【国内外标准资讯】国际主流智能制造参考架构模型介绍(四)——中国

●中国智能制造系统架构
2015年,工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合发布的《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》中,从生命周期、系统层级、智能功能等3个维度建立了智能制造标准体系参考模型(见图1),主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究。智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成。
图1智能制造系统架构
(1)生命周期维度: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。
(2)系统层级维度: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)化,以及网络的扁平化趋势。
a)其中设备层级是制造的物质技术基础,它包括传感器、仪器仪表、条码、视频识别、机械、机器、装置等。
b)在控制层级中,各种类型的控制系统被囊括在一起,它包括可编程逻辑控制器(plc)、监视控制与数据采集系统(scada)、分布式控制系统(dcs)、和现场总线控制系统(fcs)等。
c)第三层的车间层级体现了面向工厂和车间的生产管理,它包括制造执行系统(mes)等。mes又进一步包括工厂信息管理系统(pims)、先进控制系统(apc)、历史数据库、计划排产、仓储管理等。
d)第四层的企业层级是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(cpm)等。
e)协同层是智能制造相对传统制造的一个新的特点,它体现了企业之间的协作过程,它是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。协同层超出了传统企业的范畴,包括产业链上下游,以及大型企业的不同子公司等,通过互联网进行全方位的协同和信息分享。
(3)智能功能维度: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。特别地,以互联互通为目标的工业互联网作为一个重要的基础支撑,实现了物理世界和信息世界融合,与世界广泛讨论的信息物理系统(cps)不谋而合。
a)资源要素包括设计施工图纸、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,人员也可以视为资源的一个组成部分。
b)系统集成是指通过二维码、视频识别、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。
c)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。