關(guān)于資產(chǎn)管理外殼 (AAS)

資產(chǎn)管理外殼 (AAS) 是工業(yè)4.0中的關(guān)鍵概念，為產(chǎn)品、資源（如設(shè)備）和過(guò)程提供信息隱藏和更高層次的抽象。AAS 是技術(shù)和設(shè)備無(wú)關(guān)的機(jī)器可讀描述，提供訪問(wèn)資產(chǎn)屬性和功能的統(tǒng)一接口。與現(xiàn)有解決方案不同，AAS 提供了一個(gè)制造商獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)化管理外殼元模型。目前在生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域沒(méi)有類似的技術(shù)中立、制造商獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)工業(yè)4.0資產(chǎn)都有一個(gè)AAS，用于管理和訪問(wèn)其屬性、服務(wù)及事件信息。

資產(chǎn)管理外殼的類型

目前，資產(chǎn)管理外殼 (AAS) 分為三種類型：

1. 類型1 AAS：序列化文件，例如XML或JSON文件。這些文件包含靜態(tài)信息，可以作為文件分發(fā)。Eclipse BaSyx組件能夠傳輸和接收類型1的AAS。這類AAS的數(shù)據(jù)模型由AAS元模型定義。

2. 類型2 AAS：作為運(yùn)行時(shí)實(shí)例存在，托管在服務(wù)器上。它們可能包含靜態(tài)信息，也可能與其他組件交互。這種AAS提供前端接口，例如訪問(wèn)設(shè)備服務(wù)、傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或備件的實(shí)時(shí)可用性和交貨時(shí)間。類型2 AAS也提供屬性和操作，并能夠通過(guò)事件信號(hào)通知條件變化。其數(shù)據(jù)模型同樣由AAS元模型定義，并且定義了通用的運(yùn)行時(shí)接口，允許訪問(wèn)屬性、操作和事件。因此，類型2 AAS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)實(shí)體的統(tǒng)一接口。

3. 類型3 AAS：擴(kuò)展了類型2 AAS，額外實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)行為，即它們能夠自主開始通信和協(xié)商。VDI/VDE 2139定義了類型3 AAS使用的語(yǔ)言。

• AAS通信

  • 每個(gè)AAS通過(guò)一個(gè)實(shí)現(xiàn)BaSys工業(yè)4.0通信API的HTTP/REST接口進(jìn)行通信。

• 訪問(wèn)資產(chǎn)管理外殼

  • 資產(chǎn)管理外殼通過(guò)符合工業(yè)4.0的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行訪問(wèn)。對(duì)于BaSys 4.0和Eclipse BaSyx，所有的AAS至少可以通過(guò)定義的HTTP/REST接口進(jìn)行訪問(wèn)。BaSyx提供服務(wù)器組件，可以托管類型1的AAS。類型2的AAS可以托管在共享的AAS服務(wù)器上，或者作為系統(tǒng)中的單獨(dú)可執(zhí)行文件進(jìn)行部署。然而，每個(gè)類型2和類型3的AAS可能提供額外的通信方式，以支持例如高吞吐量通信或特定上下文所需的協(xié)議。

• AAS層

  • AAS層通常包括對(duì)AAS特定功能的訪問(wèn)，以及對(duì)操作和屬性的通用訪問(wèn)和通信。AAS將一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)化為可管理的工業(yè)4.0組件，它是在數(shù)字世界中資產(chǎn)的邏輯表示。除了通用的AAS接口外，AAS還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的、與資產(chǎn)相關(guān)的API，以便更容易地訪問(wèn)資產(chǎn)數(shù)據(jù)和服務(wù)。AAS提供了對(duì)資產(chǎn)的全部信息的訪問(wèn)。AAS本身提供通用信息，AAS子模型則提供更詳細(xì)的信息。AAS列出AAS子模型并提供對(duì)它們的訪問(wèn)。資產(chǎn)管理外殼反映了其底層資產(chǎn)的通信能力。資產(chǎn)可以是主動(dòng)的或被動(dòng)的，因此，AAS也可以是主動(dòng)的或被動(dòng)的實(shí)體。

