ICS 35.240.50 CCS L 67
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T40647—2021
智能制造 系统架构 Intelligent manufacturing-System architecture
2022-05-01实施
2021-10-11 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T40647—2021
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
1
智能制造系统架构 4.1 总则 4.2 生命周期维度 4.3 系统层级维度 4.4 智能特征维度附录A（资料性） 智能制造系统架构使用示例附录B（资料性） 生命周期维度与系统层级维度之间的关系附录C（资料性） 生命周期维度与智能功能维度之间的关系附录D（资料性） 不同利益相关方对智能制造系统架构的使用参考文献
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前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。 本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）和全国信息技术标准
化技术委员会（SAC/TC28）归口。
本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、哈尔滨工业大学、东北大学、无锡物联网产业研究院、深圳赛西信息技术有限公司、中车工业研究院有限公司、中船第九设计研究院工程有限公司、施耐德电气（中国）有限公司、西安航天自动化股份有限公司、三菱电机自动化（中国)有限公司、重庆邮电大学、机械工业第六设计研究院有限公司、苏州智享爱盖亚科技有限公司、江苏金陵智造研究院有限公司、菲尼克斯（中国)投资有限公司、北京卓易智慧科技服务有限责任公司、安尼梅森（北京）数码科技有限公司、中信戴卡股份有限公司、宝武装备智能科技有限公司、联想（北京）有限公司、青岛海尔工业智能研究院有限公司、沈阳鸿宇科技有限公司、智能云科信息科技有限公司、中化国际（控股）股份有限公司。
本文件主要起草人：韦莎、纪婷钰、廖胜蓝、张晖、郭楠、马原野、程雨航、李瑞琪、何宏宏、丁露、柳晓菁、 闫纪红、郭超众、张晓玲、李建慧、孙万源、钱维林、余晖、陈小松、刘昱、郑舒阳、彭飞、熊冠楚、郑鹏飞、 邱思明、黄咏、阎新华、杨会甲、张建奇、高山青、张焱、魏曼、刘岩、金星、李茂盛、洪鹏、赵抢抢、潘学龙、 王健、王书强、陈向阳、黄亮、朱献忠、李麒、汪子颜、陶宏芝、王勇、孙能林、高国平、白欧、顾涛、解旭东。
1 GB/T40647—2021
智能制造 系统架构
1范围
本文件规定了智能制造系统架构的生命周期、系统层级和智能特征三个维度本文件适用于机构开展智能制造的研究、规划、实施、评估和维护等。
规范性引用文件
/
本文件没有规范性引用文件。
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
智能制造 intelligent manufacturing 通过综合和智能地利用信息空间、物理空间的过程和资源，贯穿于设计、生产、物流、销售、服务等活
动的各个环节，具有自感知、自决策、自执行、自学习、自优化等功能，创造、交付产品和服务的新型制造 3.2
生命周期 lifecycle 从产品原型研发开始到产品回收再制造的所有阶段
3.3
系统层级 systemhierarchy 与企业生产相关的组织结构的层级划分。
3.4
智能特征 intelligent characteristics 制造活动具有的自感知、自决策、自执行、自学习、自适应之类功能的表征。
4 智能制造系统架构
4.1总则
智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征三个维度给出智能制造的对象及其之间的关
系，每个维度包含5个主要组成部分。图1给出该架构的三维结构。
1 GB/T40647—2021
系统层级 T 协同层
企业层
车间层
单元层
设备层
生命周期
物流
服务
设计
销售
生产
资源要素
互联互通
融合共享
系统集成
新兴业态
智能特征
图1智能制造系统架构
生命周期维度由设计、生产、物流、销售、服务组成，注1：生命周期包含产品、制造系统和工厂的生命周期。不同行业、不同类型企业的产品的生命周期构成有所不同、
活动先后顺序可能会有差别。有些产品并不涉及完整的生命周期系统层级维度由设备层、单元层、车间层、企业层和协同层组成注2：系统层级根据企业生产活动的功能层次进行划分，不同类型的行业的功能相近的层次其实际物理位置的映射
可能不同，智能特征维度由资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态组成智能制造系统架构使用示例见附录A，生命周期维度与系统层级维度之间的关系见附录B，生命周期
维度与智能功能维度之间的关系见附录C,不同利益相关方对智能制造系统架构的解读/使用见附录D 4.2生命周期维度 4.2.1设计
设计是指根据企业的所有约束条件以及所选择的技术对需求进行实现和优化的过程。设计一般
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包括：
a) 产品需求分析； b) 产品企划； c) 外观与产品设计； d) 工艺设计； e) 系统测试规划； f) 试验验证； g) 最终设计； h) 最终试验； i) 设计定型，注：上述过程对新产品设计、生产系统设计均适用。宜使用产品数据管理、产品生命周期管理、模拟仿真实现设计
过程。在设计过程中可接受如生产、服务等阶段对设计的反馈，并在设计过程中及时调整改进示例：在流程制造行业中，设计是指根据企业的所有约束条件以及所选择的技术对需求进行构造、仿真、验证、优化
