離散型智能制造能力建設(shè)指南

離散型智能制造能力建設(shè)指南2022-12-30發(fā)布2023-07-01實施國家市場監(jiān)督管理總局 I 2規(guī)范性引用文件 l3術(shù)語和定義 4縮略語 5智能制造能力建設(shè)總體方法 26生命周期維度智能制造能力建設(shè) 6.1生命周期數(shù)據(jù)采集能力 26.2生命周期互聯(lián)互通能力 26.3生命周期數(shù)據(jù)可視化能力 36.4生命周期數(shù)據(jù)分析能力 36.5生命周期優(yōu)化決策能力 37系統(tǒng)層級維度智能制造能力建設(shè) 47.1系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)采集能力 47.2系統(tǒng)層級互聯(lián)互通能力 7.3系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)可視化能力 47.4系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)分析能力 47.5系統(tǒng)層級優(yōu)化決策能力 5參考文獻 IGB/T42137—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出并歸口。本文件起草單位：中國電子技術(shù)標準化研究院、深圳賽西信息技術(shù)有限公司、江蘇賽西科技發(fā)展有限公司、天津大學、北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司、北京科技大學、卡奧斯工業(yè)智能研究院(青島)有限公司、北京和利時智能技術(shù)有限公司、清華大學、黑龍江省科學院智能制造研究所、深圳華制智能制造技術(shù)有限公司、云南昆船設(shè)計研究院有限公司、上海智能制造功能平臺有限公司、重慶郵電大學、北京京亦智能制造技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司、青島酷特智能股份有限公司、天津愛波瑞科技發(fā)展有限公司、聯(lián)想(北京)有限公司、中國紡織機械協(xié)會、寶武裝備智能科技有限公司、中冶京誠工程技術(shù)有限公司、青島寶佳智能裝備股份有限公司、劍維軟件技術(shù)(上海)有限公司、哈工大機器人(山東)智能裝備研究院、通快(中國)有限公司、河北工業(yè)大學、深圳聯(lián)友科技有限公司、東風設(shè)計研究院有限公司、國機智能技術(shù)研究院有限公司、深圳華龍訊達信息技術(shù)股份有限公司、江蘇亞威機床股份有限公司、金航數(shù)碼科技有限責任公司、三菱電機自動化(中國)有限公司、廈門盈趣科技股份有限公司、廈門攸信信息技術(shù)有限公司、上海航天設(shè)備制造總廠有限公司、四川成焊寶瑪焊接裝備工程有限公司、臺達智能科技(北京)有限公司、重慶盟訊電子科技有限公司、中船第九設(shè)計研究院工程有限公司。1離散型智能制造能力建設(shè)指南本文件提供了離散型智能制造能力建設(shè)的指導，給出了總體方法，以及生命周期、系統(tǒng)層級等維度智能制造能力建設(shè)的建議。本文件適用于離散型制造企業(yè)，以及為離散型制造企業(yè)提供智能制造能力建設(shè)咨詢、培訓和實施服務(wù)的人員和機構(gòu)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T39116—2020智能制造能力成熟度模型GB/T39117—2020智能制造能力成熟度評估方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。為實現(xiàn)智能制造的目標，企業(yè)對人員、技術(shù)、資源、制造等進行管理及綜合應(yīng)用的程度和提升過程。注：提升過程主要體現(xiàn)在生命周期維度和系統(tǒng)層級維度的數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)互通、可視化、數(shù)據(jù)分析、決策優(yōu)化等方面。[來源：GB/T39116—2020,3.1.1,有修改]離散型制造discretemanufacturing生產(chǎn)由離散元件組成的產(chǎn)品(如汽車、設(shè)備、家電、計算機等)或零部件的過程。[來源：GB/T18725—2008,3.87,有修改]生命周期lifecycle從產(chǎn)品原型研發(fā)開始到產(chǎn)品回收再制造的所有階段。系統(tǒng)層級systemhierarc與企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)的層級劃分。4縮略語下列縮略語適用于本文件。2PLM:產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)RFID:無線射頻識別(RadioFrequencyIdentification)5智能制造能力建設(shè)總體方法離散型智能制造能力建設(shè)總體方法，按照智能制造能力基礎(chǔ)確認、明確目標和制定路線進行能力建a)離散型制造企業(yè)宜應(yīng)用GB/T39116—2020和GB/T39117—2020,完成智能制造能力基礎(chǔ)確認。b)離散型制造企業(yè)宜結(jié)合企業(yè)總體智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃和智能制造能力基礎(chǔ)，制定適合其發(fā)展的智能制造能力建設(shè)目標。