The vision of Industry 4.0 introduces new requirements to Operational Technology (OT) systems. Solutions for these requirements already exist in the Information Technology (IT) world, however, due to the different characteristics of both worlds, these solutions often cannot be directly used in the world of OT. We therefore propose an Industrial Business Process Twin (IBPT), allowing to apply methods of one world to another not directly but, instead, to a representation, that is in bidirectional exchange with the other world. The proposed IBPT entity acts as an intermediary, decoupling the worlds of IT and OT, thus allowing for an integration of IT and OT components of different manufacturers and platforms. Using this approach, we demonstrate the four essential Industry 4.0 design principles information transparency, technical assistance, interconnection and decentralized decisions based on the gamified Industry 4.0 scenario of playing the game of Nine Men's Morris. This scenario serves well for agent based Artificial Intelligence (AI)-research and education. We develop an Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) information and communication model and then evaluate the IBPT component with respect to the different views of the Reference Architecture Model Industry 4.0 (RAMI4.0).


翻译:工业4.0愿景对运营技术(OT)系统提出了新的要求。尽管信息技术(IT)领域已存在满足这些要求的解决方案,但由于两个领域的特性差异,这些解决方案通常无法直接应用于OT领域。为此,我们提出工业业务流程孪生体(IBPT),使其能够将一个领域的方法间接应用于另一领域的表征,并通过双向交互与该领域保持数据交换。所提出的IBPT实体作为中介,解耦IT与OT领域,从而支持不同制造商和平台的IT与OT组件的集成。通过该方法,我们基于九子棋游戏的游戏化工业4.0场景,演示了工业4.0的四大核心设计原则:信息透明、技术辅助、互联互通与去中心化决策。该场景适用于基于智能体的AI研究与教育。我们开发了OPC统一架构(OPC UA)信息与通信模型,并从工业4.0参考架构模型(RAMI4.0)的不同视图对IBPT组件进行了评估。

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