系统集成架构与工业领域架构分享

目录:

一、架构是什么?

二、有哪些跟架构相关的工作?主要解决什么问题,在职场处于什么地位?

三、工业领域从上到下有哪些架构? 

(1)中国制造2025战略架构(国家级架构)

(2)工业互联网产业架构(国家级延伸架构)

(3)工业互联网行平台架构(行业架构)

(4)制造企业信息化架构(企业级前瞻架构)

(5)工厂集成架构(企业级现存架构)

(6)控制系统集成架构(企业功能级架构)

一、架构是什么?

架构,就是组织、产品或是项目想做成什么样子的设计蓝图,在这份蓝图中对技术、标准、约束条件 、资源进行了明确的说明,我们工作中经常感到困惑的,如立项原因、目的、目标、准则、项目边界都可以在架构中找到答案。同时,在架构中也明确了项目的进度,它从我们的想法、筛选、概念深层、市场商业化分析、开发、测试上线……每一个过程都有明确的说明。

工控行业中的系统集成商(SI)所执行的系统集成层面便是基于架构原理。SI将软件、硬件、通信技术等模块组合起来,为用户去解决具体的问题。SI所集成的每个分离部分原本都是独立的系统,集成后,各个部分之间进行有机的协作,发挥整体的效益,达到整体优化的目的。

所谓系统集成,有许多种解释,但其本质都是相同的,即:根据用户的需求,在众多的技术和产品之中选择合理的最佳(软件+硬件)配置,进行资源整合,形成一个完整的、能够解决客户具体应用需求的集成方案,(理想状态下)使得系统整体性最优,在技术上有先进性,在实践上具有可行性,在使用上具备灵活性,在发展前景上有可扩展性,在投资上具有盈利性,系统集成要求提供整体的解决方案、提供整套设备、提供全方位的服务

一般来说,系统集成架构分为五个部分:

1、客户行业知识:要求对客户所在行业的业务、组织结构、现状、发展等具有比较好的掌握

2、技术集成能力:从系统角度根据客户需求提供相应的系统模式以及实现该系统模式的具体解决方案和运行该方案的能力。

3、产品改进能力:对供应商提供的产品性能、技术指标能够全面掌握并对这些性能进行适应性改进

4、系统评价技术:对所提出的系统方案的性能、可用性、可靠性、可维护性、安全性、稳定性等相互匹配的功能进行量化的评估,这些评估将会贯穿整个系统的声明周期(从项目的发起到结束的过程)

5、系统调试(产品测试)技术:为单系统调试和系统之间的互联互通提供一些实现的手段

综合来说,只有建立了系统集成架构的思维才能够为用户提供方案设计开始,经过产品筛选、施工、软硬件平台配置、应用软件开发、培训、咨询、技术支持等一揽子服务,使用户真正得到实用的整体解决方案。

系统集成架构在工作中最常用的部分就是技术方案。售前技术部门与销售一同参与前期客户沟通,了解客户需求,并给出客户所需的解决方案概要。一般包括以下几个方面:

(1)客户现场情况说明:设备基本情况、配置清单、基本工艺流程、操作流程

(2)痛点说明:出现问题的地方在哪里?对生产有什么影响?为什么这么急迫地要解决这个问题?——解决问题的必要性

(3)问题分析与解决思路所采用的技术

(4)解决方案的论述:技术要点说明、系统结构图、软硬件配置清单、施工方案、进度等

(5)系统集成商的核心竞争力

在于客户签订合同之前,需要基于技术方案签订技术协议,后期施工都必须按照技术协议执行,所有项目相关人员(销售、技术支持、程序开发、现场调试、售后维护工程师)都必须具备读懂技术协议的能力。

二、有哪些跟架构相关的工作?主要解决什么问题,在职场处于什么地位?

在其他行业中,存在如软件架构师、股权架构师、网络安全架构师等。

在工控领域,有工控系统集成架构师的一个概念。这是一个系统集成公司关于架构方面的综合总称。一般这部分职能会根据企业架构分配到不同的层级中去。

根据公司的规模体系及完整性,以上的部分职能将会合并。

第一层级架构,顶层架构(设计者):CEO/总经理:老大是企业/团队发展方向的掌舵人,需要定义自己的企业/团队未来需要做成什么样子,达到什么样的愿景,做什么样的事情,推动这个过程中,还需要保证其业务是聚焦的,考虑业务如何进行市场化的盈利来保证团队的长期发展。一般做系统集成的老总都善于执行,但在顶层架构方面如果没做好,便会走入瓶颈。

第二层架构(总工程师、技术总监):支持顶层架构,构建达到目标的技术基础,总工需要对技术能力的发展方向进行战略性规划、架构:投入资源做哪方面的技术研究,通过技术培训或是研发的方式获得能力。总工规划不足的情况下,人才发力便不足。

第三层架构(产品经理):将技术路线的成果产品化、市场化,形成利润。产品经理需基于技术路线去思考,对选择哪些产品进行把关,形成焦点,集中发力。同时产品经理需要关注一个产品从进入到退出市场的整个发展过程。(产品经理负责决策,选择做对的项目)

