路径: 主页 > GB/T > 第380页 > GB/T 45387-2025 | 标准编号 | GB/T 45387-2025 (GB/T45387-2025) | | 中文名称 | 离散型智能工厂管控一体化集成参考模型 | | 英文名称 | Management-control integration reference model of discrete intelligent factories | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J07 | | 国际标准分类 | 35.240.50 | | 字数估计 | 22,214 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 10/1/2025 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 45387-2025: 离散型智能工厂管控一体化集成参考模型
ICS 35.240.50
CCSJ07
中华人民共和国国家标准
离散型智能工厂管控一体化集成参考模型
2025-03-28发布
2025-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 缩略语 2
5 离散型智能工厂管控一体化集成模型 2
5.1 离散型智能工厂管控一体化集成总体框架 2
5.2 智能工厂功能结构维度 3
5.3 智能工厂业务运行维度 4
5.4 制造供应链协同维度 5
6 管控一体化集成信息交互 5
6.1 纵向信息集成交互 5
6.2 横向信息集成交互 8
6.3 端到端信息集成交互 12
参考文献 15
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。
本文件起草单位:北京机械工业自动化研究所有限公司、重庆大学、浪潮工创(山东)供应链科技有
限公司、潍柴动力股份有限公司、吉林大学、华润江中制药集团有限责任公司、合肥国轩高科动力能源有
限公司、北京理工大学、山河智能装备股份有限公司、天合光能股份有限公司、北方自动控制技术研究
所、国能信控技术股份有限公司、江西佳时特数控股份有限公司、深圳亚士德科技有限公司、广东众大智
能科技有限公司、宁夏巨能机器人股份有限公司、大富科技(安徽)股份有限公司、中铁七局集团武汉工
程有限公司、深圳市盛鸿运科技有限公司、中科云谷科技有限公司、洛阳森德石化工程有限公司、重庆广
仁能源装备股份有限公司、北京天玛智控科技股份有限公司、南京首勤特种材料有限公司、欧亚高科数
字技术有限公司、杭州锐冠科技有限公司、浙江中扬立库技术有限公司、智威士(天津)技术有限公司、
深圳市欧米加智能科技有限公司、北京瑞太智联技术有限公司、湖南驰众机器人股份有限公司、杭州摩
科智能互联有限公司、绍兴中新电器有限公司、盛泰光电科技股份有限公司、惠州西文思技术股份有限
公司、福建坤华智能装备有限公司、冰山松洋压缩机(大连)有限公司、西安汉沣精密机械有限公司。
本文件主要起草人:李孝斌、王海丹、王凯、孙洁香、王少华、尹超、唐波、刘春宝、罗小荣、柴森春、
李爽、江沛、周彦、聂子临、司佳顺、杨孔华、何松泉、顾志峰、丁爱茹、温正坤、李志博、陈建萍、陈云、齐伟、
肖竞、吴喜鹏、杨辉、洪敏、马宝飞、程军强、赵一勋、陈小兵、王开胜、刘志军、邹攀、马捷、邵德夫、李小春、
黄都、刘会龙、朱春林、米路中、许煜、魏冠伟、赵金元、刘华、刘小华、吴志湘、黄启焜、刘玉环、冯珉。
离散型智能工厂管控一体化集成参考模型
1 范围
本文件提供了离散型智能工厂管控一体化集成模型,并规定了管控一体化信息交互的模型和接口。
本文件适用指导利益相关方进行离散型智能工厂管控一体化集成方案的规划设计,集成系统及接
口的开发和应用、管理和维护。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 20720.1-2019 企业控制系统集成 第1部分:模型和术语
3 术语和定义
GB/T 20720.1-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
智能工厂 inteligentfactory
利用智能物联、边缘计算、人工智能等新一代信息技术及先进信息系统加强信息、业务、流程的管理
和服务,支持生产过程数字化、智能化控制,构建高效节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。
[来源:GB/T 38129-2019,3.1.1,有修改]
3.2
通过对智能工厂各业务环节信息的处理、分析、优化、整合及综合利用,形成统一、协调的管控体
