T_GDPIA 11-2020 数字化工厂 改性塑料制造 功能架构.docx
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1、T/GPDPIA112020目次前言.21范围.32规范性引用文件.33术语和定义.34缩略语.45基于订单流程的功能模块.55.1总则.55.2功能层次的定义.56系统层结构.66.1系统管理层.66.2应用管理层.66.3设备控制层.77程序处理.77.1客户需求.77.2前期研发.87.3订单计划.97.4物料计划.107.5物流管理.117.6生产控制.141T/GPDPIA112020数字化工厂改性塑料制造功能架构1范围本标准规定了数字化工厂改性塑料制造基于订单流程的功能模块、系统层结构、程序处理、和工业网络系统集成的一般性要求。本标准适用于数字化工厂改性塑料制造设计、建设、改造、管
2、理运行及系统升级。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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/T19659.1-2005工业自动化系统与集成开放系统应用集成框架第1部分:通用的参考描述GB/T20720.1-2006企业控制系统集成第1部分:模型和术语GB/T22270.2-2012工业自动化系统与集成测试应用的服务接口第2部分:资源管理服务接口GB/T22270.3-2015工业自动化系统与集成测试应用的服务接口第3部分:虚拟设备服务接口GB/T25485-2010工业自动化系统与集成制造
3、执行系统功能体系结构GB/T25488-2010网络化制造系统集成模型GB/T26335-2010工业企业信息化集成系统规范GB/T26327-2010企业信息化系统集成实施指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化工厂digitalworkshop利用数字化定量表述、存储、处理和控制方法,用数据连接改性塑料生产制造过程的不同单元,对改性塑料生产进行规划、协同、管理、诊断和优化,实现改性塑料制造的高效率、低成本、高质量的物理车间组织。3.2改性塑料modifiedplastic以初级形态树脂为主要成分,以能改善树脂在力学、流变、燃烧性、电、热、光、磁等某一方面或某几个方面性能的添
4、加剂或其他树脂等为辅助成分,通过填充、增韧、共混、合金化等技术手段,得到的具有均一外观的材料。GB/T2035-2008,定义2.1147,有修改3.3功能架构functionalframework3T/GPDPIA112020为实现某种制造目的的若干活动的组,包括营销、研发、制造、采购、物流等具体目的的活动架构。3.4资源resource企业实体,它提供执行企业活动和/或业务过程所需的一些或所有的能力(在本部分的内容中,是人员、设备、和/或物料的集合)。3.5公用数据publicdata企业在企业活动中产生的信息,除了对于产生信息的活动有影响外,还对其他活动产生一定的影响(在本部分的内容中,
5、是对于“营销、研发、制造、采购、物流”等活动有部分或全部影响的信息)。3.6物料清单billofmaterial所有组装件、零件和/或生产一种产品所用物料的清单,包括制造一种产品所需要的每种物料的数量(在本部分的内容中,是指产品牌号的配方,包含每个构成产品的原材料名称和其质量的百分比等)。3.7企业管理系统enterprisemanagementsystem能够帮助企业实现企业活动(如决策、计划、资源管理、订单管理、采购、物料、生产等)管理,并且能够提供实时、准确、完整的数据,为管理者提供决策依据、帮助企业提高工作效率的一种软件(在本部分的内容中,是指企业资源计划ERP、客户关系管理CRM、产
6、品生命周期管理PLM、物流管理系统WMS、制造执行系统MES等)。3.8牌号grade改性塑料产品,由确定的配方和工艺制成,符合客户要求的品质标准的塑料产品的代码。3.9制样sample改性塑料牌号的样品制作,符合其配方、工艺和品质标准的要求,供客户前期认证和使用。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CRM:客户关系管理(CustomerRelationshipManagement)PLM:产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)CFD:计算流体力学(ComputationalFluidDynamics)LIMS:实验室信息管理系统(LaboratoryInform
7、ationManagementSystem)ERP:企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)MRP:物资需求计划(MaterialRequirementPlanning)MES:制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)WMS:仓库管理系统(WarehouseManagementSystem)4T/GPDPIA112020AGV:自动导引小车(AutomatedGuidedVehicle)SCADA:数据采集与监视控制系统(SupervisoryControlAndDataAcquisition)PLC:可编程逻辑控制器(Program
