智慧型製造是基於先進製造技術與新一代資訊科技深度融合,貫穿於設計、生產、管理、服務等產品全生命週期,具有自感知、自決策、自執行、自適應、自學習等特徵,旨在提高製造業質量、效率效益和柔性的先進生產方式。
一、智慧型製造系統架構
智慧型製造是基於先進製造技術與新一代資訊科技深度融合,貫穿於設計、生產、管理、服務等產品全生命週期,具有自感知、自決策、自執行、自適應、自學習等特徵,旨在提高製造業質量、效率效益和柔性的先進生產方式。
智慧型製造系統架構從生命週期、系統層級和智慧型特徵等3個維度對智慧型製造所涉及的要素、裝備、活動等內容進行描述,主要用於明確智慧型製造的標準化物件和範圍。智慧型製造系統架構如圖1所示。
1.生命週期
生命週期涵蓋從產品原型研發到產品**再製造的各個階段,包括設計、生產、物流、銷售、服務等一系列相互聯絡的價值創造活動。生命週期的各項活動可進行迭代優化,具有可持續性發展等特點,不同行業的生命週期構成和時間順序不盡相同。
(1)設計是指根據企業的所有約束條件以及所選擇的技術來對需求進行實現和優化的過程;
(2)生產是指將物料進行加工、運送、裝配、檢驗等活動創造產品的過程;
(3)物流是指物品從**地向接收地的實體流動過程;
(4)銷售是指產品或商品等從企業轉移到客戶手中的經營活動;
(5)服務是指產品提供者與客戶接觸過程中所產生的一系列活動的過程及其結果。
2.系統層級
系統層級是指與企業生產活動相關的組織結構的層級劃分,包括裝置層、單元層、車間層、企業層和協同層。
(1)裝置層是指企業利用感測器、儀器儀表、機器、裝置等,實現實際物理流程並感知和操控物理流程的層級;
(2)單元層是指用於企業內處理資訊、實現監測和控制物理流程的層級;
(3)車間層是實現面向工廠或車間的生產管理的層級;
(4)企業層是實現面向企業經營管理的層級;
(5)協同層是企業實現其內部和外部資訊互聯和共享, 實現跨企業間業務協同的層級。
3. 智慧型特徵
智慧型特徵是指製造活動具有的自感知、自決策、自執行、 自學習、自適應之類功能的表徵,包括資源要素、互聯互通、 融合共享、系統整合和新興業態等 5 層智慧型化要求。
(1)資源要素是指企業從事生產時所需要使用的資源 或工具及其數位化模型所在的層級;
(2)互聯互通是指通過有線或無線網路、通訊協議與 介面,實現資源要素之間的資料傳遞與引數語義交換的層 級;
(3)融合共享是指在互聯互通的基礎上,利用雲計算、 大資料等新一代資訊通訊技術,實現資訊協同共享的層級;
(4)系統整合是指企業實現智慧型製造過程中的裝備、 生產單元、生產線、數位化車間、智慧型工廠之間,以及智慧型 製造系統之間的資料交換和功能互連的層級;
(5)新興業態是指基於物理空間不同層級資源要素和 數字空間整合與融合的資料、模型及系統,建立的涵蓋了認知、診斷、**及決策等功能,且支援虛實迭代優化的層級。
二、智慧型製造標準體系結構
智慧型製造標準體系結構包括「a基礎共性」、「b關鍵技術」、「c行業應用」等3個部分,主要反映標準體系各部分的組成關係。智慧型製造標準體系結構圖如圖2所示
具體而言,a基礎共性標準包括通用、安全、可靠性、檢測、評價、人員能力等6大類,位於智慧型製造標準體系結構圖的最底層,是b關鍵技術標準和c行業應用標準的支撐。b關鍵技術標準是智慧型製造系統架構智慧型特徵維度在生命週期維度和系統層級維度所組成的製造平面的投影,其中ba智慧型裝備標準主要聚焦於智慧型特徵維度的資源要素,bb智慧型工廠標準主要聚焦於智慧型特徵維度的資源要素和系統整合,bc智慧型**鏈對應智慧型特徵維度互聯互通、融合共享和系統整合,bd智慧型服務對應智慧型特徵維度的新興業態,be智慧型賦能技術對應智慧型特徵維度的資源要素、互聯互通、融合共享、系統整合和新興業態,bf工業網路對應智慧型特徵維度的互聯互通和系統整合。c行業應用標準位於智慧型製造標準體系結構圖的最頂層,面向行業具體需求,對a基礎共性標準和b關鍵技術標準進行細化和落地,指導各行業推進智慧型製造。
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