系,实现智能工厂生产计划、作业跟踪、设备运维等业务的协同控制与智能决策。
3.3
制造企业、制造系统、制造设备及人员间进行资料、数据、信息、技术知识的传递与交流活动。
3.4
同一功能层级上不同业务单元间或相同业务单元不同功能模块之间的信息共享与交互。
3.5
不同功能层级上业务单元间的上下游信息共享与集成交互。
3.6
围绕产品全生命周期,通过供应链上不同企业、用户间的资源整合,实现从产品设计、生产制造、物
流配送、使用维护的产品全生命周期信息流、物料流和资金流的管理和服务。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AR:增强现实(AugmentedReality)
I/O:输入/输出(Input/Output)
ID:身份识别(Identification)
MRO:维护维修运行(Maintenance,Repair&Operations)
NC:数字控制(NumericalControl)
5 离散型智能工厂管控一体化集成模型
5.1 离散型智能工厂管控一体化集成总体框架
离散型智能工厂管控一体化集成总体框架从多个维度描述离散智能工厂生产要素间的业务协作和
信息交互关系,包括智能工厂功能结构、智能工厂业务运行、制造供应链协同三个维度,见图1。
图1 离散型智能工厂管控一体化集成总体框架
5.2 智能工厂功能结构维度
5.2.1 通则
智能工厂功能结构由不同维度、不同粒度和不同功能应用的各类物理制造资源组成,主要包括制造
设备、自动化生产线、数字化车间,以及工业智能软件系统。
从智能工厂功能结构维度,应实现制造设备、自动化生产线、数字化车间及工业智能软件系统间的
纵向信息集成,支持从作业计划到生产执行的一体化管理与控制。
5.2.2 制造设备
离散智能工厂的制造设备包括产品加工、部装、总装及检验等生产工艺过程所需的硬件系统,包括:
---生产设备:智能工厂的核心物理资产,包括数控机床、柔性加工中心等,支持不同规格型号产品
的高效混流生产;
---检测设备:实现采购物料、生产过程、成品入库、包装发运等关键环节质量检验的设备,包括自
动化检测设备(如视觉检测)、型式与例行专用试验设备等,能提高产品生产过程检测精度和效
率,完成产品各性能测试、试验;
---物流设备:支持原材料、半成品、产成品等物料自动化运输的装置,包括立体仓库、自动导引运
输车(AGV)等,可显著提升物料、半成品及产成品等分拣和配送效率;
---智能传感设备:感知生产过程状态、获取生产运行海量数据的基础设施,包括仪器仪表、无线射
频识别装置、各类传感器等。
5.2.3 自动化生产线
智能工厂应利用工业以太网、工业5G、现场总线等统一通信架构和协议,实现智能加工、智能检测、
智能物流、智能传感等各类制造设备间的柔性化成组运行与生产控制。
5.2.4 数字化车间
智能工厂应通过DNC、MDC等系统的实施和应用,在实现一条或多条自动化生产线集成运行的同
时,支持生产线运行数据的实时采集、传输、关联分析与智能控制,包括生产进度数据、生产质量数据、设
备运行参数、生产能耗数据等。
5.2.5 工业智能软件系统
智能工厂应围绕工艺设计、经营管理、生产制造和运维服务等关键业务环节,开展相应信息技术及
其系统的集成应用,以支持协同化设计仿真、精益化经营管理、智能化生产加工、网络化运维服务等业务
的协同管理以及分析决策。
5.3 智能工厂业务运行维度
5.3.1 通则
智能工厂业务运行维度主要描述智能工厂所涉及的业务活动以及支撑业务活动协同运行的系统组
成,主要包括研发设计、经营管理、生产制造和运维服务四大核心业务活动以及相应的软件系统。从智
能工厂业务运行维度,应优化研发设计、经营管理、生产制造和运维服务四大业务域的业务流程,实现横
向信息集成,并支持业务的一体化协同管控。
5.3.2 研发设计业务
智能工厂在接到客户的个性化订单后进行产品三维建模、定制化变型设计、设计仿真分析、工艺路
线规划、加工过程仿真分析等业务,以匹配生产设备、自动化生产线的加工要求。
支撑研发设计业务一体化管控的软件系统以PLM 系统为核心,包括三维CAD、工艺仿真软件
等,旨在支持产品研发、工艺设计等业务活动的协同以及所产生业务数据的管理、分析、优化与决策,进
而提升设计效率和质量。
5.3.3 生产制造业务
智能工厂在产品生产过程中所涉及的生产作业管理、生产进度跟踪、生产质量检验、自动数控编程
与加载、产品包装入库等业务,实现产品生产过程的透明化、智能化管控。
支撑生产制造业务一体化管控的软件系统以 MES系统为核心,包括QMS系统、WMS系统等,旨
在支持生产作业、生产质量、生产物流等业务活动的信息交互与协同应用,以及生产进度、工艺参数、加