c)離散型制造企業(yè)宜在滿足安全生產(chǎn)和信息安全等前提下，從生命周期和系統(tǒng)層級兩個維度，結(jié)合行業(yè)特性及企業(yè)規(guī)模選擇合理的生命周期和系統(tǒng)層級能力提升路線，持續(xù)對人員、資源、制造、技術(shù)等能力要素進行迭代優(yōu)化。注：企業(yè)生命周期維度的智能制造能力建設(shè)，針對一個或多個業(yè)務(wù)活動按照同步或逐步的方式開展；企業(yè)系統(tǒng)層級維度的智能制造能力建設(shè)，針對某一系統(tǒng)層級或多個系統(tǒng)層級按照同時或逐步的方式開展。6生命周期維度智能制造能力建設(shè)6.1生命周期數(shù)據(jù)采集能力生命周期各業(yè)務(wù)活動數(shù)據(jù)采集能力的建設(shè)，根據(jù)不同場景采用下列方法：a)產(chǎn)品設(shè)計宜將設(shè)計信息和制造信息共同定義到產(chǎn)品三維數(shù)字化模型，確保設(shè)計、制造流程中數(shù)據(jù)的唯一性和產(chǎn)品定義信息的完整表達；b)宜采用身份認證、RFID、指紋識別、面部識別等技術(shù)，實現(xiàn)人員信息的數(shù)字化采集；c)宜采用RFID、條碼等自動識別技術(shù)，實現(xiàn)物料及在制品的數(shù)字化追蹤；d)宜通過施行統(tǒng)一規(guī)劃結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件的方式，建立物流要素統(tǒng)一編碼管理機制，其中，物流要素e)宜建立統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述方法和信息系統(tǒng)，宜考慮市場環(huán)境、市場基本狀況、銷售可能性、消費者及消費需求、企業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)品價格、影響銷售的社會和自然因素、銷售渠道等因素；f)宜采用產(chǎn)品運行數(shù)據(jù)實時采集并對應(yīng)存儲的方式，建立用戶數(shù)據(jù)庫；g)宜采用對訂單跟蹤訂單號、產(chǎn)品信息、收貨信息、快遞狀態(tài)、訂單信息、備注信息進行統(tǒng)一編碼的方法，實現(xiàn)訂單跟蹤系統(tǒng)的建立；h)宜建立運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對運維對象的基本數(shù)據(jù)、工藝流程、狀態(tài)檢測、裝配數(shù)據(jù)、采集位置、維修過程數(shù)據(jù)等狀態(tài)類和事件類數(shù)據(jù)的采集。6.2生命周期互聯(lián)互通能力生命周期各業(yè)務(wù)活動互聯(lián)互通能力的建設(shè)，根據(jù)不同場景采用下列方法：a)宜對設(shè)計準則、關(guān)聯(lián)定義、二維制圖、三維制圖和制造信息等一致性的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建立；b)宜使用終端交互裝置輔助操作人員實現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備、物料數(shù)據(jù)的巡視、檢驗、分析和應(yīng)急處理；c)宜通過集成車間層生產(chǎn)制造執(zhí)行管理平臺、企業(yè)資源管理平臺的方式，實現(xiàn)采購計劃與生產(chǎn)計劃之間的實時優(yōu)化；3d)宜通過統(tǒng)一物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境架構(gòu)及兼容不同網(wǎng)絡(luò)的方式，實現(xiàn)工廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境規(guī)范建立；e)宜通過整合訂單管理、運輸計劃、調(diào)度管理、出入庫和場外物流運輸過程等方式，實現(xiàn)物流運輸管理系統(tǒng)與倉儲管理系統(tǒng)的信息共享；f)業(yè)務(wù)活動之間的互聯(lián)互通，采用上述做法，也宜采用數(shù)據(jù)集中管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。6.3生命周期數(shù)據(jù)可視化能力生命周期各業(yè)務(wù)活動數(shù)據(jù)可視化能力的建設(shè)，根據(jù)不同場景采用下列方法：a)宜建立產(chǎn)品設(shè)計交互平臺，通過PLM系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)計流程的可視化管理；b)宜建立產(chǎn)線或裝置、車間的虛擬模型，采用數(shù)字化建模的方法對離散型生產(chǎn)流程進行可視化管理；c)宜建立企業(yè)綜合數(shù)據(jù)可視化管理平臺，通過數(shù)據(jù)集中管理實現(xiàn)對能耗、質(zhì)量、生產(chǎn)訂單、供應(yīng)鏈、客戶服務(wù)等數(shù)據(jù)的可視化。