T/JQZN
T/JQZN 001-2026
嘉兴市机器人与智能装备协会 发布
前言
本标准按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》规定的进行起草.作为组织生产和检验产品的依据,其中的各项技术要求将随技术进步及产品的改进而修改.
本标准由嘉兴市机器人与智能装备协会提出
本标准由麒盛科技股份有限公司、嘉兴大学、嘉兴视联智能科技股份有限公司、天通智能装备有限公司、海宁红狮宝盛航空科技股份有限公司、天通日进精密技术有限公司、嘉兴一路帮机电技术服务有限公司负责起草.
良、习聪玲. 本标准主要起草人:蔡孝挺、杨国、陈斌、徐晓华、周毅、裴忠、吴式胜,雷燕红、潘嘉怡、袁嘉
本标准为首次发布.
1范围
内容. 本文件规定了数字化车间建设的总体要求、建设原则、建设内容和技术要求、实施流程、评价与改进等
本文件适用于数字化车间的规划、设计、建设、运行和优化.
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,仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
GB/T37393-2019数字化车间通用技术 GB/T20720.1-2019企业控制系统集成第1部分:模型和术语GB/T5226.1-2019机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件GB/T25485-2010工业自动化系统与集成制造执行系统(MES)功能体系结构GB/T38112-2019智能工厂通用技术要求 GB/T39116-2020智能制造能力成熟度模型GB/T37413-2019数字化车间术语和定义
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
3.1数字化车间Digitalworkshop
管理和服务等活动进行数据采集、传输、分析、优化和集成,实现计划、调度、质量、设备、能效等精细化、 以生产对象所要求的工艺和设备为基础,以信息技术、自动化技术、网络通信技术为手段,对车间生产、透明化、智能化管理的车间组织形式.
3.2信息物理系统Cyber-physicalsystem(CPS)
机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统. 通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术,构建了物理空间与信息空间中人、
3.3数字李生DigitalTwin
车间物理实体在虚拟信息空间的全要素数字化映射和实时同步模型,用于仿真、监控、诊断、预测和优化
3.4生产运营管控中心ProductionOperationControlCenter
基于数据可视化技术,对车间生产、设备、质量、能源、物流等核心业务进行集中监控、统一调度与协同指挥的物理场所和信息系统.
3.5数据采集与监控系统SupervisoryControlandData Acquisition(SCADA)
与异常报警的系统. 通过对生产过程中关键变量的实时采集、传输和分析,实现对设备运行状态、工艺参数的远程监控
3.6预测性维护Predictive Maintenance
基于设备运行数据与多传感器监测信息(振动、温度等),通过算法模型预测设备故障并提前维护的技术手段.
4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)ERP:企业资源计划(Enterprise Resource Planning)MES:制造执行系统(Manufacturing Execution System)SCM:供应链管理(Supply Chain Management) RCS:机器人控制系统(Robotic ControlSystem)QMS:质量管理系统(Quality Management System)SCADA:数据采集与监控系统(Supervisory Control and Data Acquisition)
5建设要求
5.1总体要求
数字化车间建设应以提升车间综合绩效(质量、效率、成本、柔性、安全、环保)为目标并满足以下要求:
战略性:与企业总体发展战略和智能制造规划相协同系统性:注重物理系统、信息系统、组织管理的整体规划与协同.集成性:实现设备、系统、数据、业务和人员的有效集成. 可靠性:确保网络、数据、系统和生产过程的稳定、安全与可靠.可扩展性:采用模块化、开放性架构,便于未来功能扩展和技术升级.经济性:注重投资回报,分步实施,务求实效.
5.2建设原则
统筹规划,分步实施:应基于企业战略和实际需求进行顶层设计,明确阶段性目标和建设内容,分阶段、分模块稳步推进,确保系统间的兼容性与可扩展性.数据驱动,智能决策:以数据作为核心生产要素,打通数据流,实现数据的自动采集、实时流动标准先行,安全为基:优先采用或指定统一的数据、接口、通信和安全标准.将网络安全、数据 和深度挖掘,利用数据模型与分析工具支持生产优化与科学决策.安全、功能安全贯穿全过程.人机协调,持续改进:重视人员在数字化系统中的核心作用,构建人机友好的交互环境.建立基于数据的持续优化与改进机制.
