智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過(guò)生命周期、系統(tǒng)層級(jí)和智能功能三個(gè)維度構(gòu)建完成,主要解決智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和框架的建模研究。
1.生命周期
生命周期是由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)組成的鏈?zhǔn)郊稀I芷谥懈黜?xiàng)活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡相同。
2.系統(tǒng)層級(jí)
系統(tǒng)層級(jí)自下而上共五層,分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。智能制造的系統(tǒng)層級(jí)體現(xiàn)了裝備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)化,以及網(wǎng)絡(luò)的扁平化趨勢(shì)。具體包括:
(1)設(shè)備層級(jí)包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識(shí)別、機(jī)器、機(jī)械和裝置等,是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ);
(2)控制層級(jí)包括可編程邏輯控制器(PLC)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)等;
(3)車間層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向工廠/車間的生產(chǎn)管理,包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等;
(4)企業(yè)層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理,包括企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM)和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)等;
(5)協(xié)同層級(jí)由產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流和智能服務(wù)等。
3.智能功能
智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層。
(1)資源要素包括設(shè)計(jì)施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實(shí)體,也包括電力、燃?xì)獾饶茉?。此外,人員也可視為資源的一個(gè)組成部分。
(2)系統(tǒng)集成是指通過(guò)二維碼、射頻識(shí)別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實(shí)現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠,乃至智能制造系統(tǒng)的集成。
(3)互聯(lián)互通是指通過(guò)有線、無(wú)線等通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。
(4)信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上,利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù),在保障信息安全的前提下,實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享。
(5)新興業(yè)態(tài)包括個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。