6.4生命周期數(shù)據(jù)分析能力生命周期各業(yè)務(wù)活動數(shù)據(jù)分析能力的建設(shè)，根據(jù)不同場景采用下列方法：a)宜建立特征參數(shù)可變的參數(shù)化模型數(shù)據(jù)庫，包括產(chǎn)品原型庫和變型設(shè)計庫，宜根據(jù)新產(chǎn)品設(shè)計情況動態(tài)更新，將原設(shè)計方案與變型設(shè)計方案進行集成、迭代積累；b)宜使用數(shù)字化仿真軟件進行仿真優(yōu)化的方法，建立產(chǎn)品設(shè)計方案優(yōu)化機制；c)宜建立能源綜合管理平臺，宜通過收集和確認的能源數(shù)據(jù)，對全企業(yè)的能源運行數(shù)據(jù)進行歸集和統(tǒng)計，形成統(tǒng)計報表，并與公司、集團、地方政府能d)宜綜合物流倉儲和配送的實時狀態(tài)，建立倉儲配送知識庫，實現(xiàn)倉儲配送方案的迭代優(yōu)化；e)宜通過物流實時信息分析反饋的方式，輔助物流人員準確感知物流狀態(tài)、精確分配物流任務(wù)、精確控制物流作業(yè)；f)宜通過共享市場需求、市場數(shù)據(jù)和市場預(yù)測等數(shù)據(jù)的方法，實現(xiàn)離散型制造企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)間的協(xié)同共享；g)宜采用客戶信息數(shù)字化信息采集和大數(shù)據(jù)輔助用戶習慣分析等技術(shù)，實現(xiàn)客戶關(guān)系維護。6.5生命周期優(yōu)化決策能力生命周期各業(yè)務(wù)活動優(yōu)化決策能力的建設(shè)，根據(jù)不同場景采用下列方法。a)宜建立產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)動態(tài)優(yōu)化模型，實現(xiàn)參數(shù)實時優(yōu)化調(diào)整等。b)宜建立倉儲管理和調(diào)度優(yōu)化模型，實現(xiàn)狀態(tài)實時監(jiān)控和優(yōu)化。c)銷售部門宜建立整體利益最大化的協(xié)同優(yōu)化模型，采用對企業(yè)價值鏈各關(guān)鍵環(huán)節(jié)利益加權(quán)的方法實現(xiàn)整體利益最大化。d)宜建立實時數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量與成本、交付周期、資源綜合利用率、生產(chǎn)效率等關(guān)鍵考核指標的決策優(yōu)化模型，采用大數(shù)據(jù)建模和分析實現(xiàn)綜合管控需求。e)宜建立供應(yīng)鏈物流優(yōu)化機制，采用數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)物流調(diào)度的智能決策以及供應(yīng)鏈的動態(tài)優(yōu)化。分析內(nèi)容主要包含物流和供應(yīng)鏈模型等。f)宜建立市場產(chǎn)品聯(lián)動決策機制，根據(jù)市場需求分析產(chǎn)品競爭力特性，引導企業(yè)開發(fā)更適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品或優(yōu)化排產(chǎn)。47系統(tǒng)層級維度智能制造能力建設(shè)7.1系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)采集能力系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)采集能力的建設(shè)，根據(jù)所在層級對應(yīng)采用以下方法：a)設(shè)備層宜基于設(shè)備本身的上位機系統(tǒng)、設(shè)備支持的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議或通過加裝傳感器、數(shù)采裝置等方式進行設(shè)備數(shù)據(jù)采集；b)單元層宜采用RFID、條碼、現(xiàn)場總線技術(shù)等技術(shù)進行產(chǎn)線及裝置狀態(tài)和運行等數(shù)據(jù)的采集；c)車間層宜采用工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等技術(shù)，實現(xiàn)對排產(chǎn)、生產(chǎn)加工、場內(nèi)物流等生產(chǎn)制造相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；d)企業(yè)層宜搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，通過人機交互設(shè)備、軟件系統(tǒng)等實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；e)協(xié)同層宜建立符合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議要求的數(shù)據(jù)格式規(guī)范和接口，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)供應(yīng)鏈、業(yè)務(wù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。