家用电器 生产过程质量状态监测 系统架构 征求意见稿

5家用电器生产过程质量状态监测系统架构本文件规定了家用电器生产过程质量状态监测的系统架构和本文件适用于家用电器生产过程质量状态监测系统GB/T22239-2019《信息安全技术-网络安全等GB/T39204-2022《信息安全技术关键信息基础设施安全保护要GB/T39786-2021《信息安全技术信息系统密质量状态监测qualityconditionmoni通过传感器或系统监测设备收集和记录生产过程质量相关数据信息的对采集的生产过程质量相关数据信息进行处理4缩略语6BI：商业智能（BusinessIntelligencMES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem）PDA：个人数字助理（PersonalDigitalAssistanPLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicControllPON：无源光网络（PassiveOpticalNetwoSCADA：数据采集与监视控制系统（SupervisoryControlAndDataAcqWEB：万维网（WorldWideWeb）Modbus：标准串行通讯协议OPCUA：开放式平台通信统一架构（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture）MQTT：消息队列遥测传输协议（MessageQueuingTelemetryTransport）5.1参考架构生产过程质量状态监测参考架构见图1，参考架构应由设备层、网络层、执行层、应用5.2参考架构描述基于PDA、检测及工控等设备在生产过程中监测并输出质量数据，通过协议解析、数据交换机、工业PON等，无线网络最主要包括5G网络将采集数据传输至执行层MES系统中，进行生产过程检验、过程防错、状态监测及质量追溯，并将其数据信息与其他相关系统进行交互、计算和75.3各层级架构5.3.1.2设备层应具备对各类设备的协议解析能力，并通过无线、有线等方式进行数据b)SCADA采集软件，实现对各类PLC设备的数据5.3.1.4通过SCADA、数据库直连等方式，实现对具有传感器、PLC、数据库等监测设备设施进行数据抓取和数据采集，家用电器生产过程中采集数数据类别数据名称示例原材料数据物料信息供应商名称、规格型号、数量、物料批次、物料质量信息等材料性能数据板材力学性能、材料组分等电器件数据额定电压、额定电流、额定功率等工艺参数数据工艺参数配置信息注塑成型温度（如180℃±5℃)、焊接压力（如0.5MPa）等工艺参数实时数据发泡温度、板材挤出压力等在线监测数据物流数据发货时间、到货时间、库存数量、库位位置等冲压设备数据冲压速度、冲压压力、模具间隙等注塑设备数据注射压力、合模力、顶出力等设备运行状态故障报警信息（如E1：温度传感器异常）…设备维护记录维保记录、故障记录…总装过程数据总产量、返修量、螺钉枪参数等报警信息缺料、设备故障、质量预警等产品特征数据产品型号信息型号名称、生产条码、工作单号等环境与人员数据废弃物分类记录料边角料重量、回收率等能耗数据用电量、用水量等环境数据水体重金属含量、气体氨氮含量、水体重金属含量、气体氨氮含量、空气PM2.5、产品碳排放量人员数据员工班次、上下岗记录…质量检验数据批次合格率出厂合格率返工记录返工原因、返工记录、生产条码…8过程检验数据检验数值、检验结论、SPC控制图数据等缺陷数据缺陷种类、每种数量、发生时间、对应条码等5.3.2.1网络层应具备包含有线、无线两种网络方式在内的工业网络，用于生产过程质5.3.2.2网络层应具备数据安全防护能力，具有工业网闸、防火墙等安全管理措施，确）：产品的抽检；设备检验采集，用于对设备检验的数据进行b）过程防错：必过属性防错，用于产品生产过程必过岗位的质量阈值防错；关键件防警提示防错；防错检验闭环，用于产品生产过程c）状态监测：工艺参数配置，用于工艺标准的制定规范；工艺执行产过程中的工艺状态监控；质量执行状态，用于产品生产过程中的质量状态监控；设态监控，用于产品生产过程中质量检测设备运行状态d）质量追溯：缺陷检验返修，用于不良产品岗位质量数据记录、预警便于后期质量问题追溯；客户码校准，用于不同产品对5.3.3.2执行层应配置满足生产过程质量状态监测数据存储及服务器设备设施等。