工质量等各类生产数据的管理分析与决策利用,提高产品生产质量及效益。
5.3.4 运维服务业务
智能工厂在设备运维过程中所涉及的生产设备资产管理、设备运行/保养/大修/维修管理等业务活
动,以实现各类生产设备的运行实时监控与智能运维服务。
支撑运维服务业务一体化管控的软件系统以 MRO系统为核心,包括VR/AR示教系统、远程运维
系统等,通过综合分析、利用生产设备运行过程中所产生的振动、噪声、能耗、报警等信息,实现生产设备
的智能预测性运维,提升设备使用寿命。
5.4 制造供应链协同维度
制造供应链协同维度从制造全生命周期角度描述智能工厂在产品设计、仿真实验、原料采购、生产
制造、包装发运、产品销售、售后服务及报废回收等过程中工厂内部各用户主体间、内部用户与上下游企
业,以及上下游企业间的业务交互与协同应用,包括生产管理人员、工艺设计人员、质量检验人员、设备
维修人员、零配件供应企业、生产外协企业等。
从制造供应链协同维度,应通过PLM、ERP、MES等业务系统实现各用户主体与企业主体间的端
到端信息集成,全面提升用户体验及产业链协同能力。
6 管控一体化集成信息交互
6.1 纵向信息集成交互
6.1.1 纵向信息集成模型
智能工厂纵向信息集成交互应实现各类生产设备、自动化生产线、数字化车间以及信息系统间的跨
功能、跨业务层级的信息集成交互,见图2。
图2 智能工厂纵向信息集成模型
6.1.2 生产设备与自动化生产线间的信息集成
生产设备与自动化生产线间的信息集成应通过各种软硬集成接口及技术将具有不同通信接口的独
立运行的生产设备接入到自动化生产线中,支持智能工厂根据个性化生产需求对自动化生产线进行动
态重构。
自动化生产线应集成来自生产设备的运行信息,包括:
---设备ID;
---设备编码;
---设备名称;
---设备运行转速;
---设备进给速度;
---设备运行能耗;
---设备报警编码;
---设备报警时间。
生产设备应集成自动化生产线给出的设备操作指令信息,包括:
---工艺参数;
---产品编码;
---生产数量;
---开停机指令;
---生产节拍;
---NC代码。
6.1.3 自动化生产线与DNC/MDC系统间的信息集成
自动化生产线与DNC/MDC系统间的信息集成应通过软硬件接口实现自动化生产线与DNC/
MDC系统间的互联互通与互操作,支持自动化生产线的按需柔性成组运行。
自动化生产线应集成DNC/MDC系统给出的生产指令信息,包括:
---生产作业ID;
---生产订单ID;
---产品编码;
---生产数量;
---工艺参数;
---生产节拍。
DNC/MDC系统应集成自动化生产线运行状态信息,包括:
---生产批次号;
---加工完成数量;
---质量检测编号;
---质量检测数值;
---生产设备ID;
---设备故障代码。
6.1.4 DNC/MDC系统与制造执行系统间的信息集成
DNC/MDC系统与制造执行系统间的信息集成应通过数据交互技术消除从生产设备到自动化生
产线、DNC/MDC系统以及数字化车间的各种信息壁垒,实现智能工厂生产运行全域信息的无缝衔接
与实时共享。
DNC/MDC系统应集成制造执行系统中的作业信息,包括:
---生产作业ID;
---生产派工ID;
---生产数量;
---认领人ID;
---工序流转信息;
---质量检验规程ID。
制造执行系统应集成DNC/MDC系统所采集的生产线运行信息,包括:
---生产线名称;
---产线运行日志;
---产线故障代码;
---生产作业ID;
---生产完成数量;
---生产能耗信息。
6.1.5 制造执行系统与企业资源计划系统间的信息集成
制造执行系统与企业资源计划系统间的信息集成应通过数据共享、流程协同和系统集成,实现智能
工厂生产与运营业务的无缝融合,确保智能工厂运行数据的一致性,提高智能工厂信息透明度和决策能
力,增强成本控制和质量管控水平。
制造执行系统应集成企业资源计划系统中的销售及库存信息,包括:
---销售订单ID;
---销售产品ID;
---销售数量;
---物料ID;
---物料名称;
---物料库存数量;
---客户ID;
---客户名称。
企业资源计划系统应集成制造执行系统中的生产管控信息,包括:
---生产作业ID;
---生产批次;
---产品生产数量;
---生产完成时间;
---生产完成人ID;
---生产检验记录;
---生产工时统计。
6.1.6 纵向信息集成交互接口
6.1.6.1 设备与产线信息集成交互接口
生产设备与自动化生产线间的信息集成交互接口,包括:
a) 工业以太网接口:用于工业配置的以太网连接,如Profinet、EtherCAT等;