7.2系統(tǒng)層級互聯(lián)互通能力系統(tǒng)層級互聯(lián)互通能力的建設(shè)，根據(jù)所在層級對應(yīng)采用以下方法：a)設(shè)備層宜基于設(shè)備自身的通信端口或通過加裝網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)傳輸模塊來獲得互聯(lián)互通能力；b)單元層宜建立可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)、應(yīng)用工業(yè)通信協(xié)議技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)線及裝置間的互聯(lián)互通；c)車間層宜應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)通信協(xié)議技術(shù)實現(xiàn)車間內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)計及物流等環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通；d)企業(yè)層宜通過應(yīng)用軟件系統(tǒng)集成或平臺化軟件實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通；e)協(xié)同層宜應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外協(xié)同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。7.3系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)可視化能力系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)可視能力的建設(shè)，根據(jù)所在層級對應(yīng)采用以下方法：a)設(shè)備層宜通過設(shè)備自身的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備模型及狀態(tài)的可視化；b)單元層宜建立過程監(jiān)視系統(tǒng)，實現(xiàn)裝置、產(chǎn)線、人及物料等生產(chǎn)要素的參數(shù)及過程數(shù)據(jù)的可視化；c)車間層宜采用數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)制造執(zhí)行層的監(jiān)控，主要面向車間管理的生產(chǎn)調(diào)d)企業(yè)層宜基于企業(yè)資源管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的各管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)制造管理、資金流管理、人力資源管理、質(zhì)量管理、物理管理等數(shù)據(jù)可視化，主要面向主生產(chǎn)計劃管理、粗能力需求計e)協(xié)同層宜基于互聯(lián)網(wǎng)、云平臺等技術(shù)，實現(xiàn)采購、銷售、物流、服務(wù)等協(xié)同業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)的可視化。7.4系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)分析能力系統(tǒng)層級數(shù)據(jù)分析能力的建設(shè)，根據(jù)所在層級對應(yīng)采用以下方法：a)設(shè)備層宜采用邊緣計算方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析；5b)單元層宜通過單元控制系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)線運行參數(shù)、裝置控制參數(shù)的數(shù)據(jù)分析；c)車間層宜通過車間執(zhí)行系統(tǒng)績效分析功能，實現(xiàn)對生產(chǎn)周期、資源利用、設(shè)備使用、設(shè)備性能、程序效率、安全環(huán)保、質(zhì)量管控以及生產(chǎn)可變性等數(shù)據(jù)的分析；d)企業(yè)層宜基于供應(yīng)鏈管理平臺性能績效衡量功能，實現(xiàn)供應(yīng)鏈配送可靠性、反應(yīng)性、柔性、成e)協(xié)同層宜基于高級計劃與排程(APS)高級排程、PLM協(xié)同設(shè)計、供應(yīng)鏈管理(SCM)等功能，實7.5系統(tǒng)層級優(yōu)化決策能力系統(tǒng)層級優(yōu)化決策能力的建設(shè)，根據(jù)所在層級對應(yīng)采用以下方法：a)設(shè)備層宜采用邊緣控制技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整；b)單元層宜基于單元控制系統(tǒng)，應(yīng)用先進過程控制技術(shù)等，實現(xiàn)對產(chǎn)線控制參數(shù)的決策優(yōu)化；c)車間層宜基于車間執(zhí)行系統(tǒng)績效分析結(jié)果，實現(xiàn)排產(chǎn)計劃、質(zhì)量監(jiān)控等生產(chǎn)過程的控制優(yōu)化；d)企業(yè)層宜基于企業(yè)生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)信息分析結(jié)果，實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃、生產(chǎn)計劃和資源等方面的優(yōu)化；e)協(xié)同