GB-T 43919-2024 民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間集成要求

ICS25.020CCSJ32中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T43919—2024民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間集成要求Integratingrequirementsofdigitalmanufacturingworkshopforcivilaviationforgings2024-04-25發(fā)布2024-11-01實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會ⅠGB/T43919—2024前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 15車間系統(tǒng)架構(gòu) 26基礎(chǔ)數(shù)字化要求 27通信網(wǎng)絡(luò)要求 48數(shù)據(jù)管理要求 49系統(tǒng)集成接口要求 510制造運(yùn)營系統(tǒng)主要功能 7參考文獻(xiàn) 9ⅢGB/T43919—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國鍛壓標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC74)提出并歸口。本文件起草單位:天津市天鍛壓力機(jī)有限公司、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、中國機(jī)械總院集團(tuán)北京機(jī)電研究所有限公司、機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司、中國航發(fā)北京航空材料研究院、首都航天機(jī)械有限公司、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)浙江國際創(chuàng)新設(shè)計(jì)與智造研究院、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)、山西金瑞光遠(yuǎn)重工技術(shù)集團(tuán)有限公司、景德鎮(zhèn)明興航空鍛壓有限公司、天津百利特精電氣股份有限公司、天津吉達(dá)爾重型機(jī)械科技股份有限公司、天津市匯點(diǎn)機(jī)電設(shè)備開發(fā)有限公司、蘇州伍玥航空科技有限公司、北京星航智造科技有限公司、武漢理工大學(xué)、武漢華夏精沖技術(shù)有限公司、貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司、貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司、江西景航航空鍛鑄有限公司、中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司、天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。1GB/T43919—2024民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間集成要求1范圍本文件界定了民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間的術(shù)語和定義,規(guī)定了縮略語、車間系統(tǒng)架構(gòu)、基礎(chǔ)數(shù)字化要求、通信網(wǎng)絡(luò)要求、數(shù)據(jù)管理要求、系統(tǒng)集成接口要求、制造運(yùn)營系統(tǒng)主要功能。本文件適用于民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間的規(guī)劃、建設(shè)、驗(yàn)收和運(yùn)營。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/T8541鍛壓術(shù)語GB/T22239—2019信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求GB/T37393數(shù)字化車間通用技術(shù)要求GB/T38854—2020智能工廠生產(chǎn)過程控制數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議3術(shù)語和定義GB/T8541和GB/T37393界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。民用航空鍛件civilaviationforgings應(yīng)用于民用航空器的鈦合金、鋼、鋁合金、高溫合金等鍛件。3.2數(shù)字化生產(chǎn)車間digitalmanufacturingworkshop以生產(chǎn)民用航空鍛件的工藝和設(shè)備為基礎(chǔ),以信息技術(shù)、自動化、測控技術(shù)等為手段,用數(shù)據(jù)連接車間不同單元,對生產(chǎn)運(yùn)行過程進(jìn)行規(guī)劃、管理、診斷和優(yōu)化的實(shí)施單元。[來源:GB/T37393—2019,3.3,有修改]3.3民用航空鍛件(3.1)數(shù)字化生產(chǎn)車間(3.2)現(xiàn)場資源層中的設(shè)備,通過自身功能以及同其他輔助設(shè)備協(xié)同來執(zhí)行車間具體生產(chǎn)工藝的設(shè)備。4縮略語下列縮略語適用于本文件。