（征求意见稿）-数字化法兰锻造车间建设通则

1T/DXFFAXX—202X数字化法兰锻造车间建设通则本文件规定了数字化法兰锻造企业管理体系要求、数字化法兰锻造车间管理及数据集成。本文件适用于指导法兰锻造企业在构建数字化车间、软件系统实施、数据集成方面的建设规划以及软件选型。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/T8541锻压术语GB/T22239信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求GB/T23001信息化和工业化融合管理体系要求GB/T37393数字化车间通用技术要求GB/T37413数字化车间术语和定义GB/T41257数字化车间信息安全要求GB/T41392数字化车间可靠性通用要求DB14/T2472离散型装备制造业数字化车间互联互通要求DB14/T2553法兰锻造企业信息化建设指南DB14/T2672法兰锻造企业资源综合利用通用要求3术语和定义GB/T8541、GB/T37413界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化法兰锻造车间以法兰锻造物理工厂为载体，融合法兰锻造技术与数字技术、智能技术、物联网等新一代信息技术，在工艺设计、铸型成形、熔炼与浇注、后处理、检验等环节，实现信息感知、优化决策、执行控制与信息反馈等功能的生产车间。4缩略语BOM物料清单BillofMaterialBI商务智能BusinessIntelligenceCRM客户关系管理CustomerRelationshipManagementERP企业资源计划EnterpriseResourcePlanningEHS环境健康安全管理EnvironmentHealthSafetyManagementSystemHRM人力资源管理HumanResourceManagementLIMS实验室管理系统LaboratoryInformationManagementSystemMES制造执行系统ManufacturingExecutionSystemNC数字计算机控制NumericalControlOA办公自动化OfficeAutomation2T/DXFFAXX—202XOEE整体设备效率OverallEquipmentEffectivenessPDM产品数据管理ProductDataManagementPLM产品生命周期管理ProductLifecycleManagementSRM供应商关系管理SupplyRelationshipManagementSOA面向服务的体系结构ServiceOrientedArchitectureSCADA数据采集与监视控制系统SupervisoryControlAndDataAcquisitionRFID射频识别技术RadioFrequencyIdentificationWCS仓库控制系统WarehouseControlSystemWMS仓库管理系统WarehouseManagementSystem5管理体系应按照GB/T23001进行数字化法兰锻造车间管理体系建设，并贯彻实施。6系统架构数字化法兰锻造车间的系统架构主要包括经营业务层、制造执行层、车间运行层的数字架构的集成，经营业务层制造执行层车间运行层图1数字化法兰锻造车间管理架构7基本要求7.1数字化建设维度及要素法兰锻造车间数字化建设主要包括信息基础设施、人员、生产设备、工装模具、工艺、原辅材料、能源资源、生产现场维度。各维度数字化建设要素如表1所示。企业亦可参照附录A给出的关键要素信息确定拟建立的数字化法兰锻造车间建设要素。