趙宏軍，王 嘯，孫嘉玉

（1.北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2.中國信息安全研究院有限公司，北京 102200）

移動終端智能工廠集成

趙宏軍1，王 嘯2，孫嘉玉1

（1.北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2.中國信息安全研究院有限公司，北京 102200）

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)

過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計劃排程。其中，集成是實現(xiàn)智能工廠的重點也是難點。將圍繞移動終端行業(yè)智能工廠的集成進(jìn)行研究，主要包括：智能設(shè)計集成、智能經(jīng)營集成與智能生產(chǎn)集成。通過對設(shè)計管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)信息管理系統(tǒng)等的集成，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。

智能工廠；系統(tǒng)集成；數(shù)據(jù)接口

1 智能工廠集成的必要性

1）智能制造與快速反應(yīng)

第一，可以用信息實現(xiàn)多方的協(xié)同工作。一條新的信息可能涉及到多個部門的工作（如產(chǎn)品設(shè)計的改動）。如果可以共享信息，就可以把串行工作變成并行并減少協(xié)同中的差錯。

第二，可以實現(xiàn)知識的復(fù)用。一個人發(fā)現(xiàn)的知識（包括產(chǎn)品部件的設(shè)計），可以被其他人、被后繼者重用，省下了不必要的開發(fā)。

第三，物質(zhì)資源的共享（分享經(jīng)濟(jì)），減少了獲得資源的時間。

第四，縮短了決策周期。把信息全面集成起來，就可以讓計算機(jī)做出科學(xué)的決策、而不是人去控制或團(tuán)隊開會決策，縮短從信息感知到執(zhí)行的時間。

第五，提高工作效率的工具。計算機(jī)仿真、CAD等手段，使得人們可以在數(shù)字世界里做試驗，從而以提高效率。

2）智能化與自動化

我們認(rèn)為智能化是自動化的延伸和發(fā)展。其中一個重要差別是：信息的來源和協(xié)同的范圍擴(kuò)張了。過去的自動化主要針對批量生產(chǎn)。在智能制造的時代，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快、批量小，甚至可能要在流水線上生產(chǎn)個性化定制的產(chǎn)品。與大批量生產(chǎn)相比，生產(chǎn)組織高度復(fù)雜、質(zhì)量控制難度大增、成本和能耗可能會顯著升高，采購和供貨的壓力大。這些相關(guān)的新問題必須被迅速感知、及時處理。從技術(shù)上看，在過去的自動化產(chǎn)線上，人們一般試圖把生產(chǎn)的“邊界”盡量固定下來、通過抑制干擾來保證質(zhì)量、成本和效率；在智能化產(chǎn)線上，更強(qiáng)調(diào)出現(xiàn)問題及時應(yīng)對這些干擾。

這時，智能制造的相關(guān)技術(shù)，如大數(shù)據(jù)監(jiān)控、信息集成就成了“雪中送炭”。從而生產(chǎn)管理才能盡可能簡單、盡可能高效。

3）智能化與代替人

智能化的首要目標(biāo)往往是快速反應(yīng)，而不是代替人。但是，代替人確實也是目的之一、甚至是非常重要的目標(biāo)。其實，讓機(jī)器代替人進(jìn)行決策和執(zhí)行，有利于快速反應(yīng)并取得更好的控制效果。

要實現(xiàn)快速反應(yīng)，除了ICT技術(shù)，還要配套其他的東西。首先，從信息感知的角度看，有些信息的獲取，不是僅憑ICT技術(shù)就能解決的。比如，要快速響應(yīng)，可能需要獲得用戶和供應(yīng)商的信息。但這要有商業(yè)模式和法規(guī)的支撐才行。其次，從決策的角度看，在可以預(yù)見的未來，人類會在很多方面作為主要的決策者，而這就要有組織模式的支持。第三，決策的執(zhí)行往往需要有物理設(shè)備的支持。

