TNJ 1295-2021 农机装备 智能工厂通用集成模型应用指南.pdf

ICS 35.240.50 CCS L67 T/CAAMM 1352021/T/NJ 12952021 团体标准团体标准 农机装备 智能工厂通用集成模型 应用指南 Application guide for 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 1352021/T/NJ 12952021 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 1352021/T/NJ 12952021 1 农机装备 智能工厂业务通用集成模型应用指南 1 范围 本文件规定了农机装备行业智能工厂通用集成模型中资源数据集成、核心业务集成和管理优化集成的应用目标、技术方法以及实施内容。本文件适用于农机装备行业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。T/NJ XXXX202X/T/CAAMM XXXX202X 农机装备 智能工厂业务通用集成模型 GB/T 37393-2019 数字化车间 通用技术要求 3 缩略语 下列缩略语适用于本文件。CAD 计算机辅助设计（Computer Aided Design）DNC 分布式数控（Distributed Numerical Control）ERP 企业资源规划（Enterprise Resource Planning）MOM 制造运行管理（Manufacturing Operation Management）OEE 设备综合效率（Overall Equipment Effectiveness）PDCA 计划、执行、检查、处理（Plan、Do、Check、Act）PDM 产品数据管理（Product Data Management）PLM 产品生命周期管理（Product Lifecycle Management）RFID 射频识别（Radio Frequency Identification）4 资源数据集成应用 4.1 应用目标 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。4.2 技术方法 全国团体标准信息平台T/CAAMM 1352021/T/NJ 12952021 2 农机装备行业智能工厂资源数据集成重点关注控制设备与现场设备之间的通信的集成，可采用的通信方式符合GB/T 37393-2019中的定义。4.3 实施内容 4.3.1 网络规划 4.3.1.1 调研企业网络及通信基础设施建设及规划情况，如企业机房建设、网络架构、网络类型、网络覆盖范围、网络安全等。4.3.1.2 对网络及通信设施建设进行需求分析规划，可采用网络架构图形式进行规划说明。附录A为某农机装备企业网络架构图。4.3.1.3 对企业网络进行IP规划。4.3.1.4 确认企业建立有线或者无线的工厂网络，形成集成化的车间联网环境，建设符合安全要求及功能要求的机房，为各控制系统及信息系统的服务器提供良好运行环境。4.3.1.5 采取必要的手段加强数据安全管理，保护企业工业数据安全，如进行容灾备份。4.3.2 智能装备建设 4.3.2.1 调研企业智能装备应用及规划情况，包括调研农机装备企业加工装备应用情况，如数控机床、焊接机器人、装配机器人、带自动控制的涂装产线等；调研智能物流装备应用情况，如立体料库、AGV等；检验设备的应用情况，如三坐标测量仪、整机试验平台等；调研传感器的应用情况，如温湿度传感器、噪音传感器、智能水电表等；调研智能化标识及识别手段的应用情况，如RFID、条码扫描等的应用，同时调研上述标识与识别技术应用在哪些生产资源中，如人员、物料、工辅具、刀具、托盘等。4.3.2.2 调研企业各智能装备已采用或规划采用的控制手段。4.3.2.3 对企业各设备进行唯一标识管理，明确企业各装备的联网需求和联网能力，明确各类装备数据采集参数及接口要求，对于缺少控制层系统且没有自动化能力，但确实存在联网需求的装备，可考虑采取对接口进行定制化开发的方式实现资源数据集成。4.3.3 集成实施 4.3.3.1 对需实现生产监控的数据范围进行明确，如设备运行数据、环境数据、能源消耗数据、自动化检验设备的质量检验数据、物料编码数据、人员编码数据等。4.3.3.2 对需要实现生产监控的数据进行唯一性标识管理，借助数字化手段实现各类现场数据的采集，如设备运行数据、质检数据、物流跟踪数据、环境数据、能耗数据、人员编码、设备编码等。4.3.3.3 生产监控管理通过与装备层接口获得现场数据，将现场数据与工序任务数据进行绑定，可对现场数据进行展示，对异常信息及时发出提示或报警，实现生产过程可视化。