3T/DXFFAXX—202X表1法兰锻造车间数字化维度及建设要素2)车间应具备接入不同通讯协议设备的能力，传输协议应遵循GB/T38854—2020中实时数据及4)管理者、维保人员、生产人员和工艺人员等人员的数7)应能够实现各类传感器的实时数据采集，能够对生产中的关键质量数据和工艺8)应具备可视化能力，能在车间现场显9)应具备人机交互能力，满足操作的授权和处理13)应能向执行层提供制造的活动反馈信息，包括锻件生产14)应针对航空锻件多品种、小批量的特点，记21)锻件生产需要的原料、辅料和半成品等生产22)使用条码及电子标签等编码技术满足物料的可识别性，包括物料的编号、参数及24)热加工环节使用的物料应在加工环节保证前后物料编码的一致25)应采用自动或者半自动方式进行读取，并自动上传到相应设备或者制造执行层，29)生产设备的工作区域位置应安装现场视频设备，进30)宜为生产人员配备终端设备进行启动工单工序启动、工序下转、不合格品审理31)生产过程中使用尺寸测量、测温等仪器仪表所采集的检测数规格等信息，并能够以批次管理（按批追溯）或锭节号/序列号管理（按件追溯）7.2系统建设要求7.2.1单元设备应提供对应的通信协议，开放数据读写权限、参数定义、操作指令等信息,自动进行数据采集、指令执行、信息反馈。7.2.2工业云平台4T/DXFFAXX—202X应具备提供法兰锻造企业经营管理软件（ERP、PDM、CRM、OA、SRM等）租用服务的能力，企业用户可通过PC、平板电脑、智能手机等终端设备访问工业云平台以获得对应的软件系统服务。7.2.3各类系统功能7.2.3.1MES系统应具备生产调度、数据采集、质量管理、物料管理、物流管理、资源分配、状态管理、生产展示、绩效分析、产品跟踪和清单管理等功能。7.2.3.2ERP系统应具备财务管理、销售管理、计划管理、采购管理、生产管理、质量管理、仓储管理等功能。7.2.3.3PDM系统应具备法兰锻造工艺输出与管理、图文档管理模块、产品结构管理管理、产品配置管理、BOM管理、工作流管理、变更管理等功能。7.2.3.4CRM系统应具备潜在客户管理、商机管理、合同管理、销售过程管理、售后管理等功能。7.2.3.5SRM系统应具备采购需求管理、询报价管理、招投标管理、采购订单管理、合同管理、质量管理、财务管理、供应商管理、商品管理等功能。7.2.3.6LIMS系统应具备原辅材料入厂检验，炉前化学成分测定，铸件力学性能、金相、无损、尺寸质量检测和数据管理等功能。7.2.3.7HRM系统应具备组织机构管理、招聘管理、人员管理、人事异动、劳动合同管理、考勤管理、绩效管理、培训管理、薪酬管理等功能。7.2.3.8OA系统应具备信息发布、工作流管理、实时通信、企业门户XX、服务接口和手机端访问等功能。7.2.3.9EHS系统应具备组织与职责管理、风险及隐患管理、应急管理、事故管理、体检管理、劳保管理、整改任务管理、资源能源管理、污染物管理等功能。7.2.3.10BI系统应具备人力资源、财务、生产、质量、销售、环境安全等数据信息的统计分析功能。7.2.4系统性能及安全要求7.2.4.1系统性能数字化法兰锻造车间信息系统基本性能应符合DB14/T2553中5的相关要求。数字化法兰锻造车间信息系统可靠性除应符合GB/T41392的要求。5T/DXFFAXX—202X7.2.4.2信息安全数字化法兰锻造车间信息安全应符合GB/T41257的要求。在工业主机上应部署防病毒或应用程序白名单等软件，并能够在安全条件下进行病毒库和补丁升级；在工业控制网络与企业网或互联网之间的边界处应部署控制网络边界的防护设备。具体应按照GB/T22239网络安全等级保护基本要求中的规定执行。7.2.4.3互联互通数字化法兰锻造车间信息互联互通应符合DB14/T2472的要求。8数据集成8.1软件系统要求8.1.1软件系统体系架构要求各软件系统自身应由具有松耦合且具有统一接口定义方式的若干组件（服务）构成，其体系架构应符合以下原则：a）封装原则：隐藏软件系统内部处理的复杂性，只输出简单的、基于统一通信协议的访问方式；b）模块化原则：软件系统应依据业务逻辑的不同，划分为相对独立的功能模块，可被独立访问；c）松耦合原则：软件系统之间通过独立于硬件平台、操作系统、编程语言的服务接口进行交互。8.1.2软件系统数据接口要求信息系统的集成应具有开放性，支持开放标准，方便其他软件系统进行数据集成。宜符合GB/T26335—2010中8.1的规定。