b) RS232/RS485串口接口:用于设备间短距离通信,是常见的串行通信接口;
c) USB接口:通用串行总线接口,用于终端和外设连接;
d) 操作面板接口:用于连接各类按钮开关、指示灯、数字显示屏等操作界面;
e) 无线通信接口:如 WirelessHART、ISA100等工业无线通信接口;
f) I/O接口:用于采集设备开关量、模拟量等数字及模拟信号;
g) OPC接口:面向工业领域的跨通信协议及平台的互操作标准;
h) PLC接口:用于设备间外围连接与通信的接口。
6.1.6.2 产线与系统、系统与系统间的信息集成交互接口
自动化生产线与DNC/MDC系统间,以及DNC/MDC系统与制造执行系统间的信息集成交互接
口,包括:
a) Web服务接口:基于SOAP、REST的应用程序接口;
b) 数据库接口:如ODBC、JDBC等数据库访问接口;
c) B2MML:基于XML的制造业数据交换标准;
d) 中间件工具:使用ETL、ESB等中间件,负责不同系统间的数据映射、路由、格式转换等,屏蔽
系统间差异;
e) 消息队列:利用消息中间件构建可靠的异步消息传递机制,连接不同系统。
6.2 横向信息集成交互
6.2.1 横向信息集成模型
智能工厂横向信息集成交互应围绕研发设计、经营管理、生产制造、运维服务四大业务域协同应
用,实现各类业务系统功能间以及系统与系统间的信息集成交互,见图3。
图3 智能工厂横向信息集成模型
6.2.2 研发设计业务域的横向信息集成
研发设计业务域的横向信息集成应在满足研发设计工具及管理系统间的信息无缝集成与交互的同
时,实现与经营管理、生产制造、运维服务等跨阶段业务域的信息集成应用,支持智能工厂面向客户个性
化订单的快速变型设计与生产。
CAD/CAM/PLM等研发设计工具及系统间的横向信息集成,包括:
---三维模型ID;
---三维模型版本;
---三维模型实例;
---零部件ID;
---零部件名称;
---零部件编码;
---产品设计BOM;
---产品制造BOM;
---刀具编码;
---NC代码ID。
研发设计业务域应横向集成经营管理业务域的信息,包括:
---销售订单ID;
---销售产品ID;
---销售产品名称;
---生产计划ID;
---研发设计日期。
研发设计业务域应横向集成生产制造业务域的信息,包括:
---生产能力;
---当前生产负荷状态;
---零件加工实际工时。
研发设计业务域应横向集成运维服务业务域的信息,包括:
---设备ID;
---设备名称;
---设备额定加工能力;
---工装信息。
6.2.3 经营管理业务域的横向信息集成
经营管理业务域的横向信息集成应在满足ERP、SCM、CRM等系统间的信息无缝集成与交互的同
时,实现与研发设计、生产制造、运维服务等跨阶段业务域的信息集成应用,支持智能工厂运营成本的精
确核算、生产物料的精准管控,以及上下游企业间的业务高效协同。
ERP/SCM/CRM等系统间的横向信息集成,包括:
---客户ID;
---客户名称;
---销售订单ID;
---供应商ID;
---供应商名称;
---采购计划ID;
---采购截止时间;
---采购进度信息;
---产品发运单号;
---发运物流信息。
经营管理业务域应横向集成研发设计业务域的信息,包括:
---产品BOM信息;
---物料ID;
---物料名称;
---生产工艺路线;
---额定工时信息。
经营管理业务域应横向集成生产制造业务域的信息,包括:
---生产进度信息;
---生产工时信息;
---零配件检验ID;
---零配件检验记录;
---物料库存记录;
---在制品库存记录;
---成品库存记录;
---员工技能矩阵。
经营管理业务域应横向集成运维服务业务域的信息,包括:
---设备ID;
---设备名称;
---设备额定加工能力;
---设备服役年限。
6.2.4 生产制造业务域的横向信息集成
生产制造业务域的横向信息集成应在满足 MES、QMS、WMS等系统间的信息无缝集成与交互的
同时,实现与研发设计、经营管理、运维服务等跨阶段业务域的信息集成应用,支持智能工厂生产运行过
程的智能化实时管控。
MES/QMS/WMS等系统间的横向信息集成,包括:
---作业计划ID;
---客户ID;
---物料ID;
---物料名称;
---物料检验记录;
---物料需求计划;
---物料配送数量;
---物料配送时间;
---生产检验计划;
---生产检验记录;
---生产人员ID。
生产制造业务域应横向集成研发设计业务域的信息,包括:
---物料BOM信息;
---物料ID;
---物料名称;
---生产工艺路线;
---NC代码ID;
---NC代码实例。
生产制造业务域应横向集成经营管理业务域的信息,包括:
