2024基于數(shù)字空間打造數(shù)字化車間建設(shè)要求

基于數(shù)字空間打造數(shù)字化車間建設(shè)要求目 次前 言 1 圍 1范引文件 1語定義 1字車總架求 2數(shù)化間述 2數(shù)空架構(gòu) 2字間構(gòu)成 2理接 2據(jù)合 3務(wù)構(gòu) 3字營 3達(dá)戶 4字間設(shè)度 4理接求 5物感概述 5物感要求 6理知求 6理知字求 6網(wǎng)要求 7絡(luò)構(gòu)求 7線絡(luò)設(shè)求 8控要求 8集要求 8成息圍 8成息求 8據(jù)合求 8數(shù)融通則 8據(jù)范圍 9據(jù)合本則 9數(shù)融路及求 9數(shù)融要求 10據(jù)生傳求 10據(jù)義存求 10據(jù)集步求 10IIIII據(jù)臺(tái)數(shù)模要求 10據(jù)理求 11務(wù)構(gòu)求 12業(yè)重通則 12務(wù)構(gòu)容 12務(wù)構(gòu)圍 12務(wù)構(gòu)本則 12業(yè)重技路要求 12務(wù)構(gòu)徑 13務(wù)構(gòu)求 13服全命期要求 14字營 14數(shù)運(yùn)通則 14數(shù)化營理 14織營 14產(chǎn)營 15量營 15流同營 16護(hù)支運(yùn)營 17達(dá)戶求 17直用通則 17直用技路要求 17術(shù)徑 17術(shù)求 18直用典應(yīng)景 18他求 19安要求 19可性求 19PAGEPAGE1基于數(shù)字空間打造數(shù)字化車間建設(shè)要求本文件適用于汽車制造企業(yè)基于數(shù)字空間打造數(shù)字化車間的規(guī)劃、建設(shè)及傳統(tǒng)車間數(shù)字化轉(zhuǎn)型的數(shù)字空間建設(shè)工作。（GB/T36344信息技術(shù)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)GB/T37393數(shù)字化車間通用技術(shù)要求GB/T37413-2019數(shù)字化車間術(shù)語和定義GB/T41257數(shù)字化車間功能安全要求GB/T41260數(shù)字化車間信息安全要求GB/T41392數(shù)字化車間可靠性通用要求GB/T50312綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范DB50/T5006智能化建筑綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)程GB/T37393中界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文件。1.3.1數(shù)字車間 digitalfactory(digitalworkshop[來源：GB/T37413-2019,2.1]2.3.2數(shù)據(jù)集成DataIntegration將分散在各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一抽取到同一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。3.3.3數(shù)字空間digitalSpaces4.3.4邏輯編排LogicComposer3.5業(yè)務(wù)服務(wù)原子BusinessServiceAtom一組可重用、獨(dú)立、具有明確功能和接口的業(yè)務(wù)服務(wù)模塊，這些模塊可以通過組合和編排來實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)流程和操作。41.圖1數(shù)字空間架構(gòu)4.2.2 通過感知控制實(shí)現(xiàn)物理世界實(shí)物與數(shù)字空間模型連接，模塊組成：1）物理感知層：——物理元素：物理設(shè)備（生產(chǎn)、物流、環(huán)能等）與生產(chǎn)資源（物料、輔料等）；——RFID2）——AP、5GWIFI63）——控制設(shè)備或系統(tǒng)：產(chǎn)線總體控制，信息采集與監(jiān)控，PLC，邊緣云設(shè)備等。（）——數(shù)據(jù)在線：包含計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、設(shè)備、環(huán)境、能源等數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控和分析?！獢?shù)據(jù)服務(wù)：為應(yīng)用場(chǎng)景提供數(shù)據(jù)服務(wù)?！狝PS\ERP\WMS\MES————業(yè)務(wù)編排：將業(yè)務(wù)服務(wù)按照業(yè)務(wù)流程或工作流編排為業(yè)務(wù)服務(wù)鏈，用于支持業(yè)務(wù)活動(dòng)的運(yùn)行?！?wù)的全生命周期管理：服務(wù)設(shè)計(jì)，服務(wù)開發(fā)，服務(wù)構(gòu)建，服務(wù)測(cè)試，服務(wù)部署，監(jiān)控和運(yùn)維。