8.2数据交互关键业务系统间数据集成及信息交互应符合表2的规定.表2关键业务系统间数据接口信息交互表6T/DXFFAXX—202X表2关键业务系统间数据接口信息交互表（续）8.3数据共享法兰锻造生产车间包含备料、模具/坯料加热、锻造成形、热处理、检测等工序。信息系统可实现各工序的生产和管理所需的生产过程中的“人机法料环”等资源信息的实时采集、数据共享、并将生产制造过程数据报表化和图表化。9数据库建设9.1数据采集与存储数字化生产车间应在数据词典定义的数据采集内容基础上，结合数据的实时性要求，利用合理的网络通信方式与数据存储方式进行数据的采集与存储，并与数据中心实现对接。具体要求如下：——对车间所需数据进行采集、存储和管理，并支持异构数据之间的格式转换，实现数据互通；——采用实时数据库与历史数据库相结合的存储方式；——应具备信息安全策略，如访问与权限管理、入侵防范、数据容灾备份与恢复等。9.2数据建模数字化生产车间语义化描述数据按性质分为静态数据和动态数据：——静态数据指不随生产过程改变的数据，静态数据组成静态属性集；——动态数据指随生产过程和工艺流转改变的数据，动态数据组成动态属性集。描述各类数据基本信息，包括数据名称、标识符、数据类型、数据长度、单位和值域等。9.3数据词典数据词典见附录B。10制造执行系统功能10.1业务功能模块数字化法兰锻造车间制造执行系统应建设下列业务功能模块：l基础信息集成功能，l销售订单管理功能，l技术要求管理功能，l工艺管理功能，7T/DXFFAXX—202Xl特定要素管理功能，l生产排程功能，l原材料采购管理功能，l作业管理功能，l质量管理及异常控制，l生产信息追溯功能，l生产流程设计功能，l成本管理功能，l生产进度管理功能，l人力资源管理，l报表与看板管理，l大数据功能，l移动终端应用功能，l设备管理功能，l能耗管理功能，l安全环保管理功能。10.2业务模块功能制造执行系统各业务模块应能实现10.2.1~10.2.20设定的功能。10.2.1基础信息集成功能10.2.1.1信息化系统应能：a)建立完整的基础档案：产品档案、客户信息、人员信息、供应商信息、设备信息、原材料库、五金库、半成品库、呆滞品库、模具库、成品库等仓库信息；a)建立档案编码：对人、物、设备进行编码，确保有序管理；b)进行数据集成：与多种信息化系统实现紧密集成，实现数据共享；c)建立加工工序（NC）代码。10.2.1.2以本文件为指导的信息化系统可实现以下功能：a）集成工业自动化系统中的工控电脑；b)可识别设备身份，作业班次；c)可获取锻造、热处理等关键工序专用设备的关键工艺参数，包括锻造加热温度曲线，锻造压力机工作参数，热处理时间——温度曲线等。10.2.1.3信息化系统应可赋予每件产品唯一的二维码标识，并应用于工序检验、无损检测、成品检验过程，可实现扫描提交检验结果，包括：a)可单件或以批次提交检验结果；b)可支持使用触摸屏、手机、ipad终端操作；c)支持系统自动根据提交的检验结果作出合格判定，出具质量证明书。10.2.2销售订单管理功能订单管理模块拥有的功能应包括：a)可支持在系统内进行合同评审，由各管理部门（销售、技术、质量、生产、供应、财务对合同项目的进度、质量管理、成本进行评估，最终形成统一结果；b)可支持订单导入，包括可快速导入销售订单，可异地导入订单，可以上传客户要求和客户图8T/DXFFAXX—202Xc)可支持响应订单变更，包括将销售订单变更信息，同步响应到技术、采购、生产等环节，有颜色提醒（暂停、取消、开放、更改）。（变更要及时反应）。d)可实现订单跟踪，可实现借助互联网异地实时查询订单执行进度，包括延期提示。10.2.3技术要求管理功能信息化系统应能实现对法兰制造全过程所涉及的技术要求或技术要素的记录、查询、判定等功能，包括：a)原材料要求：化学成分、冶炼方法、非金属夹杂物；b)锻造要求：锻造比，材料去除率，锻造温度等记录；c)热处理要求：热处理状态，工艺参数与记录要求；d)取样要求：取样位置、方向、数量和模拟焊状态要求；e)理化检测要求：力学性能、淬透性、晶粒度、金像组织、无损检测；f)包装与钢印要求：g)完工资料要求。