图 1 智能制造系统架构
1)生命周期
生命周期是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合。生命周期中各项活动相互关联、相互影响。不同行业的生命周期构成不尽相同。钢铁行业的生命周期主要是由钢铁产品的设计、钢铁生产(选矿-烧结-铁水-炼钢-精炼-热轧-冷轧)、钢铁物流、销售以及服务等一系列相关的价值创造活动组成。
2)系统层级
系统层级自下而上共五层,分别为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层。智能制造的系统层级体现了装备的智能化和互联网协议(IP)
- 5 -
化,以及网络的扁平化趋势。具体包括:
①设备层级包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等,是企业进行生产活动的物质技术基础;
②控制层级包括可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集与监视控制系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等;
③车间层级实现面向工厂/车间的生产管理,包括制造执行系统(MES)等;
④企业层级实现面向企业的经营管理,包括企业资源计划系统(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理系统(SCM)和客户关系管理系统(CRM)等;
⑤协同层级由产业链上不同企业通过互联网络共享信息实现协同研发、智能生产、精准物流和智能服务等。
图2 智能制造系统层级
3)智能功能
智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态等五层。
- 6 -
①资源要素包括设计施工图纸、产品工艺文件、原材料、制造设备、生产车间和工厂等物理实体,也包括电力、燃气等能源。此外,人员也可视为资源的一个组成部分。
②系统集成是指通过二维码、射频识别、软件等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源。由小到大实现从智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂,乃至智能制造系统的集成。
③互联互通是指通过有线、无线等通信技术,实现机器之间、机器与控制系统之间、企业之间的互联互通。
④信息融合是指在系统集成和通信的基础上,利用云计算、大数据等新一代信息技术,在保障信息安全的前提下,实现信息协同共享。
⑤新兴业态包括个性化定制、远程运维和工业云等服务型制造模式。 (3)智能制造标准体系结构
智能制造标准体系结构包括“A基础共性”、“B关键技术”、“C重点行业”等三个部分,主要反映标准体系各部分的组成关系。智能制造标准体系结构图如图3所示。
- 7 -
图3 智能制造标准体系结构
具体而言,A基础共性标准包括基础、安全、管理、检测评价和可靠性等五大类,位于智能制造标准体系结构图的最底层,其研制的基础共性标准支撑着标准体系结构图上层虚线框内B关键技术标准和C重点行业标准;BA智能装备标准位于智能制造标准体系结构图的B关键技术标准的最底层,与智能制造实际生产联系最为紧密;在BA智能装备标准之上是BB智能工厂标准,是对智能制造装备、软件、数据的综合集成,该标准领域在智能制造标准体系结构图中起着承上启下的作用;BC智能服务标准位于B关键技术标准的顶层,涉及到对智能制造新模式和新业态的标准
- 8 -