-根因-解決方案”的關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)“問題-影響-解決方案”的關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建。APP角色APP基于數(shù)字空間打造數(shù)字化車間，可以設(shè)立分級(jí)建設(shè)目標(biāo)，等級(jí)分為4級(jí)：D0(初級(jí)數(shù)字化)，D1（中級(jí)數(shù)字化），D2（高級(jí)數(shù)字化），D3（數(shù)字空間）：高級(jí)數(shù)字化等級(jí)物理連接數(shù)據(jù)融合業(yè)務(wù)重構(gòu)數(shù)字運(yùn)營用戶直達(dá)字車間業(yè)務(wù)流間主題數(shù)據(jù)融車間在線具備傳統(tǒng)信息數(shù)字化車間制具備自動(dòng)化和造領(lǐng)域從需求-D0數(shù)字化的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)為核應(yīng)的信息化系實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)審批、溝通交流及PLC統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)執(zhí)主線行于數(shù)據(jù)治理平業(yè)務(wù)信息化應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，業(yè)務(wù)活動(dòng)等進(jìn)行改造和規(guī)范，實(shí)現(xiàn)單一業(yè)務(wù)活動(dòng)的數(shù)據(jù)共享數(shù)字化車間的業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備到管理層的縱向打通，并應(yīng)用信息化手段將制造過程透明化，實(shí)現(xiàn)單一業(yè)務(wù)的完善和優(yōu)化運(yùn)用SCADA采集臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并存據(jù)資產(chǎn)平臺(tái)統(tǒng)D1時(shí)更新的制造一管控對(duì)外開過程的分析結(jié)間數(shù)據(jù)復(fù)用與果并將其可視化數(shù)字車間流程交易共享在物理連接層建立統(tǒng)一的標(biāo)數(shù)字化車間的業(yè)務(wù)端到端打準(zhǔn)設(shè)備與控制于AI基礎(chǔ)算法業(yè)務(wù)信息化系通，數(shù)據(jù)共享，模型實(shí)現(xiàn)數(shù)字部分關(guān)鍵業(yè)務(wù)與上層應(yīng)用系車間問題的提業(yè)務(wù)活動(dòng)間的場(chǎng)景如計(jì)劃調(diào)度、班前檢查、D2現(xiàn)雙向通信控業(yè)務(wù)各價(jià)值鏈，移動(dòng)化定制改融合業(yè)務(wù)完整造數(shù)可以下發(fā)設(shè)賦能數(shù)字車間的主題域數(shù)據(jù)，等在數(shù)字空間對(duì)業(yè)務(wù)重點(diǎn)環(huán)量數(shù)據(jù)可以實(shí)業(yè)務(wù)人員快速節(jié)進(jìn)行優(yōu)化業(yè)務(wù)活動(dòng)建立時(shí)上傳到上層響應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)估體系運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技于AI現(xiàn)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)治理、融合，建立起車間數(shù)數(shù)據(jù)大模型自適應(yīng)優(yōu)化數(shù)字車間業(yè)務(wù)流程，業(yè)務(wù)執(zhí)行自適應(yīng)響應(yīng)數(shù)字化車間制造域業(yè)務(wù)完全在數(shù)字空間中運(yùn)行，在數(shù)字空間中重新構(gòu)建管理精細(xì)化的業(yè)務(wù)活動(dòng)數(shù)字化車間制造領(lǐng)域從需求-計(jì)劃-生產(chǎn)-物通過看板監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)鍵業(yè)務(wù)D3在數(shù)字空間中自動(dòng)預(yù)警或修用正生產(chǎn)中的異主動(dòng)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)率和質(zhì)量速迭代優(yōu)化表1數(shù)字空間建設(shè)成熟度評(píng)估表1. 