API:應(yīng)用程序編程接口(ApplicationProgrammingInterface)BOM:物料清單(BillofMaterial)ERP:企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcePlanning)2GB/T43919—2024JIT:準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JustInTime)MES:制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem)OEE:設(shè)備綜合效率(OverallEquipmentEffectiveness)PDM:產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(ProductDataManagement)PLM:產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)RFID:射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification)SCADA:數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SupervisoryControlAndDataAcquisition)WCS:倉庫控制系統(tǒng)(WarehouseControlSystem)WMS:倉庫管理系統(tǒng)(WarehouseManagementSystem)5車間系統(tǒng)架構(gòu)民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括企業(yè)管理層、制造運(yùn)營層、現(xiàn)場資源層的數(shù)字架構(gòu),系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照不同層次進(jìn)行管理,整體架構(gòu)如圖1所示。圖1民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間系統(tǒng)架構(gòu)不同層次的具體集成內(nèi)容如下:—現(xiàn)場資源層集成人員、生產(chǎn)設(shè)備、模具與工裝和生產(chǎn)物料等制造資源;—制造運(yùn)營層以制造運(yùn)營管理系統(tǒng)為核心軟件,集成生產(chǎn)排程、生產(chǎn)設(shè)備信息管理和質(zhì)量管理等功能;—企業(yè)管理層作為民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間的上層信息管理系統(tǒng),下發(fā)企業(yè)訂單計(jì)劃并接收生產(chǎn)報(bào)表信息。6基礎(chǔ)數(shù)字化要求6.1人員的數(shù)字化管理者、維保人員、生產(chǎn)人員和工藝人員的數(shù)字化要求包括:—應(yīng)采用條形碼、RFID或視覺等方式進(jìn)行身份識別;—應(yīng)能識別用戶身份、狀態(tài)和工作任務(wù)等信息。3GB/T43919—20246.2生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字化要求包括:—應(yīng)能實(shí)現(xiàn)各類傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,能對生產(chǎn)中的工藝過程數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的記錄;—應(yīng)具備可視化能力,能在車間現(xiàn)場顯示設(shè)備的實(shí)時(shí)信息;—應(yīng)具備人機(jī)交互能力,滿足操作的授權(quán)和處理相關(guān)的人機(jī)交互;—應(yīng)能實(shí)現(xiàn)耗電量、耗水量和耗氣量等能耗數(shù)據(jù)的采集;—應(yīng)具備通信接口,實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備、裝置以及運(yùn)營層的信息互通;—應(yīng)能接收運(yùn)營層下達(dá)的活動定義信息,包括工藝參數(shù)和操作指令;信息。6.3模具與工裝的數(shù)字化模具與工裝的數(shù)字化要求包括:—應(yīng)記錄完善的模具與工裝檔案信息,包括名稱、圖號、存放位置、入庫日期、對應(yīng)鍛件號、工序號和修模記錄;—應(yīng)記錄模具的使用信息,包括模具壽命、報(bào)廢日期和壓件數(shù)量;—應(yīng)使用條碼或電子標(biāo)簽來滿足模具與工裝的可識別性;—宜具有模具和工裝的數(shù)字化的立體庫,能自動入庫、存儲和出庫。6.4生產(chǎn)物料的數(shù)字化鍛件生產(chǎn)需要的原材料和輔料等生產(chǎn)物料的數(shù)字化要求包括:定義;—應(yīng)具有單件物料和批次生產(chǎn)物料的編碼;—應(yīng)在各工序及其流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)保證前后物料編碼的一致性;—應(yīng)采用自動或者半自動方式進(jìn)行讀取,并自動上傳到相應(yīng)設(shè)備或者制造運(yùn)營層;—識別信息宜具備可擴(kuò)展性。6.5工藝的數(shù)字化工藝的數(shù)字化要求包括:—生產(chǎn)工藝應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化表述,能被PLM和MES等系統(tǒng)錄入和識別,能直接下發(fā)至生產(chǎn)設(shè)備以便于生產(chǎn)執(zhí)行;—應(yīng)對工藝改變前后信息進(jìn)行完整記錄;—宜結(jié)合工藝仿真軟件制定工藝參數(shù)。6.6生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)字化生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)字化要求包括:—應(yīng)在各工序的顯著位置設(shè)置信息化顯示看板,能顯示鍛件產(chǎn)量信息、各工序在制品的工藝過程數(shù)據(jù)、生產(chǎn)人員信息、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)信息與能耗信息;—生產(chǎn)設(shè)備的工作區(qū)域位置應(yīng)安裝視頻監(jiān)控設(shè)備,進(jìn)行生產(chǎn)過程記錄和追溯;—宜為生產(chǎn)人員配備終端設(shè)備進(jìn)行啟動工單、工序下轉(zhuǎn)、不合格品審理單處理、工裝管理操作;息,應(yīng)能以批次管理(按批追溯)或錠節(jié)號管理(按件追溯)查詢鍛件信息。