分布式工廠信息系統(tǒng)集成要求-征求意見稿

1T/BIAIMXXXXX-20XX分布式工廠系統(tǒng)集成要求本文件規(guī)定了分布式工廠信息系統(tǒng)集成的關鍵要素及其基本要求。本文件適用于指導制造行業(yè)分布式工廠實現(xiàn)信息系統(tǒng)集成。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/T41255-2022智能工廠通用技術要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1分布式工廠distributedfactory將工廠的各個部分進行地理分散，并使用信息技術和自動化設備來協(xié)調(diào)和管理，以實現(xiàn)提高效率和降低成本目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。3.2系統(tǒng)集成systemintegration將不同的系統(tǒng)、設備、軟件等組合在一起，并通過接口和協(xié)議進行集成，以實現(xiàn)協(xié)同工作和相互交互的過程。3.3業(yè)務流程整合businessprocessintegration將不同的業(yè)務流程、系統(tǒng)或應用程序整合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的無縫流動，以支持組織內(nèi)部或跨組織的協(xié)同工作。4分布式工廠信息系統(tǒng)集成關鍵要素分布式工廠信息系統(tǒng)集成是指在多個地理位置分散的生產(chǎn)單位之間實現(xiàn)協(xié)調(diào)和統(tǒng)一運作的技術過程。概括來說，就是根據(jù)業(yè)務的需求，通過對企業(yè)組織和業(yè)務流程的重新梳理后，利用計算機網(wǎng)絡技術，將各個分離的設備、功能和信息系統(tǒng)等集成到相互關聯(lián)的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達到充分共享，提高整體協(xié)調(diào)能力，實現(xiàn)集中、高效、便利的管理，系統(tǒng)集成實現(xiàn)的關鍵在于解決系統(tǒng)之間的互連、共享、協(xié)調(diào)運作。工廠級以下的系統(tǒng)集成參照GB/T41255-2022，系統(tǒng)集成與優(yōu)化部分。分布式工廠系統(tǒng)集成包含以下關鍵要素：數(shù)據(jù)集成和共享：按照數(shù)據(jù)通信協(xié)議要求,定義數(shù)據(jù)類型和格式，實現(xiàn)從車間層到工廠層、集團層雙邊的傳輸、存儲等；信息互通互聯(lián)：定義系統(tǒng)間消息傳輸和內(nèi)容解析，建立分布式工廠系統(tǒng)之間的信息互通和互聯(lián)機制；2T/BIAIMXXXXX-20XX業(yè)務流程整合：整合不同分布式工廠系統(tǒng)的業(yè)務流程，使其能夠協(xié)同工作并實現(xiàn)高效的生產(chǎn)運營；5分布式工廠信息系統(tǒng)集成架構分布式工廠信息系統(tǒng)集成架構可采用多種方式，如星型、環(huán)形、總線型、網(wǎng)狀等多種方式，信息系統(tǒng)集成架構示意圖如圖1所示。圖1分布式工廠系統(tǒng)集成架構示意6數(shù)據(jù)集成和共享6.1數(shù)據(jù)中心分布式工廠集團應建立包含實時與歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)中心。實時數(shù)據(jù)庫應能夠?qū)崿F(xiàn)各車間的、不同系統(tǒng)、層級之間的實時數(shù)據(jù)的采集、存儲和監(jiān)視,可在線存儲每個工藝過程點的多種數(shù)據(jù),提供車間當前的生產(chǎn)工況,也可以通過數(shù)據(jù)分析做出實施決策歷史數(shù)據(jù)庫應是經(jīng)過歸檔的數(shù)據(jù),它應存儲與流程相關的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)。6.2數(shù)據(jù)傳輸基本要求車間與工廠數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鞲删W(wǎng)可采用光纖，現(xiàn)場設備的連接宜采用屏蔽雙絞線，對于重要的網(wǎng)段宜采用冗余網(wǎng)絡技術，以此提高網(wǎng)絡的抗干擾能力和可靠性。