切合業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景的物理實(shí)物需實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)或參數(shù)化，包含但不限于以下幾類：1）在制造業(yè)務(wù)開展過程中需要應(yīng)用到的設(shè)備資源：——加工設(shè)備：制造加工過程中應(yīng)用設(shè)備，如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、非標(biāo)夾具等；——物流設(shè)備：物流存儲(chǔ)與調(diào)度涉及設(shè)備，如立體庫、料倉料架、AGV、叉車等；——質(zhì)檢設(shè)備：產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備及儀器，如檢具、量具、四輪定位儀、電檢設(shè)備等；——工具工裝：制造業(yè)務(wù)開展過程中應(yīng)用到擰緊工具、定位夾持工裝、轉(zhuǎn)運(yùn)工具等；——2）完全不可參數(shù)化的物理實(shí)物：如啞設(shè)備，可通過硬感知進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)改造，針對(duì)老舊型號(hào)PLC或RS485/RS232ModbusTCPOPCUARFID（電極頭、刀具刃等在配備生產(chǎn)設(shè)備與資源以滿足產(chǎn)線正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，需同時(shí)配備可視化終端，如生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)部署中控室、1. （），5. （MySQL\Oracle\DB2\SQLServer等），可存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)不能有丟失現(xiàn)象。WIFI3. 2AP5GWIFI6圖2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖1 生產(chǎn)、辦公、安防三網(wǎng)物理獨(dú)立，核心匯聚等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)冗余設(shè)計(jì)，包括但不限于設(shè)備級(jí)冗余、鏈APwifi62 DB50/T50069及GB/T50312機(jī)房，匯或HTTP或SNMP建設(shè)要求無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求如下：（AP）需要支持802.11ax，兼容802.11b/a/g/n/ac/acwave2等模式，無線接入點(diǎn)（AP）通過無線控制器統(tǒng)一車間無線網(wǎng)絡(luò)速率應(yīng)滿足物理連接信息傳輸需求，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量要求高如AGV轉(zhuǎn)運(yùn)、自動(dòng)5GAPHeatmap、可運(yùn)用邊緣計(jì)算/IOT應(yīng)具備指令傳輸穩(wěn)定性的保障手段，如針對(duì)節(jié)點(diǎn)過多的大型I/O網(wǎng)絡(luò)，可通過控制層配備監(jiān)控信息集成范圍包括業(yè)務(wù)重構(gòu)層的應(yīng)用系統(tǒng)、物理世界的各個(gè)產(chǎn)線的不同類型設(shè)備及數(shù)字空間。如：MySQL、Oracle、SQLServer等）、、、JsonWebserviceTCP/IP.5.2.5ERP1. 1. 、LES、WMS、TQM、EMS、TPM等。2. 減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)加工效率。如圖35GWIFI6PAGEPAGE12圖3數(shù)據(jù)融合路徑1. 2. 3. 4. ——數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)合理規(guī)劃數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和存儲(chǔ)量，保障滿足應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力和離線大批量處理能力；——數(shù)據(jù)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)信息應(yīng)符合數(shù)據(jù)字典規(guī)范，并保證信息完整性；——宜建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理規(guī)范，明確不同存儲(chǔ)類型的存儲(chǔ)形式和數(shù)據(jù)清理機(jī)制；——應(yīng)具備監(jiān)控慢查詢、數(shù)據(jù)計(jì)算掛起等性能問題的監(jiān)控告警工具。