4GB/T43919—20246.7檢測的數(shù)字化檢測的數(shù)字化要求包括:—生產(chǎn)過程中使用尺寸測量、測溫等儀器儀表所檢測的數(shù)據(jù)應(yīng)接入運(yùn)營系統(tǒng)中;—檢測設(shè)備宜具有數(shù)顯功能,支持檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸;—檢測設(shè)備宜具有統(tǒng)計(jì)分析功能。7通信網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)字化生產(chǎn)車間的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備:—車間應(yīng)建有互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)設(shè)備、工序和系統(tǒng)之間的相互連接;—車間應(yīng)具備接入不同通信協(xié)議設(shè)備的能力,傳輸協(xié)議應(yīng)符合GB/T38854—2020中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及命令的報(bào)文格式的相關(guān)規(guī)定;—通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方應(yīng)遵守GB/T22239—2019中第二級安全要求的相關(guān)規(guī)定。8數(shù)據(jù)管理要求8.1數(shù)據(jù)采集與存儲數(shù)字化生產(chǎn)車間應(yīng)在數(shù)據(jù)字典定義的數(shù)據(jù)規(guī)范表達(dá)基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求,利用合理的網(wǎng)絡(luò)通信方式與數(shù)據(jù)存儲方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與存儲,與數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對接。具體要求如下:—應(yīng)對車間所需數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和管理,支持異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的格式轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通;—宜采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的存儲方式;—應(yīng)具備信息安全策略,包括訪問與權(quán)限管理、入侵防范和數(shù)據(jù)容災(zāi)備份與恢復(fù)。8.2數(shù)據(jù)集構(gòu)成民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)集構(gòu)成,如表1所示。表1民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)集構(gòu)成功能工序備料加熱鍛造成形熱處理檢測物料與人員數(shù)據(jù)信息信息信息信息信息生產(chǎn)排程與作業(yè)管理鋸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等溫時(shí)間等式等實(shí)際溫度等檢測信息、制件號5GB/T43919—2024表1民用航空鍛件數(shù)字化生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)集構(gòu)成(續(xù))功能工序備料加熱鍛造成形熱處理檢測質(zhì)量管理與生產(chǎn)信息追溯格尺寸等工、加熱溫度及公差、爐開關(guān)頻次等程數(shù)據(jù)(包含轉(zhuǎn)移成形速度或應(yīng)變度、變形尺寸或外等)數(shù)據(jù)等質(zhì)量檢測結(jié)果檔息等能源管理備料設(shè)備能源信息加熱設(shè)備能源信息鍛造成形設(shè)備能源信息信息檢測設(shè)備能源信息生產(chǎn)設(shè)備信息管理備、打標(biāo)設(shè)備等件加熱爐等模劑設(shè)備等熱處理爐和冷卻設(shè)備等溫儀等倉儲管理原材料庫與模具庫信息等—中間庫信息中間庫信息成品庫信息安全環(huán)保管理報(bào)警信息報(bào)警信息報(bào)警信息報(bào)警信息報(bào)警信息描述各類數(shù)據(jù)基本信息,包括數(shù)據(jù)名稱、標(biāo)識符、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度、單位和值域等。9系統(tǒng)集成接口要求9.1系統(tǒng)接口內(nèi)容數(shù)字化生產(chǎn)車間的管理系統(tǒng)宜包括PLM/PDM、MES、WMS/WCS、SCADA等,可實(shí)現(xiàn)設(shè)備、生產(chǎn)物料、人員的數(shù)據(jù)采集和信息交互,支撐制造運(yùn)行管理的功能,協(xié)同實(shí)現(xiàn)對整個(gè)車間的集成管控。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的集成接口如圖2所示。6GB/T43919—2024圖2信息系統(tǒng)集成接口各系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系可參照GB/T32854.2—2017中第4章描述的先進(jìn)控制系統(tǒng)的層次架構(gòu)。各系統(tǒng)之間接口的具體信息如表2所示。