因此，智能工廠的集成有必要性又有可行性。

2 智能工廠集成范圍

2.1 縱向集成

在智能工廠內(nèi)部，通過縱向集成，把傳感器、各層次智能機(jī)器、工業(yè)機(jī)器人、智能車間與產(chǎn)品有機(jī)的整合在一起，同時確保這些信息能夠傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)中，對橫向集成、以及端到端的價值鏈集成提供支持。這種縱向集成構(gòu)成了工廠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化制造體系，這個網(wǎng)絡(luò)化制造體系有很多的模塊組成，這些模塊包括模型、數(shù)據(jù)、通信、算法等等所有必要的需求。在不同過的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，模塊化的網(wǎng)絡(luò)制造體系可以根據(jù)需要對模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，從而可以很好地滿足個性化產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。

縱向集成主要解決企業(yè)內(nèi)部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的聯(lián)通問題。

2.2 橫向集成

橫向集成是企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實現(xiàn)的一種資源整合，為實現(xiàn)各企業(yè)間的無縫合作，提供實時產(chǎn)品與服務(wù)，推動企業(yè)間研產(chǎn)供銷、經(jīng)營管理與生產(chǎn)控制、業(yè)務(wù)與財務(wù)全流程的無縫銜接和綜合集成，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等在不同的企業(yè)間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

橫向集成通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通信等等全新技術(shù)手段，對分布式的智能生產(chǎn)資源進(jìn)行高度的整合，從而構(gòu)建起在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的智能工廠間的集成。

2.3 端到端集成

在C2B模式下，需要用戶參與到產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)中來，制造企業(yè)需要用戶把他們的需求更直接的輸入到產(chǎn)品設(shè)計的各個階段，為用戶帶來更多的最佳體驗。為了實現(xiàn)這個目的，企業(yè)必須通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)與用戶的互動；也必須通過更好的的產(chǎn)品生命周期管理流程來管理產(chǎn)品的設(shè)計過程；在這個過程中，通過虛擬的設(shè)計、虛擬評估和虛擬的制造更好地把從用戶到需求到制造完美的結(jié)合在一起。

在這樣的模式下，工廠本身將對面對個性化、定制化的訂單和新產(chǎn)品的快速導(dǎo)入。這就要求工廠是非要地柔性和靈活，同時又必須要保證運(yùn)營的的高效率。實現(xiàn)柔性、靈活與高效率的統(tǒng)一，實際上最終要去實現(xiàn)的就是大規(guī)模定制的模式。從需求產(chǎn)生到滿足需求，企業(yè)又必須建立起一套端對端的集成式的拉動式生產(chǎn)模式，也就是按需求生產(chǎn)的模式。為了更好的去支撐這樣的模式，信息必須可以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、完整地流轉(zhuǎn)。

3 移動終端智能工廠集成

3.1 集成技術(shù)要求

3.1.1 信息數(shù)據(jù)接口要求

結(jié)合移動終端企業(yè)信息系統(tǒng)的實際情況，利用WIFI、WAPI、4G等無線或有線技術(shù)實現(xiàn)物理連接，再此基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能設(shè)計、智能生產(chǎn)和智能經(jīng)營涉及到的信息系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，一般的信息系統(tǒng)應(yīng)包括：

經(jīng)營管理信息系統(tǒng)，含企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理等；

研發(fā)工藝管理信息系統(tǒng)，含產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)、虛擬設(shè)計系統(tǒng)、虛擬仿真系統(tǒng)、實驗室管理系統(tǒng)等；

生產(chǎn)管控系統(tǒng)，含制造執(zhí)行管理系統(tǒng)、質(zhì)量檢測系統(tǒng)；

工廠物流系統(tǒng)，含原料庫、成品庫、配送系統(tǒng)等；

裝備管理系統(tǒng)，貼片機(jī)、波峰焊、SPI、AOI等設(shè)備以及管理系統(tǒng)。

3.1.2 信息流主要數(shù)據(jù)對象

數(shù)據(jù)交換信息流圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)交換信息流圖

主要數(shù)據(jù)對象如表1所示。

3.1.3 接口技術(shù)要求

移動終端智能工廠內(nèi)外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時應(yīng)采用：

1）OPC規(guī)范

2）企業(yè)服務(wù)總線技術(shù)

其中，OPC規(guī)范為自動化控制與過程控制系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換時采用的接口規(guī)范，包括數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器接口規(guī)范、歷史數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器接口規(guī)范、事件與報警服務(wù)器接口規(guī)范、批處理服務(wù)器接口規(guī)范、OPCDA服務(wù)器接口規(guī)范和XML DA服務(wù)器接口規(guī)范等。

企業(yè)服務(wù)總線為服務(wù)提供者和消費(fèi)者之間提供中介服務(wù)，為參與集成的各方屏蔽了硬件平臺、軟件、網(wǎng)絡(luò)和物理位置上的差異，有效地對服務(wù)進(jìn)行管理并且降低服務(wù)之間的依賴關(guān)系，提高服務(wù)調(diào)用在多變的企業(yè)應(yīng)用集成場景中的靈活性。包括消息傳輸、消息路由、消息轉(zhuǎn)換、消息驗證等核心功能，服務(wù)質(zhì)量管理、服務(wù)監(jiān)控、日志管理等管理功能和服務(wù)安全管理功能。

表1 主要數(shù)據(jù)對象

圖2 企業(yè)服務(wù)總線功能圖

企業(yè)服務(wù)總線主要內(nèi)容包括：

（1）消息傳輸：服務(wù)總線應(yīng)支持各種消息服務(wù)協(xié)議的支持，以及提供開放的服務(wù)協(xié)議定制化開發(fā)功能，允許客戶拓展服務(wù)總線的支持范圍。

（2）消息路由：部分完成消息路由的選擇，也就是利用路由標(biāo)記中的信息，為信令消息選擇一條信令鏈路，以使信令消息能傳送到目的信令點。

（3）消息轉(zhuǎn)換：根據(jù)目標(biāo)服務(wù)的調(diào)用方式和所處位置，作相應(yīng)的消息轉(zhuǎn)換和處理。

（4）消息驗證：確定消息是否有效，保證進(jìn)出的消息符合目的地服務(wù)使用者或提供者期望的格式并對驗證失敗的消息進(jìn)行報錯處理。

（5）服務(wù)質(zhì)量管理：應(yīng)有服務(wù)質(zhì)量保證管理機(jī)制，保證服務(wù)的性能和可靠性，并得到服務(wù)提供和用戶的認(rèn)可。

（6）服務(wù)監(jiān)控：服務(wù)總線應(yīng)提供服務(wù)監(jiān)控功能，使服務(wù)總線處于可監(jiān)控可管理的狀態(tài)，并能夠支持將出現(xiàn)問題的業(yè)務(wù)服務(wù)通過郵件或外部接口及時通知相關(guān)管理員。

（7）服務(wù)異常管理：服務(wù)總線應(yīng)提供異常處理功能，當(dāng)運(yùn)行時出現(xiàn)異常應(yīng)捕獲、記錄異常信息，并提供用于異常處理的接口，以便異常得到正確的處理，保證服務(wù)總線自身的健壯性。

（8）服務(wù)安全管理：應(yīng)具有服務(wù)自身安全管理功能，運(yùn)行用戶自定義安全策略，對服務(wù)的安全進(jìn)行控制。

企業(yè)服務(wù)總線應(yīng)支持間接集成、直接集成和封裝調(diào)用集成三種模式接口信息傳遞，集成接口方式如圖3所示。

圖3 集成接口方式圖

接口方式主要內(nèi)容：

（1）間接集成：主要包括通過中間文件、中間數(shù)據(jù)庫以及XML數(shù)據(jù)流等來實現(xiàn)系統(tǒng)的集成。如：通過中間文件實現(xiàn)信息集成；通過中間數(shù)據(jù)庫集成；基于XML的集成等。

（2）直接集成：當(dāng)需集成的系統(tǒng)均為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，可直接對各自數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，并交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的真正共享。