31）橫向建模流程：——主題模型:完成切合業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)據(jù)分類；——概念模型:細(xì)化主題內(nèi)實(shí)體關(guān)系；——邏輯模型：補(bǔ)充實(shí)體屬性，明確屬性類型、長度、業(yè)務(wù)含義等；——物理模型：完成實(shí)體與數(shù)據(jù)庫表對(duì)應(yīng)，將邏輯模型落地到數(shù)據(jù)庫表形成物理數(shù)據(jù)模型。2)——貼源層：存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)來源一致的數(shù)據(jù)；——標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)層：存儲(chǔ)根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)矯正（清洗、轉(zhuǎn)換、集成）后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；——維度分析層：存儲(chǔ)基于應(yīng)用主題域按維度精細(xì)整理后的數(shù)據(jù)；——輕度匯總層：存儲(chǔ)某個(gè)具體應(yīng)用場(chǎng)景下的通用性數(shù)據(jù)或復(fù)用性指標(biāo)；——注：數(shù)據(jù)建?？蓞⒖糋B/T32913。5. 1 IT數(shù)據(jù)質(zhì)量治理主要是針對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量所做的數(shù)據(jù)治理工作，要求如下：5）數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估可參照GB/T36344執(zhí)行；6 數(shù)據(jù)安全治理是圍繞數(shù)據(jù)安全所開展的數(shù)據(jù)質(zhì)量工作，要求如下：1）數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)安全級(jí)別分類管理；2 數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)應(yīng)制定安全保障機(jī)制，如數(shù)據(jù)加密、多副本存儲(chǔ)、安全防護(hù)墻等，規(guī)3 4 在應(yīng)用訪問層面，宜借助數(shù)據(jù)治理平臺(tái)將數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)安全分級(jí)，宜分為公開、內(nèi)部、機(jī)密、秘密四個(gè)安全等級(jí)，并基于不同的安全等級(jí)制定不同的角色權(quán)限控制，數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象應(yīng)被授權(quán)4. 數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理及服務(wù)滿足以下要求：1 7 1. 1. （構(gòu)路徑業(yè)務(wù)重構(gòu)過程可劃分為以下五步工作：————業(yè)務(wù)服務(wù)場(chǎng)景梳理：結(jié)合應(yīng)用目標(biāo)明確業(yè)務(wù)服務(wù)場(chǎng)景需求；————ITIT——個(gè)業(yè)務(wù)服務(wù)單元需要含括業(yè)務(wù)人員、技術(shù)人員及運(yùn)營人員三個(gè)模塊。作業(yè)務(wù)的痛點(diǎn)，在場(chǎng)景策劃時(shí)宜同步考慮如何評(píng)價(jià)該業(yè)務(wù)健康程度。圖4 制服平示例APP3. 1 入?yún)⒁髧?yán)格定義屬性，如是否允許為空，字段長度等；出參需具備明確分類的錯(cuò)誤碼規(guī)范，8 1. 控、物料供應(yīng)、物料倉儲(chǔ)、設(shè)備支持等的多維度數(shù)字運(yùn)營。現(xiàn)狀，并分角色開展多維度分析，如區(qū)分生產(chǎn)管理者、車間管理者、班組長。2. 1）組織運(yùn)營架構(gòu)：數(shù)字空間應(yīng)具備與組織機(jī)構(gòu)和企業(yè)規(guī)范一致的組織運(yùn)營架構(gòu)與管理手段；VRAR），生產(chǎn)計(jì)劃管理：需要對(duì)車間/項(xiàng)目的月計(jì)劃、日計(jì)劃完成情況進(jìn)行數(shù)字化管理，能夠滿足生產(chǎn)————————（——————/點(diǎn)及評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)確定、作業(yè)單元（車間、產(chǎn)線、工位或零部件（總成、分總成、零部件制造質(zhì)量指質(zhì)——100%————需要實(shí)現(xiàn)關(guān)重零部件的質(zhì)量追溯，便于問題分析解決?！