10.2.4工艺管理功能信息化系统应能对工艺文件的策划（制订）、实施、检查等过程实施适宜的管理，包括：a）在信息化系统确认工艺流程、检验项、及生产所需工艺装备等；b）可在线审核、批准、查询、执行工艺文件：c）可建立工艺文件库，入库搜索选用适用的工艺文件，亦可采用模板导入法，在系统内使用典型工艺文件模板，快速制定所需工艺文件：d）系统内置记忆功能，可对同规格同工艺条件产品，智能匹配曾使用的适用工艺文件：e）系统可自行获取设备工控电脑中实时运行的工艺路线及相关参数。10.2.5特定要素管理功能信息化系统应能对企业特定的生产要素进行管理，在此基础上实现生产排程，特定要素管理包括：a)订单合并：系统自动排产可实现将相同规格和相同技术要求的产品批合并生产；b)订单放量：根据产品合格率，将订单进行放量，常见于模锻产品；c)套锻拆分：锻造后系统自动拆分出子件，向下工序流转；d)合锻拆分：合锻件经锻造、下料工序，可拆分成多件锻件，向下工序流转；e)订单分批：将订单拆分成小批量或单件，拆分后可实施单件控制、跟踪：f)预拔原料：拔料后进行原材料入库（规格改变）、原材料计划利用：g)组件匹配：于8字盲板焊接准备工序，自动匹配待配对的8字盲板组件，完成焊接组装作业后，系统自行合并组件向下工序流转。10.2.6生产排程功能生产排程应包括如下内容：a)应根据付了定金产品交期评估和车间的生产计划，进行多品种、小批量法兰锻件产品的合理排程，实现车间生产设备、模具工装和人员的高效使用，达到增加产能、降低能耗的目的；b)应具备导入车间运行层的基础资料功能，通过应用程序接口API自动实时同步导入数据，数据包含：工作日历、生产设备（资源）、资源组、辅助资源（模具）、人员、班次、班制、仓库、供应商、物料等基础信息；c)可建立产能约束条件，包含BOM、工序、工艺路线、生产设备等，其中，工艺路线：包含用料9T/DXFFAXX—202X信息、工序信息、工序标准工时、生产设备等排程用信息；d)设备效率约束，设备班次班制约束、设备人机约束和设备维保约束等；e)可自定义排程，可以同一个产品设置不同版本BOM，设置多种生产工艺路线，不同锻造设备设置不同的人机效率和工作时间。f)应具备客户交期、生产能力利用率和库存进行多目标优化生产排程，支持紧急订单插单，可支g)持生产计划的变更影响分析和动态优化，计划快速回应客户的变化和供应商的变化。h)具备超过订单到期时间分析预警，超负荷使用生产资源分析预警。10.2.7原材料采购管理功能信息化系统的原材料管理模块从原材料请购到复验合格入库全流程管理功能，包括：a)支持系统内提交采购申请，申请单应包含的要素通常包括：材质，规格，数量，重量，供应商、要求交期、提供化学成分与冶炼方法；b)采购订单在系统内审批，包括核定采购单价，确定计划要求交期等；c)来料暂收：质保书上传/复检报告上传：d)来料检验：熔炼值，检验值，低倍组织，非金属夹杂物；e)按原材料检验结果，提示不合格原材料退货；f)在系统内履行合格原材料入库程序。10.2.8生产工序和作业管理功能系统可实现下列生产工序和作业管理功能：a)综合各生产工序设备的能力和实时进度，智能分配本工序生产任务；对各工序作业进行细化分解，形成作业计划、换模计划、质量控制计划和辅助处理计划，将工艺参数等下发到执行端的现场设备，接收现场设备的信息反馈，实现计划的上传下达、作业的控制和协同；b)可基于移动终端记录本工序的详细信息，包含生产批次号、加热炉号、热处理炉批号、生产顺序、规格型号、材料利用率等；c)如果本工序生产过程出现质量异常，系统可启动追溯；启动工单、报工及报不合格品。d)可基于KPI方法，自动生成每一岗位绩效考核结果。10.2.9质量管理功能信息化系统应具备从进料到售后，实现各生产工序以及售后质量管理，识别部分质量异常、报警、干预的功能，包括但不限于识别、描述、分析处理：a)进料应对原料、辅助材料、包装材料等采购原料进行抽验检验；b)过程质控采用人工检验和设备在线检测结合的方式，通过在线检测数据对关键质量参数进行监控，实现质量问题预测并及时处理，结合人工抽查、稽核及不良问题闭环处置，实现过程控制和记录；c)对于成品检验可依靠检测设备进行尺寸检测和外观检验和理化检验等，全程实现检验数据的d)售后质量管理则作为产品档案的重要组成部分在系统中实现记录和闭环处置。