（3）封裝調(diào)用集成：通過操作集來描述可見的模塊外部接口，保證對象的界面獨立于對象的內(nèi)部表達(dá)，接口作用于對象的操作集上是對象唯一可見部分。通過調(diào)用方式使用對象。封裝以后通過接口調(diào)用就可以有效實現(xiàn)系統(tǒng)集成。如：基于API的函數(shù)調(diào)用方法；JDBC/ODBC方法等。

3.2 智能設(shè)計

3.2.1 智能設(shè)計主要內(nèi)容

移動終端設(shè)計業(yè)務(wù)包括工業(yè)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計四大設(shè)計內(nèi)容。工藝流程有焊接/印刷、芯片貼裝、自動光學(xué)檢測、回流焊、軟件下載、測試、包裝等。在智能設(shè)計、工藝工具的支撐下，運(yùn)用CAX、CAPP等，通過PLM系統(tǒng)管理所有產(chǎn)品信息，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝、采購、生產(chǎn)、物流、服務(wù)全過程管理。完成新技術(shù)、新物料、新平臺信息的收集、設(shè)計研發(fā)，并生成指導(dǎo)銷售、生產(chǎn)的產(chǎn)品信息。

實現(xiàn)設(shè)計信息系統(tǒng)和與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)等整個生命周期的全面集成。

3.2.2 智能設(shè)計集成要素

智能設(shè)計中的產(chǎn)品信息規(guī)定了制造產(chǎn)品所必須的信息和產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)則。產(chǎn)品信息應(yīng)包括產(chǎn)品設(shè)計信息、產(chǎn)品工藝信息、質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)控程序等。

智能設(shè)計集成模型如圖4所示。

圖4 智能設(shè)計集成模型圖

3.3 智能經(jīng)營

3.3.1 智能經(jīng)營主要內(nèi)容

智能經(jīng)營主要活動包括：

1）市場信息收集與分析、簽訂訂單、跟蹤訂單執(zhí)行相關(guān)采購和生產(chǎn)活動、客戶產(chǎn)品的交付等業(yè)務(wù)活動。

2）根據(jù)訂單編制生產(chǎn)計劃、物料的需求計劃，生成任務(wù)信息下達(dá)到采購和生產(chǎn)部門，監(jiān)控根據(jù)訂單變化、生產(chǎn)狀況并及時調(diào)整計劃。

3）采購活動，采購部門根據(jù)物料需求編制采購計劃，根據(jù)計劃執(zhí)行采購，包括采購的簽訂、執(zhí)行、到貨接收、檢驗入庫采購活動。同時采購部門需根據(jù)內(nèi)外因素及時調(diào)整采購計劃和訂單，確保采購計劃和訂單高效完成。

4）企業(yè)設(shè)計、采購、產(chǎn)品的制造過程、售后服務(wù)過程中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定、質(zhì)量追蹤、分析和改善活動。

3.3.2 智能經(jīng)營集成要素

智能經(jīng)營與制造執(zhí)行的接口信息主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)信息和計劃相關(guān)信息，智能經(jīng)營中根據(jù)訂單編制生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)計劃將生產(chǎn)任務(wù)信息傳遞給制造執(zhí)行。與智能物流的接口信息主要包括采購到貨信息、銷售提貨信息。

智能經(jīng)營集成模型圖如圖5所示。

圖5 智能經(jīng)營集成模型圖

3.4 智能生產(chǎn)

3.4.1 制造執(zhí)行主要內(nèi)容

制造執(zhí)行管理應(yīng)包括作業(yè)計劃編排以及制程管控，具體應(yīng)包括產(chǎn)品信息管理、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)制造管理、統(tǒng)計分析、質(zhì)量控制等活動。

作業(yè)計劃通過對ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)任務(wù)再分解，形成車間SMT、組裝、總裝工序的作業(yè)計劃，跟據(jù)作業(yè)計劃合理安排生產(chǎn)，主要活動包括：