5 核心业务集成应用 5.1 应用目标 核心业务集成以生产、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、全国团体标准信息平台T/CAAMM 1352021/T/NJ 12952021 3 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 技术方法 农机装备行业智能工厂核心业务集成主要涉及信息系统之间的集成，可采用如下集成技术：a）采用基于服务的标准接口方式进行集成，如Web Service。参与集成的信息系统利用Web Service提供通用格式数据的公用服务。b）采用数据库连接方式进行集成，用于大量结构化数据的跨系统查询、重组和分析。c）采用文件方式进行集成，用于多媒体数据的集成。5.3 实施内容 5.3.1 信息系统建设 5.3.1.1 对企业信息化系统建设及规划情况进行调研，包括调研企业建设的信息化系统清单，如MOM系统，ERP系统，DNC系统，CAD系统，PLM系统等。5.3.1.2 对企业各信息化系统已经实现或规划实现的功能范围进行调研，如MOM中实现了生产管理、物流管理、质量管理、工辅具管理等。5.3.1.3 对企业各信息化系统的接口进行调研，了解各系统是否开放接口，是否为标准接口以及采用的接口类型，如功能或接口无法满足集成要求，需提出功能完善规划或接口开发规划。5.3.2 集成实施 5.3.2.1 梳理企业的生产管理、物流管理、质量管理及设备维保管理各业务流程。5.3.2.2 基于企业业务流程管理需求确认各管理体系之间的集成接口，并对集成接口进行设计，如规定各接口的接口定义、数据方向、输入项、输出项，明确集成接口集成的业务数据等。5.3.2.3 进行集成接口开发，并完成测试，包括接口通信测试及接口业务测试。接口通信测试用于测试集成接口能否进行数据通信，测试系统间接口数据传输的可行性及可靠性；接口业务测试用于测试集成接口能否按规划设计进行业务数据的交互。6 管理优化集成应用 6.1 应用目标 管理优化集成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，提供管理决策依据。6.2 技术方法 管理优化集成关注企业质量、效率、个性化生产多方面的管理改善，建立在资源数据集成及核心业务集成已完成，且已积累了大量的运行数据的基础上。技术方法包括：a）采用先进的管理理念指导企业管理改善，如采用精益生产理念指导企业降本增效、采用六西格玛管理理念引导企业质量改进，指导企业发现问题，持续改进。全国团体标准信息平台T/CAAMM 1352021/T/NJ 12952021 4 b）建立车间运行的关键绩效指标体系，如设备OEE、产品加工合格率等，对车间运行的状态进行计算、分析和评价，用以对管理优化效果进行评估。c）采用PDCA循环，实现优化目标。6.3 实施内容 6.3.1 计划 6.3.1.1 基于生产过程中积累的大量运行数据分析企业生产瓶颈，明确关键问题，确定农机装备企业需要进行优化的方面，如质量、效率、个性化生产。6.3.1.2 制定企业可量化的优化评估指标，并制定优化目标，如提高成品检验合格率至某个百分比。6.3.1.3 明确时间周期，指定负责人员及执行团队，由执行团队对管理优化目标可行性分析及风险评估，完善优化目标。6.3.2 执行 6.3.2.1 参考T/NJ XXXX202X/T/CAAMM XXXX202X 农机装备 智能工厂业务通用集成模型中第8章管理优化集成章节中所列条款，制定详细的执行方案，包括所涉及优化的方面，各方面所涉及的部门、车间、产线，具体的执行步骤，并对执行后优化预期进行评估。6.3.2.2 依据执行方案进行具体运作，运作过程中需保证方案可被正常推进。6.3.2.3 方案推进过程中，可进行适当地调整以保证实施质量，但应尽可能控制调整的幅度以保障方案推进的时效及效率。6.3.3 检查 6.3.3.1 总结方案推进的结果，分析采取的各项措施带来的变化。6.3.3.2 分析方案中各措施带来的效果及存在的不足，找出问题。6.3.4 处理 6.3.4.1 对总结检查的结果进行处理，对成功的经验加以肯定，并予以标准化。6.3.4.2 对于失败的教训进行总结，并在后续优化过程中进行规避。6.3.4.3 判断是否达成了计划阶段规划的优化目标，若已达成，则优化完成，PDCA循环结束；若尚未完成或仍存在没有解决的问题，提交给下一个PDCA循环中去解决。全国团体标准信息平台T/CAAMM 1352021/T/NJ 12952021 5 附 录 A（资料性附录）某农机装备企业网络架构图 图A.1示出了某农机装备企业网络架构图。图A.1 某农机装备企业网络架构图 ERP系统作为上层信息系统，承担着企业管理和计划制定及执行的功效；CAD软件用于实现计算机辅助设计，CAE软件用于实现计算机仿真，设计数据及仿真数据可集成至PDM系统，由PDM系统进行统一管理；MOM系统与其他信息系统之间的交互采用通常的软件集成方案；各类控制系统承担着与底层设备之间的网络通讯与数据自动采集的功能以及与上层信息系统之间的指令传递与信息反馈的功能，是MOM系统与现场设备之间信息沟通的桥梁。该企业通过该网络架构，能够实现各种软硬件的集成，能够实现自上而下的信息下达和自下而上的数据采集。全国团体标准信