8、mableLogicController)HMI:人机接口(HumanMachineInterface)RFID:射频识别(RadioFrequencyIdentification)AOI:自动光学检测(AutomaticOpticInspection)RPC:远程过程调用(RemoteProcedureCalling)SOA:面向服务的架构(Service-OrientedArchitecture)5基于订单流程的功能模块5.1总则改性塑料行业数字化工厂系统集成的特点,按照“客户定制、前期验证、订单生产、全程数字化”定义功能架构,对企业管理系统的客户需求、前期研发、订单计划、物料计划、生产控
9、制、物流管理等功能模块进行集成,同时通过应用管理层以及工业网络,实现对数字化工厂的订单从开始到完成的全要素集成和功能层的划分。5.2功能层次的定义改性塑料制造数字化车间集成系统的功能模块架构由系统管理层、应用管理层(分为研发管理、生产管理、物流管理三个部分)和设备控制层三个不同层次模块构成。数字化工厂系统业务流程模型图见图1。注:本标准参考了GBT26335-2010工业企业信息化集成系统规范对企业信息集成的层次划分,同时参考了GBT26327-2010企业信息化系统集成实施指南的相关内容,并结合功能塑料行业特点,给出了该功能层次的描述。5T/GPDPIA11202016系统管理层CRMPLM
10、ERPWMS11CFDLIMS1415MES系统应用管理层工艺仿真研发项目管理检测数据管理研发数据管理生产调度生产分派操作管理生产统计生产跟踪数据采集仓储管理物流管理物流管理研发管理生产管理设备控制层1213电子标签PLC电子看板智能仪表SCADAHMI图1数字化工厂系统业务流程模型图6系统层结构6.1系统管理层改性塑料制造数字化车间集成系统管理层按企业资源和功能管理需要可分为:客户关系管理(CRM)、产品生命周期管理(PLM)、企业资源计划(ERP)、仓库管理系统(WMS)和制造执行系统(MES)等功能模块。6.2应用管理层6.2.1概述改性塑料制造数字化车间集成应用管理层系统按生产产品过程
11、所需要的各类功能和任务管理可分为:研发管理、生产管理和物流管理三大功能模块,实现研发、设计、制造、采购、物流等功能和任务管理。应用管理层功能模块结构图如图2所示。6.2.2研发管理功能模块研发管理功能模块包括:工艺仿真、研发项目、研发数据、检测数据等管理功能模块。6T/GPDPIA1120206.2.3生产管理功能模块生产管理功能模块包括:调度、分派、监控、统计等功能功能模块。6.2.4物流管理功能模块物流管理功能模块包括:仓储管理(如原材料、半成品、成品)、物流管理(如出入库管理)功能模块。图2应用管理层结构示意图6.3设备控制层产品生产过程中生产设备的感知、监控与控制的管理,主要包括检测系
12、统、控制系统、工业网络、机电设备,检测系统数据采集和生产监控的射频识别(RFID)、条码识别、自动光学检测仪(AOI)、数据采集与监视控制系统(SCADA);控制系统包括工控机、工控机、可编程逻辑控制器(PLC)、变频控制器等;工业网络包括工业以太网、现场总线等软硬件;机电设备包括物料输送、混合、挤出加工、切粒成型、包装等等过程加工设备。7程序处理7.1概述改性塑料制造数字化车间集成管理系统通过CRM系统、PLM系统、ERP系统、MES系统以及工业网络系统来实现其系统功能程序处理,并完成各层次的信息集成,实现了客户需求(输入)到交付客户(输出)的完整流程。各层次信息流的编号及关系见表1所示。功
13、能模块包括客户需求、前期研发、订单计划、物料计划、物流管理、生产控制。7信息流编号功能模块内部系统交互信息I1:材料信息I2:应用信息I3:订单信息O3:材料牌号O17:产能交期O5:工艺信息O6:配方信息O3:材料牌号O5:工艺信息O6:配方信息O12:工艺包O13:BOM信息O12:工艺包O13:BOM信息O7:原材料信息O8:产能信息O17:产能交期O12:工艺包O13:BOM信息O14:产品牌号O17:产能交期O19:生产订单进度O20:生产产量O21:生产时间O18:生产原材料需求信息O27:原材料采购到货信息O28:成品发货交付信息11O24:原材料库存O25:成品库存12O30:
14、生产指令O31:物料数据O32:工艺数据13O33:生产进度O34:工艺、设备运行情况O35;生产统计数据O36:品质数据O37:异常报警14O23:原材料配送15O22:成品入库16O29:成品发货交付T/GPDPIA112020表1信息流编号表7.2客户需求改性塑料行业具有订单式生产的特点,在系统集成功能架构中,CRM系统将客户录入或者从客户收集的产品需求信息储存、整理、评审,作为数字化工厂功能架构模型的最初输入(表1信息流),客户需求信息将由CRM系统进行接收和处理,一部分信息通过企业数据总线(ESB)传递给PLM系统,进行工艺研发和BOM研发,形成产品技术先期研发信息(表1信息流),同
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