e)具备产品质量统计、分析和预测功能，能够通过质量趋势的统计和预测，给出产线可能存在问题的工序单元或者设备。f)识别异常来源，包括制成产品、下料坯料、成品、退货；g)描述异常特征状态，包括异常尺寸描述、异常分类、建议责任；h)针对异常原因分析，系统基于大数据，协助QA工程师对异常描述进行分析；i)履行异常处理程序，包括：放行、返工、返修、校正、报废等：T/DXFFAXX—202Xj)对质量异常进行分类，包括按异常原因、类型、发生岗位进行分类汇总。10.2.10追溯功能信息化系统根据物料信息输入、产品信息输入等输出产品生产履历,系统应具备基于针对实物和文件、记录，基于唯一识别号的全链条、全周期、全过程、全状态可追溯功能。包括基于产品唯一识别号，找到对应的实物产品及其用原材料信息、锻造信息、热处理炉号信息、检验信息、发货信息等。各工序追溯信息如表3所示，产品及其信息可追溯典型流程如图2所示。表3各工序追溯信息销售合同客户件号产品件号销售合同客户件号产品件号用户关联库存利用：炉号、炉批号用户关联库存利用：炉号、炉批号下料：下料炉号、炉批号、下料位置、下料顺序下料：下料炉号、炉批号、下料位置、下料顺序生产过程关联生产过程关联锻造比、热处理炉号锻造比、热处理炉号质量异常关联质量异常关联处理结果：放行、返工、返修、校正、报废处理结果：放行、返工、返修、校正、报废发货管理发货管理发货单号、发货日期、客户、件号发货单号、发货日期、客户、件号客户退货客户退货退货单号、退货日期、客户、件号退货单号、退货日期、客户、件号图2产品及其信息可追溯典型流程图10.2.11生产流程设计功能信息化系统应能实现：a)及时透明的生产能力分析；b)需求变更的及时反应；c)生产计划的落实与数据的及时反馈；d)生产进度延期提醒、质量异常提醒、订单变更提醒。10.2.12成本管理功能T/DXFFAXX—202X信息化系统应能实现财务协同，应实现制造成本的自动核算分析，包括：a)核算分析直接材料成本、辅助消耗成本、直接人工成本（外协成本）、废品损失、燃动费用（水、电、气）、固定资产（设备折旧、设备改造、厂房折旧）、管理成本（管理层工资、福利等）；b)基于多种财务核算方法和核算对象的成本摊销功能，包括：——分摊对象：公司、车间、设备、班组、人员；——分摊办法：根据企业财务制度.（可配置），按照锻件的重量比进行分摊；——数据输出：车间成本（班组、设备、人员）、产品整体成本；——数据分析：对车间成本构成进行改良、优化；产品盈亏指导销售产品报价、公司决策。10.2.13生产进度管理功能信息化系统应能实现：——自动汇总生产进度；——车间未完成作业的提醒；——进度比的显示；——延期天数的提醒。10.2.14人力资源管理信息化系统应设人力资源模块，以实现以下功能：a)实时更新的员工状态信息数据，包括但不限于：工作时间，出勤报告，资历信息；b)优化组织机构，保持其与生产管理流程的契合；c)管理考勤；d)管理绩效；e)管理薪酬；f)管理、改进人员有效工时利用率。10.2.15报表与看板管理信息化系统应能运用质量管理和5S、QC等管理工具，形成生产报表并实时管理，报表输出图模型如表4所示。并显示生产现场看板信息，包括：a)报表类：生产进度类、车间产量类、质量分析表，设备产能分析等；b)看板类：车间任务、领用计划、发货计划等；c)通过报表输出、分析，实现：——发现生产、质量、管理等方面取得的成绩和存在的问题。——发现产生差异的原因和责任，进行改善。10.2.16大数据功能信息化系统应运用大数据方法，包括：——采用第三方专业分析软件，可快速部署；——及时发现车间各环节取得的成绩和存在的问题；——通过分析，发现产生差异的原因和责任，针对性的采取措施，进行改善。