1）根據(jù)上層信息系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)）的生產(chǎn)任務(wù)，對生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)，形成指導(dǎo)工序生產(chǎn)的生產(chǎn)工單；

2）生產(chǎn)工單并發(fā)布后，應(yīng)形成原料的備料計劃，為生產(chǎn)工單的準(zhǔn)確執(zhí)行創(chuàng)造條件。根據(jù)移動終端生產(chǎn)安排，詳細(xì)排產(chǎn)還應(yīng)生成鋼網(wǎng)、錫膏、夾具、測量設(shè)備等生產(chǎn)必須生產(chǎn)資源的準(zhǔn)備計劃。

制程管控根據(jù)生產(chǎn)、質(zhì)量和設(shè)備的動態(tài)信息，實時掌控生產(chǎn)節(jié)奏，協(xié)同各部門各作業(yè)單元高效有序生產(chǎn)，保障完成車間作業(yè)計劃的執(zhí)行，主要內(nèi)容包括：

1）在生產(chǎn)計劃的基礎(chǔ)上，對投入、貼裝、組裝、試驗、包裝等工序制造過程進(jìn)行管理；

2）在生產(chǎn)過程中跟蹤、記錄、分析各工序執(zhí)行進(jìn)度、產(chǎn)品狀態(tài)、物料消耗情況、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等信息；

圖6 制造執(zhí)行管理過程

3）根據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)信息，并結(jié)合產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)范要求，處理異常情況，調(diào)度各生產(chǎn)單元有序協(xié)同工作；

4）手機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，應(yīng)自動下載和寫入串號，即IMEI；

5）生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，包括檢驗、試驗活動以及相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。

制造執(zhí)行管理過程圖如圖6所示。

3.4.2 生產(chǎn)準(zhǔn)備集成要素

生產(chǎn)準(zhǔn)備為了完成移動終端產(chǎn)品的生產(chǎn)而必須的資源的準(zhǔn)備過程，包括人員、物料、設(shè)備、技術(shù)文件（工藝文件）、環(huán)境（溫度、濕度、無塵要求）、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。生產(chǎn)準(zhǔn)備集成模型圖如圖7所示。

圖7 生產(chǎn)準(zhǔn)備集成模型

3.4.3 生產(chǎn)制造集成要素

生產(chǎn)制造過程包括作業(yè)計劃編制、作業(yè)計劃調(diào)整、計劃執(zhí)行與跟蹤、目視化管理。為了滿足生產(chǎn)要求進(jìn)行的生產(chǎn)行程安排，包括對人員、設(shè)備等資源的最佳利用；根據(jù)此安排分派人員、設(shè)備開展生產(chǎn)活動，合理安排產(chǎn)品的生產(chǎn)次序，同時采用目視化管理方式對產(chǎn)品生產(chǎn)過程中人員、設(shè)備使用情況、物料消耗、生產(chǎn)質(zhì)量等活動進(jìn)行跟蹤，依據(jù)跟蹤結(jié)果調(diào)整作業(yè)計劃。生產(chǎn)制造集成模型圖如圖8所示。

圖8 生產(chǎn)制造集成模型

3.4.4 質(zhì)量檢測與控制集成要素

質(zhì)量管理內(nèi)容包括質(zhì)量計劃、測試數(shù)據(jù)、來料檢驗、過程質(zhì)量控制、成品檢驗、質(zhì)量分析、根據(jù)AQL計算抽檢數(shù)量確定抽檢計劃。通過智能音頻檢測、智能視頻檢測、智能老化設(shè)備等自動檢測設(shè)備（ATE）和測試系統(tǒng)協(xié)同，實現(xiàn)質(zhì)量檢測智能化。

質(zhì)量檢測與控制集成模型圖如圖9所示。

質(zhì)量管理集成應(yīng)建立在手機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，應(yīng)已實現(xiàn)生產(chǎn)信息的統(tǒng)一編碼和管理，包括測試計劃、測試裝備、測試項、測試配置的標(biāo)準(zhǔn)化。集成要素應(yīng)包括過程工藝監(jiān)視、過程質(zhì)量檢驗管理、生產(chǎn)試驗、在制品質(zhì)量異常處理和質(zhì)量統(tǒng)計。