---订单生产计划ID;
---订单生产完成日期;
---客户ID;
---客户名称;
---零配件采购计划ID;
---零配件采购进度信息;
---员工技能矩阵。
生产制造业务域应横向集成运维服务业务域的信息,包括:
---设备ID;
---设备名称;
---设备额定加工能力;
---设备运行状态信息;
---设备故障代码;
---设备故障时间;
---设备维保计划。
6.2.5 运维服务业务域的横向信息集成
运维服务业务域的横向信息集成应在满足 MRO、AR/VR示教、远程运维等系统间的信息无缝集
成与交互的同时,实现与研发设计、经营管理、生产制造等跨阶段业务域的信息集成应用,支持智能工厂
生产设备在线实时监测、故障预警与智能运维。
MRO/AR/VR示教/远程运维等系统间的横向信息集成,包括:
---生产设备ID;
---生产设备名称;
---设备数量;
---设备服役年限;
---设备故障代码;
---设备故障名称;
---设备点检计划;
---设备点检记录;
---设备保养计划;
---设备保养记录;
---设备维修记录;
---维修方案ID。
运维服务业务域应横向集成研发设计业务域的信息,包括:
---加工工艺ID;
---生产工艺路线;
---NC代码ID;
---NC代码实例。
运维服务业务域应横向集成经营管理业务域的信息,包括:
---设备厂商ID;
---设备厂商信息;
---设备台账信息;
---备品备件ID;
---备品备件名称。
运维服务业务域应横向集成生产制造业务域的信息,包括:
---作业计划ID;
---生产派工信息;
---生产作业指令;
---备品备件ID;
---备品备件名称;
---备品备件数量。
6.2.6 横向信息集成交互接口
智能工厂研发设计、经营管理、生产制造、运维服务四大业务域的横向信息集成交互接口,包括:
a) 数据接口:定义统一的数据接口规范,如 API接口规范,使不同系统采用标准接口进行数据
交换;
b) 集成平台:在一体化的集成平台(如数据中心、数据中台)上,不同系统按接口规范对接集成,平
台提供中介服务;
c) 服务总线:使用企业服务总线,注册系统功能为标准服务,统一进行服务调用;
d) 数据仓库:建设企业数据仓库,各系统汇总数据到仓库,实现集中式数据交换;
e) 工作流调度:使用工作流引擎统一调度和触发系统间业务流程;
f) 身份识别:应用单点登录、证书等统一企业身份识别机制,实现跨业务系统的统一登录。
6.3 端到端信息集成交互
6.3.1 端到端信息集成模型
智能工厂端到端信息集成交互应结合大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术以及云制造、工
业互联网等先进制造模式,实现智能工厂内部设备与设备、用户与用户间的业务信息交互,以及智能工
厂与上下游企业间的业务协同应用,形成以网络化协同研发、网络化协同采购、网络化协同生产、网络化
协同营销、网络化协同服务等的网络协同制造模式,支持智能工厂制造供应链的协同应用,见图4。
图4 智能工厂端到端信息集成模型
6.3.2 智能工厂内部的端到端信息集成
智能工厂内部的端到端信息集成应在满足工厂各功能层级以及业务系统间的信息无缝集成与交互
的同时,实现生产设备间、用户主体间的信息互感知与业务信息集成应用,支持智能工厂面向高频生产
扰动的快速重构与生产响应。
智能工厂内部生产设备与生产设备间的端到端信息集成,包括:
---设备ID;
---设备编码;
---设备类型;
---设备生产能力;
---设备负荷状态;
---设备网络地址。
智能工厂内用户与用户间应端到端集成研发设计、经营管理、生产制造和运维服务等部门的业务交
互信息,包括:
---人员ID;
---人员姓名;
---设计变更ID;
---变更需求ID;
---备品备件ID;
---紧急报警ID;
---需求变更描述;
---设计变更方案;
---工时统计;
---报警时间;
---备品备件数量;
---变更提出时间;
---变更完成时间;
---维修完成时间。
6.3.3 智能工厂与上下游企业间的端到端集成
智能工厂与上下游企业间的端到端集成应包括支持零配件采购、外协生产、设备远程运维等网络化
协同业务的信息交互与集成应用,以支持智能工厂核心制造能力的提升。
智能工厂与上下游零部件供应企业间的端到端信息集成主要通过供应链管理系统实现物料的网络
化协同供应,所集成的信息包括:
---采购订单ID;
---供应商ID;
---供应商名称;
---零部件编码;
---零部件名称;
---......
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