T∕CFA 03110321-2020 铸造数字化工厂远程运维平台通.用要求

ICS23.040.80J31IT/CFA03110321—2020前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 15基本要求 36运维模型 47功能模块 4附录A（资料性附录）远程运维平台功能示例 8附录B（资料性附录）备件寿命数据采集模型示例 附录C（资料性附录）备件寿命提醒控制模型示例 参考文献 T/CFA03110321—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国铸造协会标准工作委员会提出。本标准由中国铸造协会归口。本标准负责起草单位：共享智能铸造产业创新中心有限公司、襄阳金耐特机械股份有限公司、烟台冰轮智能机械科技有限公司、共享装备股份有限公司。本标准参加起草单位：天津立鑫晟智能制造有限公司、山东时风（集团）有限责任公司。本标准主要起草人：彭凡、杨军、帅德军、田立海、杨志伟、杨嘉鑫、林凯强、刘亚宾、薛蕊莉。本标准参加起草人：孙成安、石卫东、帅德国、刘清信、刘成强、纪昌勇、徐海港。本标准于2020年03月13日为首次发布。T/CFA03110321—2020远程运维平台是通过互联网或局域网，对数字化设备或系统进行运行管理或运行保障，达到提高设备或系统运行的可靠性以及效率的目的。远程运维平台作为铸造数字化工厂的一种可选运维方式，具有管理数据可视化、运行保障自动化、故障响应快速及时和运维成本低等诸多优点。本标准的制定可为国内提供远程运维服务的平台或企业提供参照，同时也能为国内铸造智能装备制造企业在设计产品与使用远程运维平台的通用接口时提供参考和借鉴，提高远程运维平台对设备的通用性。1T/CFA03110321—2020铸造数字化工厂远程运维平台通用要求本标准规定了铸造数字化工厂远程运维平台的基本要求、运维模型和功能模块的要求。本标准适用于铸造数字化工厂远程运维平台的构建和使用。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，仅所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/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T34982云计算数据中心基本要求GB/T35319-2017物联网系统接口要求GB/T36326信息技术云计算云服务运营通用要求T/CFA031103.5铸造数字化工厂通用技术要求3术语和定义T/CFA031103.5中界定的及以下术语和定义适用于本文件。3.1远程运维remoteoperationandmaintenance通过网络对数字化设备或系统进行的运行管理和保障的运维模式。3.2远程运维平台remoteoperationandmaintenanceplatform提供远程运维功能或服务的互联网服务平台（云平台）。4总则4.1远程运维架构4.1.1铸造数字化工厂的远程运维架构见图1，通过数字化辅助设备、传感器和控制器等载体（如工控机、PLC等），将设备、生产单元、数字化工厂运行过程中产生的各类关键信息数据采集。4.1.2所采集的数据通过网络（如4G/5G/以太网等）上传至远程运维平台。4.1.3远程运维平台对采集的数据进行处理，依据处理结果指导和优化设备、生产单元及数字化工厂的运行管理与保障。2T/CFA03110321—2020图1远程运维架构4.2功能模块及数据流关系铸造数字化工厂远程运维平台功能及数据流示意图见图2。铸造数字化工厂远程运维平台按照功能进行划分，主要包括：设备管理、运维管理、异常管理、生产过程监测、仓储管理、生产成本和统计分析等功能模块。远程运维平台功能示例参见附录A。3T/CFA03110321—2020图2铸造数字化工厂远程运维平台功能及数据流示意图5基本要求5.1数据采集要求5.1.1准确性采集数据的准确性（数字信息与实体信息的数值误差）应符合实际控制反馈的要求。5.1.2可靠性数据的采集应连续且完整的进行，采集的数据应可被系统识别。5.1.3实时性数据采集的响应时间（数字信息与实体信息产生的时间误差）应符合实际控制反馈的要求。5.2运维许可4T/CFA03110321—2020远程运维平台应根据用户隐私保护、生产及运维管理的需求，选择运维服务的云环境（如私有云、公有云和混合云等），并向用户获取运维许可（如设备接入许可和数据采集许可等）。5.3接口要求铸造数字化工厂远程运维平台中运维管理系统的接口应按GB/T35319-2017中6.11的SRAI-11接口的要求执行。5.4云计算要求云计算数据中心建设应符合GB/T34982的规定；云计算服务提供方应符合GB/T36326的规定。5.5信息安全要求远程运维平台应设置相应的信息安全防护措施，信息安全防护措施至少应符合GB/T22239-2019第一级安全要求中的规定：a)对传感器、无线传输和RFID标签等使用物理安全保护措施（如静电屏蔽、选择性锁定等）保障数据采集及传输的安全；b)对传输信号采用加密传输和传输节点认证等措施保障数据传输的安全；c)对数字化辅助设备和远程运维平台等使用防火墙等措施保障数据存储及传输的安全。6运维模型6.1数据模型远程运维平台应根据运维对象的监测特征建立相适应的数据模型，并依据模型选取相应的数据采集方式和数据格式。监测特征一般可选取设备工况参数、状态参数、生产参数和库存量等。数据采集方式应符合数据采集的准确性和可靠性要求；数据格式应符合平台数据接口和数据传输加密的要求，示例参见附录B。6.2反馈控制远程运维平台应根据运维对象的特征建立反馈控制机制，并依据机制选取相应的反馈控制方式。