表2各信息系統(tǒng)之間的接口信息系統(tǒng)接口ERP與PLM/PDM接口PLM/PDM向ERP傳遞信息產(chǎn)品信息PLM/PDM與MES接口PLM/PDM向MES傳遞信息設(shè)計(jì)信息、結(jié)構(gòu)化工藝信息MES向PLM/PDM傳遞信息質(zhì)檢信息ERP與MES接口ERP向MES傳遞信息生產(chǎn)計(jì)劃MES向ERP傳遞信息生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)MES與WMS/WCS接口MES向WMS/WCS傳遞信息出入庫單、配套出庫、退貨入庫、換料信息WMS/WCS向MES傳遞信息出入庫單完成、庫存信息、退貨完成、換料完成信息ERP與WMS/WCS接口ERP向WMS傳遞信息半成品、工裝、原料等出庫通知和盤庫信息WMS向ERP傳遞信息庫存信息、發(fā)貨信息、配套完成MES與SCADA接口MES向SCADA傳遞信息質(zhì)量控制信息、工藝指導(dǎo)SCADA向MES傳遞信息質(zhì)控反饋信息、追溯信息、設(shè)備信息、OEE、異常信息反饋7GB/T43919—2024信息系統(tǒng)的集成應(yīng)具有開放性,支持開放標(biāo)準(zhǔn),宜參照GB/T26335—2010中8.1的規(guī)定。9.2數(shù)據(jù)共享民用航空鍛件生產(chǎn)車間包含備料、模具/坯料加熱、鍛造成形、熱處理、檢測等工序。信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各工序的生產(chǎn)和管理所需的生產(chǎn)過程中的“人機(jī)法料環(huán)”資源信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸、數(shù)據(jù)共享,并將生產(chǎn)制造過程數(shù)據(jù)報(bào)表化和圖表化。10制造運(yùn)營系統(tǒng)主要功能10.1生產(chǎn)排程生產(chǎn)排程包括如下內(nèi)容:—應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品交期評估進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃;—應(yīng)具備導(dǎo)入現(xiàn)場資源層的基礎(chǔ)資料功能,通過API接口自動實(shí)時(shí)同步導(dǎo)入數(shù)據(jù);—可建立產(chǎn)能約束條件和設(shè)備效率約束條件;—可自定義排程,同一個(gè)產(chǎn)品可設(shè)置不同版本BOM和設(shè)置多種生產(chǎn)工藝路線,不同設(shè)備可設(shè)置不同的人機(jī)效率和工作時(shí)間;—宜具備客戶交期、生產(chǎn)能力利用率和庫存的多目標(biāo)優(yōu)化生產(chǎn)排程能力,支持緊急訂單插單,可支持生產(chǎn)計(jì)劃的變更影響分析和動態(tài)優(yōu)化;—宜具備超過訂單到期時(shí)間分析預(yù)警和超負(fù)荷使用生產(chǎn)資源分析預(yù)警功能。10.2作業(yè)管理作業(yè)管理包括如下內(nèi)容:—應(yīng)對各工序作業(yè)進(jìn)行細(xì)化分解,形成作業(yè)計(jì)劃、換模計(jì)劃、質(zhì)量控制計(jì)劃和輔助處理計(jì)劃,將工藝參數(shù)下發(fā)到執(zhí)行端的生產(chǎn)設(shè)備,接收生產(chǎn)設(shè)備的信息反饋,實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的上傳下達(dá)、作業(yè)的控制和協(xié)同;—應(yīng)能啟動工單、報(bào)工及報(bào)不合格品。10.3質(zhì)量管理質(zhì)量管理包括如下內(nèi)容:—宜對工藝過程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件在各工序的趨勢異常數(shù)據(jù),預(yù)防產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題;—宜對各規(guī)格鍛件自原材料到成品的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量分析,能通過檢測數(shù)據(jù)趨勢預(yù)測可能存在問題的工序單元或者設(shè)備。10.4生產(chǎn)信息追溯生產(chǎn)信息追溯可根據(jù)物料信息輸入、產(chǎn)品信息輸入等輸出產(chǎn)品生產(chǎn)履歷信息。追溯信息如表3所示。8GB/T43919—2024表3追溯信息分類信息輸入物料標(biāo)識碼/坯料號/供貨商、生產(chǎn)時(shí)間/生產(chǎn)班次、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品標(biāo)識碼、產(chǎn)品屬性、客戶信息等輸出原料基本信息、供貨商信息、終端用戶信息、鍛件產(chǎn)品信息、廢品信息、工藝標(biāo)準(zhǔn)信息、各工序追溯信息等10.5能源管理能源管理包括如下內(nèi)容:—應(yīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、可進(jìn)行多模式類型的能源數(shù)據(jù)分析;—應(yīng)能接入各類儀器儀表設(shè)備并讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。10.6生產(chǎn)設(shè)備信息管理生產(chǎn)設(shè)備信息管理包括如下內(nèi)容:—應(yīng)具備完善的設(shè)備檔案信息,包括設(shè)備編號、設(shè)備類型、設(shè)備名稱、設(shè)備主要參數(shù)、設(shè)備模型、設(shè)備描述和使用年限的數(shù)字化描述;—應(yīng)能顯示各生產(chǎn)設(shè)備在車間的分布位置,并根據(jù)不同顏色顯示設(shè)備的運(yùn)行、停機(jī)、故障、檢修和離線的實(shí)時(shí)狀態(tài);—應(yīng)能顯示各生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)量