TNJ 1294-2021 农机装备 智能工厂通用集成模型.pdf

ICS 35.240.50 CCS L67 T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 团体标准团体标准 农机装备 智能工厂通用集成模型 General business integration model for smart factory of agricultural equipment 2021-07-25 发布 2021-10-25 实施 发布发布 中国农业机械工业协会中国农业机械工业协会 中 国 农 业 机 械 学 会中 国 农 业 机 械 学 会 全国团体标准信息平台全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的提出和发布单位不承担识别专利的责任。本文件由中国农业机械工业协会和中国农业机械学会联合提出。本文件由中国农业机械工业协会归口。本文件起草单位：国机智能技术研究院有限公司、国机智能科技有限公司、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中国农业机械工业协会、北京理工大学、北京航空航天大学、第一拖拉机股份有限公司、浙江海天机械有限公司、河北中农博远农业装备有限公司。本文件主要起草人：刘曙、唱月霞、高云鹏、胡耀光、刘继红、王锋德、孔祥君、吕海洋、巩高铄、赵明壮、周江林、侯永柱、王玉敏、陈奇、黄传成、白彦杰、安琪、周浩。本文件为首次发布。全国团体标准信息平台全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 1 农机装备 智能工厂业务通用集成模型 1 范围 本文件规定了农机装备智能工厂业务通用集成模型，包括术语和定义、缩略语、集成模型、资源数据集成、核心业务集成、管理优化集成。本文件适用于智能工厂的集成规划、设计与建设。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期的对应版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 37393-2019 数字化车间 通用技术要求 GB/T 25109.3-2010 企业资源计划 ERP 功能构件规范 GB/T 25485-2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构 3 术语和定义 GB/T 37393-2019、GB/T 25109.3-2010 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 资源数据 resource data 资源数据 resource data 指挥产线生产的生产指令、加工参数、数控加工程序以及产线生产过程中人员、设备、物料、能源、环境温湿度噪音等实际生产数据。3.2 核心业务 core business 核心业务 core business 工厂中生产、质量、物流、维护四大业务。4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。AGV 自动导引车（Automated Guided Vehicle）BOM 物料清单（Bills of Material）CAD 计算机辅助设计（Computer Aided Design）CAE 计算机辅助工程（Computer Aided Engineering）CAPP 计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning）DNC 分布式数控（Distributed Numerical Control）全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 2 ERP 企业资源规划（Enterprise Resource Planning）ESB 企业服务总线（Enterprise Service Bus）MES 制造执行系统（Manufacturing Execution System）MOM 制造运行管理（Manufacturing Operation Management）NC 数字控制（Numerical Control)OEE 设备综合效率（Overall Equipment Effectiveness）PDM 产品数据管理（Product Data Management）PLC 可编程序控制器(Programmable Logic Controller）PLM 产品生命周期管理（Product Lifecycle Management）RFID 射频识别（Radio Frequency Identification）RGV 有轨导引车（Rail Guided Vehicle）SCADA 监控与数据采集（Supervisory Control and Data Acquisition）SPC 统计过程控制(Statistical Process Control)SOA 面向服务架构（Service Oriented Architecture）5 集成模型 5.1 集成范围 5.1.1 产品设计及工艺管理，包含 CAD、CAE、CAPP、PLM/PDM 等软件系统。5.1.2 企业经营管理，以 ERP 软件系统为主，涉及到的 ERP 功能构件包括基础数据管理、生产制造管理、质量管理、物流管理、其他资源管理。注：本标准关注农机产品从订单到产品交付价值流的集成，以及从产品规格需求到产品档案的产品生命周期过程的集成，故ERP系统中资金流管理、系统配置管理功能构件不在本件规定的集成标准范围。5.1.3 制造运行管理，以 MOM 软件系统为主，包括车间计划与调度管理、工艺执行与管理、生产物流管理、生产过程质量管理、车间设备管理五大功能模块。5.1.4 生产监控管理，围绕工序计划采集并管理各类生产数据，包括生产进度数据、运行质量数据、故障报警数据、物流配送进度数据等，进行针对工序计划的生产跟踪及生产控制，可由 MOM 系统、SCADA 系统、DNC 系统中相应模块组成。