內(nèi)《信息化與工業(yè)化融合管理體系》。IIC的《業(yè)務(wù)戰(zhàn)略與創(chuàng)新框架》以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新為主線，提供了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從戰(zhàn)略到實(shí)施落地的戰(zhàn)略路線及相關(guān)的組織、平臺(tái)保障。IIC的《業(yè)務(wù)戰(zhàn)略與創(chuàng)新框架》為將國內(nèi)兩化融合管理體系標(biāo)準(zhǔn)與智能制造及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)起來提供了很好的借鑒。同時(shí)，國內(nèi)兩化融合體系的經(jīng)驗(yàn)也為我國企業(yè)推行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
隨著美國采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)的說法，來代替工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，表明工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對(duì)更加準(zhǔn)確地描述了“制造業(yè)＋互聯(lián)網(wǎng)”的本質(zhì)特征和架構(gòu)需求，對(duì)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合具有廣泛的指導(dǎo)意義，也兼顧了能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、零售、智慧城市等各個(gè)行業(yè)。這個(gè)概念顯然已經(jīng)超越了信息通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的范疇。中國制造2025戰(zhàn)略在推行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的過程中，將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)與智能制造、兩化融合標(biāo)準(zhǔn)體系有機(jī)銜接，吸收工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)框架等先進(jìn)的工業(yè)架構(gòu)方法和架構(gòu)哲學(xué)，以更加高屋建瓴的標(biāo)準(zhǔn)體系推進(jìn)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深入融合。
