工业4.0参考架构模子（RAMI 4.0）以一个三维模子展现了制造业触及的一切枢纽要素，正在这个模子的级别条理维度（右边程度轴）描写了一个7层的自动化层级，如图1所示，从下到上依次是：产物，现场设备，掌握设备，工作站，运营中央，企业，互联天下。
图1.工业 4.0自动化层级
这类功用分类，和IEC 62264（《企业操纵系统集成》）和IEC 61512（《批操纵》）尺度划定的层级同等。正在一个现实的工场环境中，为了更清楚地剖析差别层级关于网络通信层面请求的差别，我们把现场设备到工作站之间的层级做了进一步的细分，如图2所示。
图2.车间自动化模子
依据数据巨细、轮回周期、传输间隔、节点数目等特点目标，上图不一样层级间网络通信的典范数值如下表所示：
表1.车间自动化通信特性和请求
由于差别层级关于网络通信方面的请求差别，正在今朝的网络技术条件下，云端平常只是存储设备运转数据，并应用深度进修等人工智能算法，实现体系的正在线辨识取建模，然后优化设备的运转服从大概保护设备的运转状况，并不会直接节制驱动器往实现对被控工具的节制。
以云3D打印为例，平台由云端向3D打印机发送G代码来掌握打印设备，如图3所示：
图3.现阶段云3D打印体系架构
这类架构存在的一个重要问题在于，一旦设备定型采购，没法对控制器硬件举行升级（给予扩大的运算性能）。为进步3D打印的服从和精度，某团队开发了一种名为“FBS振动抵偿”的软件算法，能够有效地将3D打印速度进步一倍，然则，由于某些3D打印机控制器“的测算本领和内存皆很低，不可以支撑用户的算法。又比方，多台机器人协同活动（RoboTeam）的场景，受限于今朝机器人控制器的测算本领，一样平常只会支撑4台机器人的同步活动，没法扩大到更多数目的机器人协同活动。
另外，假如现场的设备操纵器需求升级或替换时，整台设备或整条出产线皆需求停机，进而换上新的设备操纵器，如许就会招致出产中断；为满意某些高靠得住运转规定的场所，需求创设一个冗余的操纵平台（双机热备PLC），这类计划本钱太高并且事情还很是繁复。
伴随着网络技术（5G，Wi-Fi 6）和网络化操纵理论（展望操纵，数据驱动操纵）的不断发展，现阶段已经有所谓的云操纵体系（Cloud Control System）的观点，它联合了云盘算和网络化操纵的长处，其体系拓扑图如图4所示。
图4.云端控制系统网络拓扑图
正在这类架构中，由于云计就算是一种具有弹性的办事，使用者无需了解办事提供商的物理位置，只需求有网络连接，就能够依照需求设置所需的假造化资源（盘算，软件，数据拜访和存储），然后正在该假造化资源上对种种数据（实时数据，历史数据）开展阐发和处置，进而生成操纵系统的操纵旌旗灯号。
终极，留正在现场的终端能够简化成一个纯真或只需具有有限的盘算/存储本领的输入输出设备，上文提到的题目，还能够正在这类架构中得到解决，比方即使现场设备控制器没法支撑运转“FBS振动赔偿算法”，经过扩大云端控制器的运算本领，还能够进步3D打印机的运转服从，如图5所示。
图5.云掌握3D打印体系架构
由活动操纵的角度来讲，机械人和3D打印机的架构有类似之处，由于操纵器的较量争论本领和内存皆很低，进而没法支撑新算法的题目。正在机械人行业一样存正在这种题目，云操纵系统此供应了一种新的办理思绪。
只管云掌握体系具有诸多上风，但是在当前阶段，仍是面对很多挑衅，例如：信息传输取处置惩罚的挑衅，如安在大延迟下包管掌握质量和闭环体系的稳定性；掌握体系安全性的挑衅，不但要抵挡物理层的随机滋扰和不确定性，更要抵挡网络层有策略有目标的攻击等。
所以，这类掌握架构不容易完整改写业内所熟知的参考架构模子，但在不久的未来，伴随着网络技术和网络掌握的不断开展，云掌握系统将对包孕机器人在内的各类设备的开展和各类事实利用起到主动推进作用。