5.1.5 制造设备，包括农机装备制造车间数控下料/钣金/机加设备、数字化涂装/焊接/装配生产线、AGV、立库、试验设备等以及各类制造设备配置的对应控制系统，如数控系统、PLC、上位机。注：对于农机装备行业智能工厂，上述制造设备均为可选设备，各企业应依据自身实际需求合理选择。5.1.6 生产资源，包括人员、物料、工具以及厂房设施。其中，人员包括参与生产现场活动的各类人员，如加工人员、物流人员、质检人员、设备维保人员；物料包括原料、辅料、零部件、半成品、成品；工具包括工辅具、量检具等；厂房设施为生产提供正常的生产环境和能源供给。5.2 模型说明 5.2.1 模型架构 根据农机装备企业基础建设条件和实施目标，从资源数据集成、核心业务集成和管理优化集成三个方面分步实现智能工厂深度和广度的集成。通用集成模型如图1所示。全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 3 图 1 农机装备智能工厂通用集成模型 5.2.2 模型架构组成 5.2.2.1 资源数据集成概述 以现场资源数据为基础，以生产过程透明化为目标，通过传感器、物联网等技术对人、机、料、能源以及生产环境等各资源要素进行数据采集、整理、分析，实现物料、产品、装备、生产过程和环境状态信息的集成建模以及可视化展示。5.2.2.2 核心业务集成概述 以生产、质量、物流、维护四大业务流程驱动，根据不同业务特点提出系统间的信息集成需求，打通业务流程断点，提升协同作业，实现业务信息在基础层、执行层、管理层之间的纵向贯通。包括：主数据在各信息系统之间通过集成保持一致；生产订单在ERP、MOM、控制系统之间分解细化、执行、反馈，以及跨车间协同；质量检验规程在PDM、MOM、生产及质检设备之间传递、下发、检测和质量跟踪与追溯；物流规划在ERP、MOM、物流装备之间下达、调度、执行以及跟踪反馈；设备维修维护任务在MOM和现场各类装备之间传递、下达、执行与反馈。5.2.2.3 管理优化集成概述 全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 4 基于大量运行数据的统计与分析，以消除生产瓶颈，实现管理改善为目标，对智能工厂整体运行过程进行优化分析，实现农机装备智能工厂在效率、质量、个性化生产三方面的集成优化，实现生产绩效管理，提供管理决策依据。6 资源数据集成 6.1 集成架构 资源数据集成的集成架构如图2所示，涉及生产监控管理及制造资源。资源数据集成包括控制数据由生产监控管理向制造资源的集成以及现场数据由制造资源向生产监控管理的集成。图 2 资源数据集成的集成架构 6.2 控制数据集成 控制数据下发是由生产监控管理将生产指令、生产参数、NC程序下行传送至现场设备，实现生产控制。具体集成数据包括：针对各类现场制造设备的生产指令，如针对数控机床、产线的加工启停指令，针对AGV的物流配送指令、针对立库的物料出入库指令等；针对各类现场制造设备的生产参数，如针对焊接机器人的焊接电压参数，针对装配机器人的拧紧扭矩参数等；针对数控机床传送数控加工程序。6.3 现场数据采集集成 现场数据采集是采集人、机、料、环境、能耗各资源要素的实时数据，并集成至生产监控管理，与生产监控管理中工序计划绑定，实现基于工序计划的生产跟踪。具体集成数据包括：环境传感器采集获取的环境温度、湿度、噪音、粉尘等环境数据；全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 5 智能能耗表采集获取的水、电、燃气等能源消耗数据；运行过程中的智能化设备，如数控机床、工业机器人、立库、AGV、检测设备等的控制系统自动采集的设备运行数据，如设备运行状态、设备运行参数、设备报警信息等；检测设备采集的质检结果数据，如机加件的尺寸质检结果，成品拖拉机的试验测试结果等；物流设备采集的物流仓储数据，如AGV所配送物料编码、数量信息，AGV当前位置信息，立库出库物料编码、数量信息，立库库存信息等；生产现场人员、物料、工具的编码数据。6.4 信息集成建模 资源数据集成涉及生产监控管理及制造资源，通过双方系统之间的数据交互，实现控制数据由生产监控管理系统向制造资源的集成以及现场数据由制造资源向生产监控管理的集成。具体实现功能包括：将生产控制指令、生产参数、数控程序由生产监控管理系统向制造资源集成，实现对生产现场加工过程的指导，从而实现生产控制；将环境数据、能耗数据、设备运行数据、质检结果数据、物流仓储数据以及人员、物料、工具的编码数据由制造资源向生产监控管理集成，为生产监控管理系统实现生产跟踪及生产监控提供了数据基础。7 核心业务集成 7.1 主数据集成架构 主数据集成是企业核心业务集成的基础。主数据集成涉及产品设计及工艺管理、企业经营管理、制造运行管理以及生产监控管理和制造资源，集成数据包括工艺主数据，如BOM、图纸、产品工艺；以及生产资源主数据，如机构主数据、人员主数据、物料主数据、设备主数据、仓库主数据。农机装备行业中较为通用的主数据集成方式是通过系统间点对点集成的方式实现。采用该方式构建的主数据集成架构如图3所示。图 3 主数据集成架构 全国团体标准信息平台T/CAAMM 1342021/T/NJ 12942021 6 注：除系统间点对点集成方式外，可采用企业服务总线ESB方式实现系统间数据集成，以PLM系统、ERP系统和MOM系统之间集成为例，附录A和附录B分别对ESB方式及点对点方式进行介绍。注：上述主数据集成方向仅作为集成建议，实际集成过程中可依据企业实际情况进行调整。例如若企业已上线了MOM系统且完成了人员、设备等各类数据的维护，在规划ERP系统时，从成本角度考虑可规划部分主数据由MOM向ERP集成。7.2 核心业务集成架构 核心业务集成是以生产、质量、物流、维护四大业务流程驱动，打通业务流程断点，提升协同作业，实现四大业务在各信息系统之间的贯通。农机装备智能工厂核心业务集成的集成架构如图4所示。图 4 核心业务集成架构 注：本标准关注生产、质量、物流、维护四大业务在不同信息