5.3建设内容与技术要求
5.3.1基础设施层
网络设施:应采用工业以太网、5G、Wi-Fi6等技术,实现生产设备、传感单元、控制系统、移动终端的可靠互联.通过工业防火墙或边缘计算节点实现IT网络与OT网络的互联与安全隔离,关 键设备数据采集延迟≤100ms.计算与存储设施:根据需求配置边缘计算节点、本地服务器或部署私有/混合云平台,提供足够的计算和存储资源.关键业务数据应建立异地备份机制,存储容量满足至少3年数据留存需求.物理环境:车间布局应适应柔性化生产需求,为AGV、机器人等智能装备提供无障碍运行条件, 具备必要的环境监控(温湿度、粉尘)能力.
5.3.2智能装备层
数字化设备:选用自带数据接口(如OPC UA、MTConnect、ModbusTCP、TCP/IP)的生产设备或智能传感器与检测设备,支持设备状态、工艺参数、产量、报警信息的自动采集.老旧设备数字化改造:对不具备通信能力短期又无法替换的设备,通过增加智能传感器、工业网精益物流装备:应用AGV/RGV、智能输送线、自动化立体仓库等智能物流设备,实现物料精准配送 关等方式进行数字化改造,实现设备状态和数据采集.和追潮.
5.3.3车间信息系统
制造执行系统(MES):应实现生产计划排程与下发、作业指导书电子化、生产过程实时监控、物料跟踪、质量管理、设备管理、绩效分析等核心功能.MES需与ERP、PDM及底层自动化系统集成,确保工单下达至生产完工的信息传递全自动,无需人工干预.生产现场的准确、自动下发.精度误差应≤5%,环.息,构建预测性维护模型,实现设备故障预警准确率≥90%.
数据采集与监控系统(SCADA):实现对生产线上关键设备与工艺参数的集中监视与控制.产品生命周期管理(PLM)/计算机辅助工艺过程(CAPP)集成:实现产品设计数据、工艺数据向车间数字李生:可构建车间物理模型与车间物理实体的虚拟映射,用于仿真、模拟和优化,模型质量管理系统QMS:实现质量标准管理、在线/离线检验数据采集、SPC分析、质量追潮与改进闭设备管理与预测性维护系统:建立设备电子档案,基于设备运行数据与振动、温度等多传感器信
5.3.4信息化框架设计
建设方法:宜采用以下方法对数字化车间建设的信息化框架进行设计并建立数字化模型: 计算机集成制造开放系统体系结构(CIM-OSA)方法:集成的信息系统体系构成(ARIS)方法:ICAM分析(IDEF)方法:决策活动关联图(GRAI)/GIM方法:集成化企业建模(IEM)方法: 企业资产管理(EAM)方法.信息化架构:数字化智能柔性生产线的信息化架构包括基础平台层、数据库层、功能层等.基础平台层设计:包括软件(如CAD、PDM、ERP、CAPP、MES等)、硬件(如计算机、传感器)及公共服务(如接口标准、信息安全),公共服务需满足GB/T22239-2019《信息安全技术网络安 全等级保护基本要求》.数据库层设计:包括设计类、工艺类、试验类、制造类、管理类数据及数据标准体系库,数据分类应符合GB/T33745-2017《信息技术数据分类指南》.功能层设计:包括工厂布局、产品设计、工艺规划、生产仿真、虚拟装配、实验验证.生产管理层设计:宜包括生产任务管理、工序计划与派工管理、领料与投料管理、生产过程管 理、检验过程管理、原材料及产品库存管理,关键工序管理应实现全流程可追潮,追溯精度至单个产品或批次.
5.3.5系统安全设计
5.3.5.1数字化车间安全要求