离散智能工厂的架构设计需要综合考虑目前国际和国内的相关标准体系,智能工厂架构主要从1标准4应用来进行设计,主要包括:
标准:智能制造系统架构;
应用:业务架构、软件架构、数据交互集成架构和应用复制扩展架构。
智能制造系统架构(标准)
关于智能制造系统架构(标准)不是某个企业自己可以进行设计的,我们还是给大家梳理一下目前国内外的智能制造系统架构,这也是我们设计后续架构的依据。
美国智能制造系统现行标准体系(3个维度)
1、产品生命周期
相关标准主要包括设计、工艺设计、生产工程、制造、使用和服务、报废和回收。涉及到的系统包括CAD、CAE、CAPP、CAM、PLM和质量管理等,在这些系统规划、建设过程中,需参考相关标准执行。
2、生产组织管理
相关标准主要包括生产系统、工厂、车间、设备等。生产组织管理主要描述如何建设一个生产系统,包括设计、构建、调试、运维、退役和回收。设计主要指工厂、车间、产线设计等。仿真主要通过建立物理工厂的虚拟三维模型,仿真工厂实际运行情况,根据仿真结果提出工位布局、物流、生产计划等的优化建议。
3、商业
主要是供应链相关标准,主要包括采购、制造、交付、退回等。
德国工业4.0参考模型(3个维度)
1、全层级工业系统
在IEC 62264企业系统层级架构的标准基础之上(该标准是基于普度大学的ISA-95模型,界定了企业控制系统、管理系统等各层级的集成化标准),补充了产品或工件的内容,并由个体工厂拓展至“连接世界”,从而体现工业4.0针对产品服务和企业协同的要求。
2、信息物理系统的核心功能
以各层级的功能来进行体现。具体来看,资产层是指机器、设备、零部件及人等生产环节的每个单元;集成层是指对一些传感器和控制实体等;通信层是指的是专业的网络架构等;信息层是指对数据的处理与分析过程;功能层是企业运营管理的集成化平台;商业业务层是指各类商业模式、业务流程、任务下发等,体现的是制造企业的各类业务活动。
3、全生命周期价值链
以产品全生命周期视角出发,描述了以零部件、机器和工厂为典型代表的工业要素从虚拟原型到实物的全过程。具体体现为三个方面:一是基于IEC 62890标准,将其划分为模拟原型和实物制造两个阶段。二是突出零部件、机器和工厂等各类工业生产部分都要有虚拟和现实两个过程,体现了全要素“数字孪生”特征。三是在价值链构建过程中,工业生产要素之间依托数字系统紧密联系,实现工业生产环节的末端链接。此处我们以机器设备为例,虚拟阶段就是一个数字模型的建立包含了建模与仿真。在实物阶段主要就是实现最终的末端制造。