入坑智能制造系统架构

作者简介

Gavin，程序员、软件架构师、企业架构师，关注智能制造。

智能制造是干嘛的？简单讲就是通过IT技术让生产制造简单点、高效点、可靠点、便宜点，然后让用户多买点。

系统架构是干嘛的？简单讲就是搭框架，规划出要实现一个系统，整体框架是什么样。

只是与房屋架构相比，系统架构的维度要多很多，不是一眼就能够看到并能理解的，做起来复杂度也比较高。入坑制造行业多年，搞软件开发也多年，看图书或者网上资料，专讲智能制造理论、企业架构、应用架构、各类IT技术都不少。但看多了会感觉智能制造、企业架构理论比较高大上，但不太好讲清楚怎么落地。应用架构、IT技术解决具体问题比较清楚，但在制造领域用什么、怎么用，不太清楚。所以把平时见到的、用到的整理起来，力求梳理出体系。博众家之经验，聚一家之言。作个人笔记，同时分享给需要的人。

基于相关内容的复杂性和个人时间精力，这会是个长期工作，笔者将抽空根据需要持续添加更新，也欢迎交流，互相学习。

• 什么是智能制造：“智能制造”概念很大，笔者不求去咬文嚼字各版本概念，只认为智能制造是提升制造企业能力的一种模式，除此之外还有其它模式，选择适合的就好。
• 什么是系统架构：制造企业就是一个复杂系统，智能制造是系统的一个目标，系统架构的作用是分解目标并设计总体结构。但在企业中，系统架构包含不同级别，从企业架构到应用架构。
  • 架构对象：作架构设计，首先要明确架构对象，即架构设计的范围。不同对象对应的层级、粒度和方法会有所不同。
    • 什么是系统：架构设计可以针对各种对象，但前提是对象都必须首先是一个系统，并具备系统的基本属性。
    • 什么是企业：智能制造的架构对象首先是企业，但这里的“企业”并不是通常在商业环境中所定义的企业，具有更宽泛的内涵，因此在架构设计时需要明确对象范围。
    • 什么是应用
    • 什么是服务：服务是一个特殊的概念，在不同语境下含义差别巨大，可大可小，因此同样需要明确其应用上下文及含义。
  • 架构关注点：明确架构对象之后，需要明确系统需要解决什么问题，还有哪些因素影响架构设计。
    • 利益相关者：系统是为了满足利益相关者的需求要构建的，因此识别利益相关者时分析架构关注点的第一步。
    • 需求：需求是架构设计的内在影响因素，而针对不同的架构对象，需求分析的内容和方法也不相同。
      • 如何作业务需求分析
      • 如何作利益相关者需求分析
      • 如何作软件需求分析
        • 如何分析软件功能性需求
        • 如何分析软件性能需求
        • 如何分析软件可用性需求
        • 如何分析软件可扩展性需求
        • 如何分析软件可维护性需求
        • 如何分析软件安全性需求
        • 如何分析软件合规性需求
    • 外部约束：外部约束是架构设计的外部影响因素，不以交付价值为目的，但却深刻影响架构决策。
  • 架构过程：智能制造架构设计过程是从企业架构和应用架构不断迭代互相影响的过程。其中企业架构设计侧重规划治理，应用架构设计侧重设计实现。
    • 企业架构过程
    • 软件架构过程
  • 架构描述：架构设计的结果就是通过一系列架构图和文档分析并描述出系统结构，目的是能够让利益相关者理解并使用。
    • 架构视点和架构视角：因为系统架构往往复杂并且多维度的，所以很难在一次性将所有的架构信息完整描述出来。所以架构描述往往会根据目标选择不同关注点描述系统的架构信息。
    • 企业架构视点
    • 软件架构视点
    • 软件架构视角
• 智能制造参考模型：智能制造参考模型是一个通用模型，适用于智能制造全价值链所有合作伙伴公司的产品和服务，它将提供智能制造相关技术系统的构建、开发、集成和运行的一个框架。
  • 管理方法
    • 精益生产
  • 关键业务流程及系统
    • 研发及产品生命周期管理——PLM
    • 企业资源计划——ERP
    • 供应链管理——SRM
    • 仓库管理——WMS
    • 生产计划排程——APS
    • 制造执行——MES
    • 过程监控与控制——SCADA
    • 人力资本管理——HCM
  • 关键技术及组件
    • 基础设施及技术套件
      • 云计算
      • 云原生应用开发环境
      • 大数据分析套件
      • AI开发套件
      • 物联网套件
    • 关键技术组件
      • 数据库
      • API网关
      • 消息队列和消息总线
      • IAM