驴皮处理数字化车间通用技术要求

1驴皮处理数字化车间通用技术要求本文件规定了驴皮处理数字化车间的体系结构、基本要求、基础层数字化要求、车间信息交互、制造运行管理数字化要求、企业信息交互等内容。本文件适用于经泡皮、去毛、分割、洗皮全过程的驴皮处理数字化车间的规划、建设（验收和运营。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T25486-2010网络化制造技术术语GB/T37413-2019数字化车间术语和定义3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化车间数字化车间是以生产对象所要求的工艺和设备为基础，以信息技术、自动化、测控技术等为手段，用数据连接车间不同单元，对生产运行过程进行规划、管理、诊断和优化。[GB/T37413-2019，定义2.1]3.2制造设备通过设备自身功能以及同其他辅助设备协同来执行车间具体生产工艺的设备。[GB/T37413-2019，定义2.8]3.3生产资源生产所需的除制造设备以外的制造资源。注：生产资源包括人员、原材物料、成品、半[GB/T37413-2019，定义3.1]3.4制造执行系统生产活动管理系统，该系统能启动、指导、响应并向生产管理人员报告在线、实时生产活动的情况。这个系统辅助执行制造订单的活动。[GB/T25486-2010，定义2.162]23.5工作中心由一个或多个相同能力的工人和/或机器组成的，可被看作是一个单元以实现能力需求计划和详细排程目标的特定生产区域。[GB/T37413-2019，定义3.12]4缩略语下列缩略语适用于本文件。DCS：分散控制系统（DistributedControlSystem）ERP：企业资源规划（EnterpriseResourcePlanning）ESB：企业服务总线（EnterpriseServiceBus）MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）PC：个人计算机（PersonalComputer）PDA：掌上电脑（PersonalDigitalAssistant）PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）SCADA：监控与数据采集（SupervisoryControlAndDataAcquisition）SOP：标准作业程序（StandardOperatingProcedure）ID：身份标识号（IdentityDocument）OPC：工业标准（OLEforProcessControl）5体系结构5.1概述驴皮处理数字化车间重点涵盖驴皮处理过程，其体系结构如图1所示，主要包括执行层和基础层。在驴皮处理数字化车间之外，还有企业的管理层（不在本标准范围内）。数字化车间具备的功能数字化车间之外的功能图1驴皮处理数字化车间体系结构5.2基础层5.2.1基本构成驴皮处理数字化车间的基础层包括生产所需的各种数字化制造设备及生产资源。5.2.2制造设备应根据泡皮、去毛、分割、洗皮等工序对数字化制造设备的配置需求，至少配置泡皮机、柔性输送线、自动去肉机、剪毛技术、自动切割机、洗皮机等设备，参见图2所示；各数字化制造设备均可接收MES系统下达的活动指令信息，并向MES反馈设备状态信息及故障信息等，具体信息交互要求参见第8章节。图2驴皮处理主要工艺及相应数字化制造设备5.2.3生产资源生产资源可在驴皮处理过程中，借助电子标签等技术，与制造执行系统进行信息交互，主要包括操作人员、原材物料（如驴皮）、成品（如驴皮净皮）、辅助工具（如物料中转系统）等。45.3执行层驴皮处理数字化车间的执行层主要包括基础数据管理、生产管理、物料管理、设备管理、质量管理等功能模块，可对生产过程中的各类业务、活动或相关资产进行管理，实现车间制造过程的数字化。驴皮处理数字化车间执行层各功能模块之间主要数据流如图3所示：——生产管理模块根据ERP下达的生产计划及基础数据管理模块发送的人员信息、设备信息及SOP，合理编制批次工单并下发各工位指导生产；——生产管理模块根据物料管理模块、质量管理模块及设备管理模块反馈的信息，形成电子批记录；——物料管理模块根据生产管理模块发送的本批次物料需求，生成领料指令，指导工作人员按量领取生产现场需要的原料；——设备管理模块开展设备监控、维护等工作需基于基础数据管理模块所发送的设备基本信息。图3驴皮处理生产数字化车间功能模块间数据流示意图6基本要求6.1数字化要求驴皮处理数字化车间的制造过程应实现数字化，并通过数字化达到生产效率提升，能源节约，改善生产环境的效果。