存储据的交互、存储和安全。服务器需基于系统架构高可靠性具备容灾、线性扩容等能力。5.3.3.3执行层应具备质量监测系统与其他系统的交互能力，实现与相关系统之间数据5.3.3.4执行层交互数据平台应包含但不限于高级计划调度系统、供应商管理系统、产/发布、版本追溯控制、标准参数库维护、基础数据维护、过站记录查询、质量分析报表等9c）BI大屏，用于生产过程中质量指标的监测及动态分析展示。通过BI大屏，可实现关键质量特性（CTQ）实时监控、缺陷模式柏拉图分析、过不良品处置审批、质量数据看板调阅及跨部门协作工单f）数据决策平台，用于长周期、全量数据采集、处理、分析和共享，实现过程质量管理的绩效评价、驱动改善和决策支持。数据决策6.1硬件要求a）支持并配置系统运行的基础硬件环境设施，包含但不限于数据采集设备、b）系统硬件应具备防止数据非法访问、数据泄露和恶意攻击等环境设施，确保数据信c）系统应满足99.99%的运行时间，支持至少200个并发同时使用；6.2.2.1软件性能稳定、可靠，能够满足在制软件运行过程中遇到停电、断网的情况，能6.2.2.2软件应具有灵活性和可扩展性，支持并实现与其他生产管理、工艺管理、及相关人员关注生产过程质量的异常情况并及实现加密、防护质量监测数据分权限访问、限制非法访问、防护数据篡6.3.1生产过程质量监控系统的网络安全要求应满足GB/T22239-2019网络安全等级保护基本要求》中网络层、数据存储、工业控制系统等安全防护措施。在网络层实施如VPN、数据加密、备份机制、灾难恢复、访问控制等安全举措，在工业控制施如工业防火墙、入侵检测系统等安全举措，实现数据存储和传输安6.3.2生产过程质量监测系统及设施应满足GB/T39204-基础设施安全保护要求》、GB/T39786-中的关键信息基础设施监测预警、安全扩展等相A.1设备层数据采集对于人工检验家用电冰箱外观结果（OK、NG）数据需使用PDA进行实时操作进行数据记箱制冷结果数据需通过有线网络连接至接入交换机，延迟时间≤1ms，并通过采集软件采集家用电冰箱人工检验结果（OK、NG）数据使用PDA进行实时操作记录数据，并通过无线AP上传至MES系统中，延迟时间≤20ms，间≤1ms，并通过TCP/IP接口协议对于设备层数据采集中的数据均通过有线网络传输至MES系统数据库A.3设备层采集软件家用电冰箱发泡设备PLC，通过SCADA进行协议解析，基于PPI等协议对发泡料类型（ISO）、发泡充注量（12000g）、发泡压力（130Pa）、发泡料温（20℃)、模温（50℃)、发泡流量（500g/s）、料比（1/2）等设备数据进行实时数据采A.4执行层数据存储及其他工业生产制造业务需要保持连续性，当MES服务器出现宕机或者系统崩溃，无法及时恢A.5执行层客户端软件能够实现生产过程质量状态监测的流程控制、追溯、预警、闭环等采集家用电冰箱压机岗位产品一维码（HDJ90560385R937H04100129）、压机二维码采集家用电冰箱灌注设备检测结果数据（OK）后，上传至MES系统进行流程控制，同时在工控MES客户端显示及边缘计算，通过语音播报提醒灌A.6执行层MES系统环控制。MES系统过程质量溯源数据，如过站管控结果（OK）、SN码、QR码、过站管控记录在MES系统中形成过站记录、质量报表，用于生产过程质A.7执行层系统集成及扩展SQL数据库要求能够与高级排程系统、产品全生产周期管理系统、供应商系统等数据库的无缝连接，采用标准