《綠色工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術要求》征求意見稿

1T/CASMESXXXX—2024綠色工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術要求本文件規(guī)定了綠色工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的一般規(guī)定、系統(tǒng)架構、功能要求、性能要求、運維和改進。本文件適用于綠色工廠使用的制造執(zhí)行系統(tǒng)（下文簡稱“系統(tǒng)”）的設計、研發(fā)和應用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T8567計算機軟件文檔編制規(guī)范GB/T22080信息技術安全技術信息安全管理體系要求GB/T22239—2019信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求GB/T28827.3信息技術服務運行維護第3部分：應急響應規(guī)范GB/T29765信息安全技術數(shù)據(jù)備份與恢復產品技術要求與測試評價方法GB/T37093―2018信息安全技術物聯(lián)網(wǎng)感知層接入通信網(wǎng)的安全要求SJ/T11666.1—2016制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）規(guī)范第1部分：模型和術語SJ/T11666.4制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）規(guī)范第4部分：接口與信息交換3術語和定義SJ/T11666.1—2016界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1綠色工廠greenfactory實現(xiàn)了用地集約化、原料無害化、生產清潔化、廢物資源化、能源低碳化的工廠。[來源：GB/T36132—2018，3.1]3.2綠色工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)greenfactoryMES針對綠色工廠（3.1）節(jié)能、減碳、減排的綠色制造需求，針對綠色工廠的全部生產過程進行優(yōu)化管理的集成運行系統(tǒng)。4縮略語下列縮略語適用于本文件。API：應用程序接口（ApplicationProgramInterface）BOM：物料清單（BillofMaterial）ERP：企業(yè)資源計劃（EnterpriseResourcePlanning）PLC：可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)PLM：產品生命周期管理(ProductLife-CycleManagement)2T/CASMESXXXX—2024RFID：射頻識別(RadioFrequencyIdentification)WIP:在制品（WorkinProgress）XML:可擴展標記語言(ExtensibleMarkupLanguage)5一般規(guī)定5.1系統(tǒng)宜參考SJ/T11666.1—2016給出的制造運行管理活動模型和對象模型，構建應用服務的功能構件。應根據(jù)行業(yè)特點和生產需要，根據(jù)實際情況剪裁功能構件。系統(tǒng)中應至少具備7.3.1～7.3.9的功能構件。5.2系統(tǒng)應提供隨機文件，系統(tǒng)文檔的內容和編排滿足GB/T8567的規(guī)定。6系統(tǒng)架構系統(tǒng)架構如圖A.1所示，由如下6個部分組成：a)物聯(lián)設施層：通過物聯(lián)網(wǎng)設備如RFID讀寫器、RFID標簽、視頻監(jiān)控等，以及車間自動化設備如傳感器、PLC等收集生產過程中的各種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內容包括但不限于：1)生產設備的狀態(tài)信息、生產訂單信息、物料庫存信息等；2)能源及資源的使用情況；3)碳排放的監(jiān)測；4)污染物的排放。b)數(shù)據(jù)傳輸層：將物聯(lián)設施層收集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理層，數(shù)據(jù)傳輸可以采用有線或無線的方式，如以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡等；c)數(shù)據(jù)層：為系統(tǒng)提供可供訪問的有用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可來自數(shù)據(jù)庫，可來自XML等數(shù)據(jù)文件，可通過第三方系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口、物聯(lián)網(wǎng)中間件、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)獲取，也可直接來自采集設備、傳感器等；d)服務中心：為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問接口、引擎、安全機制和日志機制等；e)業(yè)務層：實現(xiàn)系統(tǒng)的所有業(yè)務邏輯功能，將訪問數(shù)據(jù)的需求下發(fā)給服務中心，將業(yè)務展示內容提供給應用層顯示，主要包括：1)數(shù)字建模：基于綠色工廠的實際生產線、產品、工藝路線、BOM、生產要求等進行數(shù)字化建模，實現(xiàn)系統(tǒng)管理模型與綠色工廠現(xiàn)場物理模型的匹配；2)應用服務：為系統(tǒng)用戶提供各種業(yè)務應用服務，如生產調度、過程控制、質量管理、設備維護、能源管理、環(huán)境管理、碳足跡管理等；3)數(shù)據(jù)處理：對接收到的數(shù)據(jù)進行清洗、整合、統(tǒng)計和分析，生成對企業(yè)決策有價值的信息，并以可視化方式呈現(xiàn)；f)應用層：系統(tǒng)提供的展示界面，包括：1)用戶界面：為系統(tǒng)用戶提供友好交互的窗口，使用戶能夠方便地使用系統(tǒng)進行各種業(yè)務操作，支持包括瀏覽器方式、移動應用端方式、PC客戶端以及數(shù)據(jù)采集終端、其他顯示終端等多種展示方式；2)第三方系統(tǒng)界面：第三方系統(tǒng)如ERP、PLM等可通過系統(tǒng)集成獲取MES數(shù)據(jù)快捷的應用和展示系統(tǒng)所需的MES數(shù)據(jù)信息，提升第三方系統(tǒng)的功能及易用性。7功能要求3T/CASMESXXXX—20247.1工廠數(shù)字化建模7.1.1應能構建工廠數(shù)字化模型，精準匹配系統(tǒng)管理模型與綠色工廠現(xiàn)場物理模型，實現(xiàn)產品和設備的快速導入，以及工廠車間改造的快速對應。7.1.2數(shù)字化建模主要包括如下內容：a)綠色工廠建模；b)產品建模；c)生產工藝建模；d)生產作業(yè)建模。7.2數(shù)據(jù)處理7.2.1基礎數(shù)據(jù)管理7.2.1.1基礎數(shù)據(jù)管理應至少包括如下部分：a)公用數(shù)據(jù)管理；b)制造資源管理；c)物料數(shù)據(jù)管理；d)產品數(shù)據(jù)管理；e)工藝數(shù)據(jù)管理。7.2.1.2公用數(shù)據(jù)管理應管理各種公共基礎數(shù)據(jù)，應具備以下功能：a)維護代碼類型和代碼值管理；b)維護編碼規(guī)則，支持各種業(yè)務對象編號和單據(jù)編號的自動生成；c)維護業(yè)務參數(shù)，實現(xiàn)對各業(yè)務功能控制參數(shù)的集中管理，支持業(yè)務場景的選擇配置；d)維護業(yè)務規(guī)則，定義滿足什么條件時，需要執(zhí)行什么操作。7.2.1.3制造資源數(shù)據(jù)管理應管理制造運行中的各種資源及其能力數(shù)據(jù)，應具備以下功能：a)維護組織機構信息，包括代碼、名稱、上級組織代碼、組織級別、賬套、地址等屬性；b)維護人員信息，包括代碼、姓名、出生年月、學歷、部門、崗位、工種、資質、聯(lián)系方式等屬性；c)維護工作中心信息，包括代碼、名稱、生產能力等屬性；d)維護設備信息，包括代碼、名稱、生產能力等屬性；e)維護庫區(qū)信息，包括代碼、名稱、存儲能力、地址等屬性；f)支持從外部系統(tǒng)導入資源數(shù)據(jù)。7.2.1.4物料數(shù)據(jù)管理應集中統(tǒng)一管理物料數(shù)據(jù)，定義與生產有關的原材料、輔料、中間品、成品、包裝材料等物料，實現(xiàn)采購、庫存、銷售、設計、生產等業(yè)務對物料數(shù)據(jù)的共享。應具備以下功能：a)維護物料分類結構信息，包括分類代碼、分類名稱、所屬分類等屬性；b)維護物料基礎數(shù)據(jù)，包括物料代碼、物料名稱、規(guī)格、圖號、物料類型、采購屬性、庫存屬性、計劃屬性、質量屬性、成本屬性等屬性；c)支持從外部系統(tǒng)導入物料數(shù)據(jù)。7.2.1.5產品數(shù)據(jù)管理應管理產品結構組成的數(shù)據(jù)。應具備以下功能：a)維護產品結構數(shù)據(jù)，建立從原料、中間品到成品的結構關系，包括組件、組件的構成項目、構成項目的類型（如自制、采購、外協(xié)、虛擬）、數(shù)量、損耗，以及產品結構的版本號、生效日期、失效日期等信息；b)顯示產品結構樹；4T/CASMESXXXX—2024c)支持從外部系統(tǒng)導入產品數(shù)據(jù)。7.2.1.6工藝數(shù)據(jù)管理應管理生產者使用工作中心、設備和工器具對各種原材料、中間品進行增值加工或處理，最終生產出成品的方法和過程數(shù)據(jù)。應具備以下功能：a)維護工序類型信息，包括工序類型代碼、名稱和描述等屬性；b)維護工藝路線信息，包括工藝路線代碼和名稱、零部件代碼、工序號、工序名稱、加工內容、工作中心、工裝、工時定額、版本號、生效日期、失效日期等屬性；c)支持從外部系統(tǒng)導入工藝數(shù)據(jù)。7.2.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析系統(tǒng)應能提供各功能模塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進行智能化分析并形成相關統(tǒng)計分析報表，內容包括但不限a)產生進度和質量；b)物料使用；c)生產異常；d)生產追溯；e)能源、資源使用；f)污染物排放；g)碳排放。7.3應用服務7.3.1設備管理設備管理應計劃、協(xié)調和跟蹤維護設備和相關資產，確保設備的可用性，支持運行、點檢、檢修等現(xiàn)場設備管理。