具体数字化要求主要包括：——制造设备数字化：泡皮、去毛、分割、洗皮等主要工序均采用数字化制造设备执行相应生产任务，数字化制造设备配置率不低于70%；——生产信息采集数字化：泡皮、洗皮、去毛、分割等主要工艺的生产数据可通过数字化车间信息系统进行自动采集；——生产资源识别数字化：可对数字化车间生产过程所需要的操作人员、原材物料（如驴皮）、成品（如驴皮净皮）、辅助工具（如物料中转系统）等生产资源信息进行识别；——生产现场可视化：可通过车间级通信与监测系统，实现驴皮处理数字化车间生产与管理的可视化。6.2网络要求建有连续且互联的网络，可实现设备、生产资源与信息化生产管理系统之间的信息交互。6.3系统要求建有制造执行系统（MES）或其他信息化生产管理系统，以支持其制造运行管理的要求。6.4集成要求应实现执行层与基础层、执行层与管理层系统间的信息集成。6.5安全要求数字化车间应开展危险分析和风险评估，提出车间安全控制和数字化管理方案，并实施数字化生产安全管控。7基础层数字化要求7.1制造设备数字化驴皮处理车间制造设备的数字化要求包括：——可通过PLC完成实时运行数据采集，并将数据集成至SCADA系统，再通过通信接口与MES系统对接进行数据传输，实现设备信息数据在线实时监控；——可接收来自MES系统的活动定义信息；——可通过PC端、生产现场数码显示屏等实现数据可视化及人机交互功能；——利用DCS系统实现对主要生产工序所需设备的自动控制。7.2生产资源的数字化要求驴皮处理车间生产资源的数字化要求包括：——泡皮、洗皮、去毛、分割岗位的工作人员应配备有唯一的电子标签，可识别职工的ID号和员工基本信息；MES系统可结合电子标签门禁系统授权相关人员在规定工段作业，若不属于此工作区，则进行警报提示；——驴皮于托盘上配备电子标签，可识别批次号、重量、供应商等属性。8车间信息交互驴皮处理数字化车间通信网络架构如图4所示。6图4驴皮处理数字化车间通信网络架构驴皮处理数字化车间信息交互要求包括：——对DCS系统、洗皮机、自动去肉机、剪毛技术、系统，再通过OPC等接口与MES系统对接，实现数据传输；——对生产资源（包括各工段人员、驴皮）信息进行采集，并经由PLC转换为可识别数据，通过工业以太网、现场总线等通信技术上传至车间MES系统；——对洗皮、泡皮等环节的主要设备报警信号（如表1所示）进行收集，经PLC集成至SCADA系统，再上传至MES系统；——各环节的生产指令可由MES系统下发至各工位MES终端，再由现场工作人员进行单机设备或DCS系统的操作，或者MES系统通过SCADA系统向单机设备或DCS系统下达指令，完成泡皮、去毛、分割、洗皮工序设备的控制；——宜根据信息交互实际需求，采用适用的通信方式：.现场总线：PROFIBUS、CC-LINK、MODBUS、CAN等协议；.工业以太网：PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT、POWERLINK等协议；.无线通信：工业无线（WIA-FA、WIA-PA）、WiFi、蓝牙、3G/4G/5G等协议。表1驴皮处理主要设备报警信号序号生产环节制造设备报警信号1泡皮泡皮机过载、加水过多等2洗皮洗皮机过载、加水过多等3………9制造运行管理数字化要求9.1基础数据管理9.1.1基本要求7人员、设备信息与各信息化生产管理系统的相关信息应保持一致性。9.1.2车间基础数据管理9.1.2.1人员信息管理应控制生产管理人员、生产操作人员、维修人员、品控人员对系统的访问权限，主要内容包括：——可定义用户的名称、描述、密码、密码有效期、密码是否可以修改、用户有效期等；——可定义权限的名称、描述、生效日期、失效日期等；——可对拥有相应权限的用户组进行配置，并配置多个用户组；——可进行关键工艺操作控制，只有拥有相应权限的用户才能执行该操作，并通过电子签名方式完成权限校验。——支持从外部系统（如PLM、ERP）导入人员基本信息。9.1.2.2设备信息管理实现对泡皮、去毛、分割、洗皮等工序所用设备基本信息的电子化管理，主要内容包括：——可定义设备的基本信息，如表2所示；——可支持添加、删除、编辑现有设备信息，并通过电子签名方式完成权限校验；——支持从外部系统（如PLM、ERP）导入设备基本信息。表2设备基本信息序号设备名称代码名称规格生产能力…1泡皮机2柔性输送线3去肉机4洗皮机5…9.1.3工艺数据管理实现驴皮处理车间相关工艺规程、设备安全操作规程、清洁规程的无纸化电子SOP管理，包括起草、修订、审查、批准、发布、废止、存档、删除、检索、统计等功能，并能按照不同工段进行传送，便于员工的查阅。