等研发活动过程。可包括需求分析、概念定义、规划设计、质检规划、试验验证、辅助制造、设计与制造集成等业务活动、 并同相应数字化工具、信息系统相结合的完整过程，流程行业中设计阶段测试验证主要采用模拟仿真方法， 4.2.2生产
生产是指通过将物料进行加工、运送、装配、检验等活动创造产品的过程。生产一般包括： a） 设备安装调试； b）加工； c) 装配； d）运送； e）检验。 示例：通过计划排产、质量管理、能源管理等生产管理方法，联合自主控制系统实现生产过程。可利用智能制造装
备、实时数据采集、大数据分析等技术手段实现对生产现场的透明管控，质量问题的优化分析，生产过程的智能调度等：利用检测技术、全流程控制技术等实现生产过程的优化运行。
4.2.3物流
物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。物流一般包括： a）运输； b）储存； c） 装卸搬运； d）包装； e）配送。 示例：使用自动导引运输车、智能货架等设备以及仓储管理软件、物流管理软件、物流仿真软件实现物流过程。
4.2.4销售
销售是指产品或商品等从企业转移到客户手中的经营活动。销售包括： a)i 市场需求分析； b）市场推广； c） 客户挖掘； d）订单跟踪； e）客户回访。 示例：使用客户关系管理软件支持销售过程，可采用大数据分析，精准营销等信息技术优化产品的销售活动。
3 GB/T40647—2021
4.2.5服务
服务是指产品提供者与客户接触过程中所产生的一系列活动的过程及其结果。服务一般包括： a) 客户培训； b）产品维护； c) 配件管理； d）返厂维修； e） 报废回收。 示例：对智能装备、产品开展远程运维服务，并收集产品在使用中的实时数据，开展故障诊断、预测性维护等业务，同
时用以优化产品的设计过程。 4.3 系统层级维度 4.3.1设备层
设备层是指企业利用传感器、仪器仪表、机器、装置等，实现实际物理流程并感知和操控物理流程的层级，是其以上所有层级的基础。该层级的实际物理位置的映射一般为：流程型行业为设备单体，离散型行业为单机、单体装置。层级功能是生产过程的传感和操纵
实现其功能的应用装置或系统一般包括： a）输人装置：传感器、仪表、编码识别、信号转换； b）输出装置：执行机构、驱动器、状态指示； c）输人输出混合装置：人机界面。
4.3.2单元层
单元层是指用于企业内处理信息、实现监测和控制物理流程的层级，通过工业计算机控制系统实现功能，是其以上所有层级的基础。层级功能是生产过程的监控和自动控制
实现其功能的应用系统一般包括： a) 可编程逻辑控制系统（器）； b）数据采集与监视系统和分布式控制系统； c）现场总线控制系统。 注1：IEC62264-1中根据行业和功能不同，分为流程型、离散型、批处理、物流仓储4类，其逻辑层次相近，实际物理
位置的映射不同。
注2：列举的应用系统的功能可能有所交叉重叠。 注3：在信息技术（IT)视角，该层级为边缘计算提供物理基础，边缘计算处于物理实体（设备层）和工业网络连接之
间，或处于物理实体的顶端。
4.3.3车间层
车间层是指实现面向工厂或车间的生产管理的层级，是连接相邻层级的接口层级。层级功能是为生产预期最终产品进行工作流程及方法控制。包括保持记录并优化生产过程、分派生产、详细生产调度、可靠性保证等
实现其功能的应用系统一般包括： a）生产制造执行系统； b）物流仓储管理系统； c）人员、设备、资源及环境管理系统； d) 车间监控可视化系统。 4 GB/T40647—2021
注：列举的应用系统的功能可能有所交叉重叠，
4.3.4企业层
企业层是实现面向企业经营管理的层级，是其下部层级的信息转化为商业运营活动的层级。层级功能一般是财务会计、市场营销、生产运作、人力资源、企业研发与采购管理。
实现其功能的应用系统一般包括： a)i 设计研发方面：计算机辅助工程和制造系统、信息知识库系统： b） 生产运营方面：企业资源计划管理系统、产品全生命周期管理系统、办公自动化系统： c) 采购物流方面：供应链管理系统； d) 销售和服务方面：客户关系管理系统； e） 财务与人力资源方面：财务、人力资源管理系统； f) 可视化方面：商业智能和企业可视化系统。 注：列举的应用系统的功能可能有所交叉重叠。
4.3.5协同层
协同层是企业实现其外部信息互联和共享，实现跨企业间业务协同的层级，层级功能是其下部层级的信息通过企业外部网络活动实现互联互通的层级
实现其功能的应用系统一般包括： a）设计协同； b）生产协同； c）供应链协同； d）销售协同。
4.4智能特征维度 4.4.1资源要素
资源要素是指企业从事生产时所需要使用的资源或工具，应包括智能制造过程中涉及的所有的物
理实体和信息对象。
物理实体包括人员、设备、原料、产品、能源等信息对象包括设计、生产、物流、销售、服务等过程中产生的所有数据。
4.4.2互联互通
互联互通是指通过有线或无线通信网络、规范化通信协议与接口，实现资源要素之间以及企业之间
的数据传递与参数语义互换的层级，包括工厂内和工厂外两种互联互通类别，
互联可以是某一个工厂内部生产现场的资源要素和信息管理等系统间的网络连接与数据传输（工
厂内互联），也可以是企业上下游间、企业与用户、企业与产品间的网络连接与数据传输（工厂外互联）。
互通是指建立数据的结构和规范，使资源要素间以及企业之间传递的数据和信息能够被正确/准确
理解和利用，使得异构数据在参数语义层面能够互换。
4.4.3融合共享
融合共享是指在互联互通的基础上，利用云计算、大数据等新一代信息通信技术，基于信息标准化
和规范化，实现信息协同共享的层级，
融合是指综合多源智能制造信息，通过数据存储、数据清洗、数据转换等多级多层面的处理，以得到
精确的对象状态估计，完整、及时的对象属性、态势和影响估计，使不同设备、不同信息系统之间实现融
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