應具備以下功能：a)獲取設備基本檔案，包括設備編號、型號、數(shù)量、采購時間等；b)建立設備的點檢標準，包括點檢方法、點檢分類、點檢周期、點檢內容等；c)建立設備檢修作業(yè)標準，包括檢修標準項目、檢修標準定額、檢修用料清單等；d)根據(jù)點檢標準的上下限，判斷設備的缺陷和異常；e)基于異常處理信息，生成異常報告單；f)編制檢修計劃，包括定修計劃、年修計劃、日修計劃等；g)記錄檢修實績信息，包括人力投入、檢修機械、檢修時間、備品備件的消耗等；h)收集設備異常信息，包括異常原因、異常處理狀態(tài)、異常描述、設備狀態(tài)等；i)收集設備故障信息，包括停機設備編號、停機時間、故障原因等；j)編寫事故處理報告，納入設備管理檔案。7.3.2能源、資源管理應能對車間、生產線、單體設備的能耗數(shù)據(jù)進行采集、分析以及管理。對各個節(jié)點進行能耗數(shù)據(jù)采集，實行能耗統(tǒng)計分析，實行能耗預算管理、定額管理，對能耗異常，針對其進行改進，提高能耗利用率。7.3.3環(huán)境管理7.3.3.1應能對生產現(xiàn)場的溫度、濕度等信息進行監(jiān)控、采集和分析，并進行智能化遠程調控。5T/CASMESXXXX—20247.3.3.2應能對工廠排放的大氣污染物、水體污染物、固體污染物、溫室氣體，已經(jīng)產生的噪聲進行實時監(jiān)測。7.3.4碳排放管理應能對工廠的碳排放量進行在線連續(xù)監(jiān)測，對產品的碳排放量進行核算，并能對碳排放超標情況生成預警信息。8性能要求8.1適用性應滿足如下要求：a)服務可用率不低于99%;k)服務內容達成率不低于90％。8.2穩(wěn)定性應滿足如下要求：a)提供每周7d×24h的服務；b)平均無故障時間不低于8000h。8.3可靠性8.3.1備份與恢復系統(tǒng)應具備備份與恢復措施，包括但不限于：a)定期進行系統(tǒng)備份；b)支持數(shù)據(jù)本地備份，數(shù)據(jù)備份可存放至不同的場外介質，如硬盤、云存儲等；c)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)丟失時，能通過備份的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)恢復。8.3.2異常處理系統(tǒng)應具備異常處理措施，包括但不限于：a)定期監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常；b)支持故障自恢復功能；c)異常情況發(fā)生時，通過報警機制及時通知相關人員。8.4兼容性8.4.1系統(tǒng)應提供靈活開放的數(shù)據(jù)接口，可實現(xiàn)與外部應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換的能力；系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)接口應采用統(tǒng)一接口模式，符合SJ/T11666.4的相關要求。8.4.2系統(tǒng)應兼容IOS,Android，Windows等主流操作系統(tǒng)。8.5響應性8.5.1移動端在網(wǎng)絡帶寬足夠的情況下，API接口請求耗時應小于500ms。8.5.2PC端在網(wǎng)絡帶寬足夠的情況下，API接口請求耗時應小于800ms。8.6易用性8.6.1系統(tǒng)的用戶界面應友好，操作簡單，便于控制，符合不同行業(yè)的特點及用戶的操作習慣。6T/CASMESXXXX—20248.6.2系統(tǒng)應提供系統(tǒng)導航和操作手冊，易于使用和學習。8.7可擴展性8.7.1系統(tǒng)應具有良好的擴展性，包括但不限于系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)接口、系統(tǒng)處理能力、數(shù)據(jù)庫存儲能力的可擴展性。8.7.2系統(tǒng)宜采用模塊化結構設計，相關功能應模塊化，便于系統(tǒng)軟硬件管理和集成。8.7.3系統(tǒng)宜支持在線升級及擴容，能在原版本基礎上平滑升級。8.8安全性8.8.1系統(tǒng)安全系統(tǒng)應具備安全管理措施，包括但不限于：a)訪問控制：使用密碼、身份認證等方式限制用戶訪問權限；b)安全協(xié)議：使用SSL/TLS等安全協(xié)議進行數(shù)據(jù)加密，確保數(shù)據(jù)在使用和傳輸過程中不被泄漏；c)用戶日志：記錄用戶操作，涉及安全的活動具有原始的完整記錄，活動可追溯。8.9數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)應具備數(shù)據(jù)安全管理措施，包括但不限于：a)數(shù)據(jù)備份：具有數(shù)據(jù)備份方案，定期進行數(shù)據(jù)備份，并符合GB/T29765的相關規(guī)定；b)數(shù)據(jù)加密：對于敏感數(shù)據(jù)應采用加密算法進行加密；c)數(shù)據(jù)完整性：能確保數(shù)據(jù)的完整性，不被非授權篡改、破壞和轉移。8.10物聯(lián)網(wǎng)安全應不低于GB/T37093―2018基本級要求。8.11信息安全管理體系應符合GB/T22080的相關要求。8.12網(wǎng)絡安全等級保護應不低于GB/T22239—2019第三級安全保護能力。9運維和改進9.1運維9.1.1日常維護9.1.1.1應對系統(tǒng)進行日常的監(jiān)控、檢查和維護工作，日常維護管理應包括但不限于如下內容：a)遠程監(jiān)控：通過遠程監(jiān)控，實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)、性能指標和故障信息，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；b)故障預測和預防：系統(tǒng)應能對運行數(shù)據(jù)進行分析，預測潛