• AAS子模型

  • 通常，AAS包含或引用幾個(gè)子模型。子模型定義了屬性和服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)反射性接口。它們提供高級(jí)信息，例如有關(guān)資產(chǎn)提供的服務(wù)、資產(chǎn)狀態(tài)模型或工廠拓?fù)淠Ｐ偷南嚓P(guān)信息。子模型可能包含屬性、功能、事件、引用、關(guān)系、文件和網(wǎng)頁(yè)引用以及BLOBs。這使得能夠以子模型的形式提供各種數(shù)據(jù)，并包含許多數(shù)據(jù)源。子模型可以為以前需要使用專有接口的數(shù)據(jù)源提供一個(gè)外觀接口。因此，它們?cè)诂F(xiàn)代工業(yè)4.0系統(tǒng)中作為共同的交互點(diǎn)發(fā)揮作用。

• AAS和子模型接口

  • AAS和子模型以樹狀結(jié)構(gòu)組織信息。AAS使用嚴(yán)格且一致的格式，將所有包含的信息組織為屬性樹。相同的格式也用于子模型屬性的結(jié)構(gòu)化。AAS和子模型定義了一個(gè)統(tǒng)一的API，用于訪問(wèn)AAS信息以及AAS子模型中的信息。用于訪問(wèn)AAS及其子模型的具體API在此進(jìn)行了描述。資產(chǎn)管理外殼及其子模型可能在系統(tǒng)中分布。雖然AAS通常駐留在服務(wù)器上以確保設(shè)備故障時(shí)的存在，但子模型可能被部署到物理設(shè)備上。如果子模型提供對(duì)頻繁更改的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，將其部署到設(shè)備上可能是最好的解決方案，否則需要從設(shè)備到子模型位置不斷傳輸數(shù)據(jù)流。分布式AAS方法使得可以將AAS和子模型用作分散的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一接口。靜態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和工具可以配備子模型接口，以便以AAS子模型的形式提供各種數(shù)據(jù)。

• 基于資產(chǎn)管理外殼的BaSyx架構(gòu)示例

  • 符合BaSys 4.0的工業(yè)4.0生產(chǎn)系統(tǒng)由生產(chǎn)資產(chǎn)（設(shè)備、工人、產(chǎn)品）、應(yīng)用程序、注冊(cè)表以及AAS和子模型提供者組成。AAS和子模型實(shí)現(xiàn)了與資產(chǎn)及不同類型的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一接口。多個(gè)主機(jī)可能實(shí)現(xiàn)子模型提供者；一些提供者例如將AAS和子模型數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，其他提供者則僅提供易失性數(shù)據(jù)。

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第一種場(chǎng)景涉及支持工業(yè)4.0通信的智能設(shè)備，這些設(shè)備可以自主注冊(cè)其資產(chǎn)管理外殼 (AAS) 和子模型，并直接與系統(tǒng)通信。而第二種場(chǎng)景中，集成的設(shè)備是傳統(tǒng)設(shè)備，不支持工業(yè)4.0通信。為了將這種設(shè)備集成到系統(tǒng)中，需要一個(gè)專門的設(shè)備管理器負(fù)責(zé)注冊(cè)設(shè)備的AAS和子模型，并通過(guò)原生協(xié)議與設(shè)備通信，將數(shù)據(jù)推送到設(shè)備的子模型中。?

資產(chǎn)管理殼體元模型 資產(chǎn)管理殼體（AAS）元模型定義了相關(guān)類型，類別間的關(guān)系，資產(chǎn)管理殼體的屬性，以及相關(guān)類型，例如子模型。

資產(chǎn)管理殼體元模型描述了資產(chǎn)管理殼體和AAS子模型的總體結(jié)構(gòu)。它描述了每個(gè)AAS和AAS子模型所導(dǎo)出的屬性的最小數(shù)量及其含義。對(duì)于每個(gè)屬性，都給出了其描述、類型和基數(shù)。基數(shù)也定義了屬性是否是可選的，即該屬性的最小值數(shù)量是零還是大于零。

資產(chǎn)管理殼體元模型由工業(yè)4.0平臺(tái)定義，確切的元模型定義可以從工業(yè)4.0平臺(tái)下載，名為“資產(chǎn)管理殼體的詳細(xì)信息 - 第一部分”。Eclipse BaSyx提供了AAS標(biāo)準(zhǔn)的參考實(shí)現(xiàn)。以下描述是根據(jù)該文檔改編的。每個(gè)AAS至少定義了AAS元模型中描述的屬性。