狹SA——結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃核算物料情況，并分發(fā)備料、配送任務(wù)，并跟蹤監(jiān)控執(zhí)行情況；——結(jié)合實(shí)際配送情況自動(dòng)規(guī)劃物料配送任務(wù)、配送方式及配送路徑；——可通過數(shù)字控線驅(qū)動(dòng)無人叉車或AGV實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)配送。/————應(yīng)建立呆滯物料識(shí)別與處理機(jī)制；————可結(jié)合物料歷史應(yīng)用趨勢(shì)預(yù)測(cè)物料需求走向，自動(dòng)評(píng)估在庫物料是否滿足生產(chǎn)需求；————————維護(hù)與支持運(yùn)營是為了保證車間的正常運(yùn)營所開展的工作，具體內(nèi)容及要求如下：1）設(shè)備維護(hù)維保：日常設(shè)備的管理與維護(hù)機(jī)制；——————需要具備設(shè)備異常處理機(jī)制，可根據(jù)設(shè)備報(bào)警或預(yù)警的異常等級(jí)與類型及時(shí)推送至相應(yīng)的監(jiān)控人員，并采用多種方式相結(jié)合的通知形式，如現(xiàn)場(chǎng)屏幕監(jiān)控現(xiàn)實(shí)、報(bào)警燈聲光報(bào)警等；——————需要具備風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及智能分析功能，具備預(yù)警決策機(jī)制以滿足風(fēng)險(xiǎn)源管控要求；——需要具備應(yīng)用數(shù)字化手段的應(yīng)急保障機(jī)制，如直達(dá)客戶端的應(yīng)急指揮中心用于環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)事件管理、輔助指揮、調(diào)度管控；——CO像5S9 直達(dá)用戶可通過流程實(shí)現(xiàn)：————權(quán)限控制：通過針對(duì)不同業(yè)務(wù)人員應(yīng)用場(chǎng)景的權(quán)限控制滿足不同業(yè)務(wù)人員的應(yīng)用需求。移動(dòng)APP建設(shè)技術(shù)要求如下：1 移動(dòng)移動(dòng)應(yīng)具備可視化報(bào)表應(yīng)用，同時(shí)具備含有基礎(chǔ)組件的可視化編輯器，支持便捷的可視化配置應(yīng)用；移動(dòng)宜應(yīng)用零代碼或低代碼開發(fā)平臺(tái)，提供輕應(yīng)用開發(fā)及接入能力，支持通過已有業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用快速導(dǎo)入，便于進(jìn)行快速業(yè)務(wù)場(chǎng)景試點(diǎn)構(gòu)建；移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足應(yīng)用性能要求，具備存儲(chǔ)管理和緩存清理機(jī)制，保障人員與業(yè)務(wù)在線實(shí)時(shí)移動(dòng)應(yīng)集成車間生產(chǎn)過程涵蓋的所有應(yīng)用系統(tǒng)的消息提醒、流程審批待辦等內(nèi)容，作為唯一輸入為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)；2. （）領(lǐng)導(dǎo)決策層：通過車間移動(dòng)內(nèi)數(shù)字管理駕駛艙、數(shù)據(jù)報(bào)表這類的應(yīng)用掌握車間實(shí)時(shí)經(jīng)營、效率。，現(xiàn)場(chǎng)操作者開展工位上的工作需要使用數(shù)字空間時(shí)，用PAD來使用操作者角色APP，使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)活動(dòng)保持在線，如SMT生產(chǎn)線員工在進(jìn)行線上續(xù)料時(shí)，APP車間生產(chǎn)人員-班組長：要求班組長每天工作內(nèi)容可以在上開展，移動(dòng)辦公不受地點(diǎn)限制，如EXCEL為PADAPP車間生產(chǎn)人員-質(zhì)量管理：要求通過質(zhì)量快速處理，來解決質(zhì)量問題處理周期長以及由此導(dǎo)致的異常停工現(xiàn)象，通過質(zhì)量管理APP，從問題在線填報(bào)、車間在線確認(rèn)、技術(shù)在