第四层架构(售后、项目经理):项目经理注重于如何将项目做好(进度把控、成本把控、范围边界把控),售后经理则是维护已经完成的项目。项目层面存在项目管理体系与项目技术架构两个部分。项目经理需要落实技术方案,在项目执行环节,项目经理需要根据前期的技术人员所制定的技术方案,协同甲方的项目经理制定一个执行框架方案。

在系统集成公司中的架构大体分为以上四个层面,而在执行层中,则需要读懂上层的架构思路,使得下层工作不脱离上层规划。

事实上,技术发展的目标永远都在往架构上靠,争取自己制定架构的权利,即行业的话语权(最近老听西门子在那画圈,这就是他们的话语权)

从事架构相关工作的人,需要经验与理论并取,并不是吃苦肯加班就可以做的(我一直觉得那是天分),需要具有丰富的行业经验、前瞻性的视觉、扎实的理论基础,优秀的沟通能力,应该属于各行业的顶级岗位(反正老师那个高度我是达不到的)。

随着技术发展,工控领域的系统集成架构越来越得到企业的推崇,除去管理方法不讲,主流的产品都开始推出基于产品集成架构的系统。拿西门子来说,以前的PLC 200、300/400都是独立的编程环境,现在搞出来个博途,适应几乎所有的产品的组态,虽然我不止一次说博途这东西就是个坑,它自己都不兼容自己。

对于企业,设备来自全球不同的地区不同的供应商,品牌,标准。在信息化时代,工业信息化要求企业要做好集成架构规划,做过工厂改造的应该深有体会,以数字化工厂规划预备的工厂进行数字化改造和一个普通老旧工厂的改造难度差距有多大。

咱们没脸说IT,但是写的一手好程序真的决定不了你的市场竞争力,所以35岁刷白头。

三、工业领域从上到下有哪些架构? 

(1)中国制造2025战略架构(国家级架构)

我国在前三次工业革命过程中都处于边缘化地位。但这次算是撞上了第四次工业革命的萌芽,并且准备超车,当然,就好像之前的文章说的那样,我们总想着全面发展,反正我是不懂的。2015年提出的2025计划,看下图,花花绕绕的。祖国雄起。

这是整个制造业的发展架构,从产业链的前端创意到末端组装全部涵盖,还记得《易维通圆桌:制造业工业4.0,智能制造现状与展望》怎么说的吗?西方发达国家肯定想弄死我们。

(2)工业互联网产业架构(国家级延伸架构)

工业互联网产业架构涉及网络、平台、安全、人、机、物六个方面。下图是《工业互联网平台白皮书》对于云基础设施层、平台层及应用层的蓝海规划,工业领域所有的产品配套服务都涵盖在这张图里面。

举例应用一下:就设备管理而言,完成设备的数据接入,做好工业安全防护的基础上,将获得的设备数据利用云计算技术进行综合分析,基于设备管理的算法,利用有效的数据展示方法,实现智能化的设备运维。设备工程师远程实现设备管理,人工智能技术则可以进行辅助的技术支持。(我是干维修的嗯)

(3)工业互联网行平台架构(行业架构)

截个图,之前易维通介绍过,我是看不懂,假装了解一下

通常由三种云服务模型:SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)、IaaS(基础架构即服务)

这部分从《易维通圆桌智能制造系列:智能工厂总体设计思路》里看吧 就是做披萨的过程

(4)制造企业信息化架构(企业级前瞻架构)

这部分在智能工厂信息化中也提过,简单说下,比如一个非标自动化企业,接到订单后,由业务人员将订单信息录入ERP,ERP将产品要求下发到设计部门,设计部门在PDM系统中完成产品外形、工艺的设计,设计部门再通过ERP将生产图纸,材料清单下发到采购和生产部门,生产部门按照要求通过MES定制生产任务,原材料进入车间完成总装测试,回到ERP再经过CRM交付客户,最后通过生命周期管理系统(PLM)完成整个跟踪。

(5)工厂集成架构(企业级现存架构)

工厂集成架构是技术工程师必须熟练掌握的,面对任何一个工厂或者设备都能够快速的将它们的集成架构绘制出来。

第一层即现场层,主要是现场设备,主要包括机械设备、电动气动机构、阀门、仪表灯

第二层是控制层,主要硬件设备包括PLC在内的各种控制器,现场操作员站(DCS系统中)等等

第三层是管理层,管理层主要是管理软件系统,包括MES系统,主要功能是进行生产管理,生产指令下发,效率计算等

第四层是应用层,主要是软件系统,包括ERP等,目前很多已经布入云端。


(6)控制系统集成架构(企业功能级架构)

搞PLC的都很熟了 不说了。

(7)组态软件集成架构(企业级功能级架构)

一样 很熟  不讲,大概就这样吧

废话说多了,工厂集成架构、控制系统集成架构、SCADA架构 是技术工程师必须掌握的架构

四、对于不同职位的人学习架构有什么用?

其他的都说清楚了,强调一个事情,市场和销售甚至需要了解所有架构,是了解不是掌握,因为了解企业了解需求,通过架构的模式是最快的,当然也方便于有时候跟客户放放卫星。

好了  吐槽吐累了,上课知识整理,水平有限。

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