分布式工廠與集團總體之間的數(shù)據(jù)傳輸宜通過互聯(lián)網(wǎng)方式，其主要實現(xiàn)將工廠數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F云，并進行存儲、處理和發(fā)布等。6.3數(shù)據(jù)處理基本要求分布式工廠應建立數(shù)據(jù)字典，應實現(xiàn)對工廠所有數(shù)據(jù)的定義和描述，所有數(shù)據(jù)應具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。工廠級數(shù)據(jù)格式企業(yè)可自行定義，應對數(shù)據(jù)進行加密，確保信息安全；也可通過自建企業(yè)數(shù)據(jù)標準體系等方式。同時宜統(tǒng)一數(shù)據(jù)語義，減少數(shù)據(jù)交互過程的歧義。分布式工廠應定義工廠級數(shù)據(jù)格式與轉(zhuǎn)換。工廠級數(shù)據(jù)格式集團可自行定義，且各異地工廠的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，應對數(shù)據(jù)進行加密，確保信息安全，也可通過自建集團數(shù)據(jù)標準體系等方式；3T/BIAIMXXXXX-20XX應統(tǒng)一數(shù)據(jù)語義，減少數(shù)據(jù)交互過程的歧義。7信息互通互聯(lián)分布式工廠系統(tǒng)信息互聯(lián)互通應滿足以下要求：a)開放通用標準：系統(tǒng)的接口、通訊等應遵循公認的工業(yè)通信協(xié)議和標準,如OPCUA、MQTTb)支持跨廠商互聯(lián)互通：系統(tǒng)應允許不同廠商的設備和軟件組件集成,互相調(diào)用對方的服c)統(tǒng)一信息模型：系統(tǒng)中的設備和數(shù)據(jù)的描述信息應采用統(tǒng)一的信息模型,如物模型、數(shù)據(jù)字典等；d)松耦合接口：系統(tǒng)組件之間應通過接口進行交互,降低組件間的耦合度,易于維護和擴展；e)封裝私有協(xié)議：對于特定場景需要使用的私有協(xié)議,應提供開放接口進行標準協(xié)議的封裝；f)自動發(fā)現(xiàn)能力：系統(tǒng)組件應可以自動識別網(wǎng)絡中的其他組件,無需人工預配置；g)可靠通信保障。應提供良好的網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量和容錯能力保證系統(tǒng)間調(diào)用；h)前后兼容：系統(tǒng)在加入新技術的同時,應確保與現(xiàn)有系統(tǒng)和設備的兼容性；i)開放架構：系統(tǒng)應采用分布式開放架構,構建在網(wǎng)絡基礎之上,易于跨企業(yè)跨地域?qū)崿F(xiàn)信息共享。8業(yè)務流程整合業(yè)務流程整合是信息系統(tǒng)集成的必要條件，集團應通過對現(xiàn)有業(yè)務流程進行根本性的再思考和徹底的再設計，實現(xiàn)業(yè)務流程的優(yōu)化和效率提升，分布式工廠業(yè)務流程整合應滿足以下要求：a)統(tǒng)一標準化：各個工廠應在業(yè)務流程上采用統(tǒng)一的標準和規(guī)范。包括統(tǒng)一的流程命名、流程圖符號、數(shù)據(jù)字段定義等，以確保各個工廠理解和執(zhí)行業(yè)務流程的一致性。b)流程映射和匹配：應將各個工廠的業(yè)務流程進行映射和匹配，確保不同系統(tǒng)之間的業(yè)務流程能夠協(xié)同工作。包括但不限于流程重組、任務分配、數(shù)據(jù)傳遞等方面的調(diào)整和優(yōu)化。c)異常處理和沖突解決：在業(yè)務流程整合中，應考慮到異常情況和沖突的處理。包括但不限于異常流程的定義和處理機制、沖突解決策略的制定等，以確保整合過程中的異常和沖突不會對業(yè)務流程產(chǎn)生嚴重影響。業(yè)務流程整合的基本步驟如下：1)現(xiàn)狀分析：全面梳理現(xiàn)有業(yè)務流程，繪制詳細的流程圖；通過數(shù)據(jù)分析、員工訪談和客戶反饋，識別現(xiàn)有流程中的問題和瓶頸；評估當前流程的績效指標，如周期時間、成本、質(zhì)量和客戶滿意度。2)目標設定：根據(jù)現(xiàn)狀分析結果，明確流程重組的目標和預期效果（如降低成本、縮短交付時間、提升質(zhì)量制定關鍵績效指標，用于衡量重組后的流程效果。3)設計新流程：采用流程優(yōu)化方法（如價值流圖分析、瓶頸分析設計新的業(yè)務流程；重新配置人員、設備和物料資源，確保新流程的順利實施。4)實施新流程：選擇部分工廠或生產(chǎn)線進行新流程的試點運行，驗證新流程的可行性和有效性；在試點成功的基礎