反馈控制机制一般可选取其控制特征（如关键参数控制阈值、备件寿命阈值和设备运行时长等）作为控制输入，以控制方式作为控制输出（如异常预警、故障报警和统计报表等），示例参见附录C。7功能模块7.1设备管理7.1.1设备建模远程运维平台应根据设备类别、型号、相关配件和所采集的数据(具体信息)等信息，在平台上建立相应的设备数据模型。7.1.2设备接入5T/CFA03110321—2020平台应通过有线或者无线的方式，接入公共网络或者专有网络，进行设备数据传输，通过建立的数据模型接入远程运维平台。7.1.3设备标识接入远程运维平台的设备，应按照一定的编码规则进行统一标识管理，标识应唯一并且具有可追溯性。7.1.4基本信息登记用户应在远程运维平台登记设备的型号、厂商和出厂日期等基础信息。7.1.5设备监测远程运维平台应及时监测并记录设备运行工况参数、设备状态参数和设备报警信息等动态数据。7.1.6备件管理远程运维平台应对设备的备件进行周期性管理，其管理内容应包括但不限于：a)监测备件的使用及剩余寿命，平衡备件生产和存储等；b)制定更换计划，统一安排备件保养更换；c)对关键备件设定寿命预警值，并对备件的使用情况进行分析。7.2运维管理7.2.1维修管理设备操作人员、维修人员及管理人员，应具有相应的平台操作权限。设备操作人员通过平台发布维修需求；维修人员接收并执行维修任务，反馈维修计划及维修进度等信息。维修管理流程可参考图3制定。6T/CFA03110321—2020图3维修管理流程图示例7.2.2维护保养应根据设备类型，周期性地提醒现场维保人员维护保养设备。7.3异常管理7.3.1异常预警应建立设备工况数据模型，对设备运行状态、健康状态等进行预警。7.3.2异常报警检测到设备或数据采集功能处于异常状态时，应即时通过平台将设备异常信息告知用户。7.3.3异常诊断应通过对设备异常信息数据与知识库的异常类别对比，诊断异常原因。7.3.4异常处理7T/CFA03110321—2020可依据诊断出的异常原因，推荐部分异常的处理方案。7.4生产过程监测应记录所生产的产品数量，对工厂生产产品进度进行监测并与工厂生产计划进行对比，实时监测生产计划完成率。7.5仓储管理应监测仓库的原辅材料储、消耗和产品的出入库等信息。7.6生产成本应获取铸造数字化工厂的生产成本如金属投料消耗、型砂消耗、液料消耗、废品损失和能源消耗等数据，可支持按日、周、月或年进行生产成本统计。7.7统计分析远程运维平台应对铸造数字化工厂的监测记录的历史数据进行统计分析，内容包括但不限于生产、设备、环境、能源、成本和效率等数据的统计分析。8T/CFA03110321—2020（资料性附录）远程运维平台功能示例A.1范围本部分内容给出了某一类设备的远程运维实例，内容包含设备建模、设备接入、工况监测、备件全生命管理、运维管理、异常管理和统计分析方面的功能模块。本部分用于为指导设备远程运维的策划和实施提供参考和借鉴。A.2功能模块A.2.1设备建模通过设备建模功能模块，根据设备相关参数（设备状态、工况、环境、生产和备件等信息的参数）确定模型属性并建立设备模型，设备模型属性可参考图A.1给出的示例。图A.1设备模型功能模块界面A.2.2设备接入根据数据采集的方式设备接入分为跨云接入和MtoM接入，可根据设备的数据采集的实际情况选择其中一种接入方式，具体设备接入的实施流程可参考图A.2中给出的示例。9T/CFA03110321—2020图A.2设备接入功能模块界面A.2.3工况监测设备接入成功后，能通过工况监测功能模块查看所有设备的状态和各个设备详细的工况参数，设备的状态监测可参考图A.3给出的示例，设备的工况参数监测可参考图A.4给出的示例。图A.3设备状态监测功能模块界面T/CFA03110321—2020图A.4设备工况参数状态监测功能模块界面A.2.4关键备件全生命周期管理通过关键备件全生命周期管理功能模块，可查询备件工作时长记录、更换记录、维修记录、备件状态和寿命提醒等信息，具体界面见图A.5。图A.5关键备件全生命周期管理功能模块界面A.2.5运维管理通过运维管理功能模块，能对设备维修、保养和巡检等现场运维活动的流程进度进行在线管理，具体界面见图A.6。T/CFA03110321—2020图A.6运维管理功能模块界面A.2.6异常管理异常管理功能模块，能显示出现异常的设备信息如（设备报警、设备参数异常和设备预警等并对异常信息执行诊断和处理管理操作，具体界面见A.7。图A.7异常管理功能模块界面A.2.7统计分析统计分析功能模块能通过对设备生产、开动、工况、工艺参数和环境等历史记录的参数依据用户的选择在后台进行统计和计算，并在统计分析功能模块界面以图表的形式展示，具体界面见图A.8。T/CFA03110321—2020图A.8统计分析功能模块界面T/CFA03110321—2020（资料性附录）备件寿命数据采集模型示例B.1数据采集模型备件寿命数据采集模型见图B.1，其中自变量时间（t），因变量备件累积工作时长（T），即备件寿命。图B.1备件寿命数据采集模型图B.2采集方式通过单元控制与管理系统的数据库中调取备件关联设备的开动时间（h）。B.3数据格式采集数据格式按每小时（h）进行采集，采集数据格式如下：selectFROM_UNIXTIME(`atvtime`，'%Y%m%d%H')ashh，count(*)ascntfrombao_players_infogroupbyhhT/CFA03110321—2020（资料性附录）备件寿命提醒控制模型示例C.1控制反馈模型备件寿命数据采集模型见图C.1。图C.1备件寿命提醒控制模型图C.2输入实时采集备件工作时长（T）并依据寿命阈值进行判断。C.3输出实时展示备件剩余寿命，寿命达到预警值输出备件寿命预警信息。T/CFA03110321—2020参考文献[1]T/CFA031103.4—2018铸造工艺数字化设计通用要求[2]T/CFA03110313—2020