T/DXFFAXX—202X表4报表输出图模型............10.2.17移动终端应用法兰锻造企业信息化系统硬件和软件均应支持操作者使用移动终端完成接受指令、查询信息、扫描、提交报告结果等功能。10.2.18设备管理功能可对设备的运行状态、运行参数进行实时监控、存储，包括：a）可采集设备功能和性能参数；b）可分析设备的运行状态和运行效率；c）支持对设备隐患的排查；d）实现设备故障的预防10.2.19能耗管理功能能耗管理除应符合DB14/T2672外，还应包括如下内容：a)应实现车间运行层设备的能耗数据、配电设备数据等的实时采集、可进行多模式类型的能耗数据分析；b)应能方便快捷的接入各类仪器仪表设备并读取实时数据；c)对主要生产设备的实际能耗负荷占额定负荷百分比、能耗实时流量、用电日负荷率以及电价政策的合理性使用等数据进行分析，评估可节能空间，为节能提供科学依据；d)支持峰谷平电量费用统计分析功能，满足财务结算或节能减排结算的要求。10.2.20安全环保管理功能安全环保管理包含如下内容：a)车间应安装必须的安全防护装置（如限位保护、紧急停止等在各执行机构之间设有必要的启动、连锁保护措施，并配置安全识别系统和声光报警系统，保证现场人员的安全；T/DXFFAXX—202Xb)车间生产现场的装备工作区域、易发生故障区域和安全通道等位置应按照摄像头等现场视频设备；c)支持事故报警推送功能，当有事故发生时将事故信息推送给相关负责人。——应具备模具寿命预警系统，保证模具的正常使用以及人员和设备的安全。d)车间各工序的制造过程，和锻件报废处理等过程中，应保证对环境的影响（负作用）最小。T/DXFFAXX—202X附录A数字化法兰锻造车间建设关键要素A.1法兰锻造车间设计数字化数字化法兰锻造车间的总体设计、工艺流程及布局已建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理。A.2产品设计数字化法兰锻件产品采用计算机辅助设计（CAD）等技术，实现产品数字化设计。采用计算机辅助工艺规划（CAPP）、设计和工艺路线仿真、可靠性评价等先进技术，实现工艺数字化设计及仿真优化。建立产品数据管理系统（PDM），实现产品多配置管理、研发项目管理，产品设计、工艺数据的集成管理。A.3制造过程装备数字化建立下料、锻造、热处理、机加工等生产过程数据自动采集和分析系统，实现生产进度、现场操作、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场90%数据自动上传，并实现可视化管理。采用机器视觉等智能感知先进技术，实现工艺质量参数的在线测量及设备安全运行状态的在线监测。关键装备数控化率达到70%以上。A.4制造过程管理信息化建立制造执行系统（MES），实现制造数据、计划排产、生产调度、质量、设备、能效等管理功能。建立企业资源计划系统（ERP），实现供应链、物流、成本等企业经营管理功能,以系统化思维和供应链管理为核心，科学配置资源，优化运行模式，改善业务流程，提高决策效率。建立仓库管理系统（WMS）、物料清单系统（BOM），实现生产制造现场物流与物料的精准管控。A.5数据互联互通实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备之间的信息互联互通与集成。建立企业级的统一数据平台，整合数据资源，支持跨部门及部门内部常规数据分析。建立工厂内部通信网络架构，实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间，以及制造执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）、供应链管理系统（SCM）、客户关系管理系统(CRM)、产品数据管理系统（PDM）等关键信息化管理系统之间的信息互联互通与集成。采取信息安全措施，具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。A.6物流配送信息化实现仓储配送与生产计划、制造执行以及企业资源管理等业务的集成，能够基于生产线实际生产情况拉动物料配送，根据客户