9.2生产管理9.2.1批次管理根据ERP下达的生产计划或订单要求，按照驴皮处理工艺路线，制定驴皮处理排产计划，并生成工单下发至各工段，内容主要包括：——基础数据，包括批次、工单号、计划开始结束时间、各工段SOP等；——人员班次安排；——设备安排；——投料数量；——现场清洁计划。89.2.2进度管理实现批次驴皮处理工单任务进度可视化管理，主要内容包括：——可采用直观图形展示的方法，概要性展现车间当前作业情况；——可显示当前车间当天以及正在执行的驴皮净皮生产情况，相关信息主要包含批次、工单号、产品、数量、当前工序、当前作业进度百分比等。9.2.3清场管理系统可提供驴皮处理车间清场功能，主要包括：——系统自动根据所设置的清场周期时间下发生产指令；——清场指令锁定后，则不能再交接物料；——负责清场的人员在清场后，检查确认本工序清场完毕，并在系统中进行清场完毕的确认；——系统根据预先配置的清场合格证模板，自动生成清场合格证正副本，并附上清场确认人员的电子签名。9.2.4生产绩效管理系统的生产绩效管理应包括以下主要内容：——通过人员上岗、离岗（非上班下班）记时，统计人员有效工作时间；——自动统计出每日驴皮净皮总产量、驴皮净皮产出合格品率等实际生产数据，并与制定的生产绩效指标进行对比和分析；——提供离线报告。9.2.5电子批记录系统可自动生成该批次的电子批记录，具体包括：——生产前清场检查，包括：清洁项目、检查时间、检查结果、责任人等；——领料，包括：驴皮重量、质量情况等；——浸泡，包括：设备ID、设备运行情况、泡皮时间、换水次数、质量情况、清洁时间等；——去毛、去肉及切皮，包括：重量、质量情况等；——洗皮，包括：设备ID、洗皮机运行情况、洗皮质量情况、设备清洁等；——称重，包括：驴皮净皮重量等；——生产后清场，包括：清场类别、清洁项目、清洁效果、责任人等。9.3物料管理9.3.1物料领取物料领取要求包括如下内容：——系统可建立驴皮台账，台账内容包括名称、代号、编号、批次、总数量、总件数、领料单号、日期、操作人、复核人等信息；——系统可根据生产计划、批次工单信息及投料量，自动生成驴皮处理领料单；——系统可与称量设备实现通信，对驴皮进行自动称量及称量复核，完成后自动记录相应数据（品名、日期、重量等）并打印标签，或由人工过磅称量后，记录相应数据并录入至系统；9——当发料或收料时，系统自动扣减或增加库存量，并更新台账信息。9.3.2物料平衡系统根据驴皮以及驴皮净皮的数量、质检情况，自动计算驴皮净皮成品率等指标。9.4设备管理9.4.1设备监控系统通过SCADA对DCS系统、泡皮机、自动去肉机、剪毛技术、自动切割机、洗皮机等制造设备的参数进行采集和监控，具体参数见表3。表3驴皮处理数字化车间需采集与监控的设备参数序号设备名称设备主要数据信息1DCS系统参见附录A2泡皮机启停状态、运行速度、时间、换水次数等3自动去肉机启停状态、压力、速度、时间等4自动去毛机启停状态、速度等5自动切割机启停状态、位置、速度、大小等6洗皮机启停状态、转速、时间等7……9.4.2设备维护系统可支持设备的保养、点检、巡检、维修等日常维护作业计划安排，对于每台设备配置不同的设备运维参数，并自动生成维护工单，通过智能终端下发给相应岗位人员。9.4.3运行分析通过设备的数据采集，统计设备的在线运行、报警情况等信息，自动分析设备完好率、设备利用率、设备故障率等指标。9.5质量管理9.5.1检验放行质量监督人员可按批次对驴皮以及驴皮净皮进行抽检后，将检验结果人工录入系统；如抽检不合格，则返工。10企业信息交互10.1系统接口规范MES系统与ERP系统之间为实现接口调用和数据传输功能，其接口应满足以下要求：——应具有调用端（发起调用请求方）和服务端（数据提供方），其中MES可作为服务的发起方、调用端，ERP作为服务的提供方、服务端；——MES系统和ERP系统之间的所有接口调用可采用自动方式，或是MES端人工触发、人工审核数据的方式进行；——ERP与MES系统可采用ESB等方式实现数据同步。10.2集成信息内容驴皮处理数字化车间的MES-ERP系统之间集成信息内容如表4所示。表4MES-ERP系统集成信息内容序号数据类型数据类别基本信息传输方向1基础数据物料及单位信息来源系统ERP-->MES物料ID物料说明计量单位物料状态物料类别代码物料类别说明人员信息来源系统ERP-->MES身份信息培训情况生产班组设备信息来源系统ERP-->MES设备ID设备名称规格生产能力2业务数据生产批指令来源系统ERP-->MES批次计划起始日期计划完成日期要求完成日期生产批的待定批次计划数量3生产批投料回传来源系统MES-->ERP批次物料编码物料批次投料数量单位子库存4生产批完工回传来源系统M