3.4.5 智能物流主要內(nèi)容

智能物流管理智能工廠物料轉(zhuǎn)移相關(guān)的管理活動，主要內(nèi)容包括：

1）根據(jù)智能設(shè)計對產(chǎn)品和物料的定義，統(tǒng)一管理和跟蹤產(chǎn)品和物料的庫存；

2）根據(jù)智能生產(chǎn)管理要求，將特定的物料按時、按量轉(zhuǎn)移到特定的位置；

3）物料轉(zhuǎn)移過程中，協(xié)調(diào)和控制物料移動中的人員和設(shè)備，依托二維碼技術(shù)和RFID射頻識別技術(shù)獲取入庫、檢驗、出庫、倉位、包裝、裝卸搬運(yùn)、工位配送運(yùn)輸、和自制件加工流轉(zhuǎn)各個環(huán)節(jié)的物料信息，根據(jù)識別信息按照生產(chǎn)需求調(diào)配；

4）根據(jù)智能生產(chǎn)要求向智能裝備、制造執(zhí)行、智能經(jīng)營相關(guān)提供必要的物料的存量、效率、成本、質(zhì)量、位置信息；

5）存貯、運(yùn)輸工具應(yīng)具有自動感知功能，感知物料消耗情況，根據(jù)消耗自主完成物資配送，具有感知功能的設(shè)備主要為托盤和AGV。

供應(yīng)商可通過互聯(lián)網(wǎng)獲知物料使用情況，并按配送要求的品種、時間、地點等條件送貨。

3.4.6 智能物流集成要素

智能物流的集成要素包括：

1）物流相關(guān)定義信息，包括物料信息、存儲以及轉(zhuǎn)移的規(guī)則和信息等；

2）物料轉(zhuǎn)移和存儲的能力信息，例如庫房的容積、貨架和貨位狀態(tài)、運(yùn)輸工具的容積、運(yùn)送能力等；

3）物流特定信息，包括材料存儲的溫度、濕度要求；物料重量、位置等信息；

4）物流資源的管理與調(diào)配信息，物流資源包括人員、倉儲設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)備、轉(zhuǎn)運(yùn)方式，以及資源的狀態(tài)。

物流物料需求、反饋集成信息屬性應(yīng)符合制造執(zhí)行部分物料需求屬性表的要求。

智能物流集成模型圖如圖10所示。

圖10 智能物流集成模型

3.4.7 智能裝備主要內(nèi)容

智能裝備的主要內(nèi)容包括智能工廠中設(shè)備的協(xié)調(diào)、維護(hù)、跟蹤和數(shù)據(jù)采集，設(shè)備的協(xié)調(diào)、維護(hù)和跟蹤活動主要包括：

1）設(shè)備的故障的維護(hù)；

2）制定設(shè)備維護(hù)計劃，并按計劃開展預(yù)防性維護(hù)；

3）對裝備進(jìn)行在線檢測，提供裝備的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)開展預(yù)測性維護(hù)工作；

4）軟件下發(fā)管理：生產(chǎn)測試的遠(yuǎn)程配置、檢查、自動管理；

5）接收制造執(zhí)行系統(tǒng)指令，根據(jù)智能設(shè)計系統(tǒng)、智能物流系統(tǒng)傳遞的信息，開展制造相關(guān)活動，收集、監(jiān)測生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)績效和質(zhì)量信息，反饋信息到相關(guān)系統(tǒng)；

6）貼片前自動比對料站。

智能裝備的采集活動包括：

1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集：通過與通訊控制、插件管理接口來實現(xiàn)對手機(jī)生產(chǎn)測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和各項測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一收集、分析、管理；

2）數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗：實現(xiàn)入庫數(shù)據(jù)規(guī)范性校驗，提供準(zhǔn)確、完整的測試數(shù)據(jù)；

3）手機(jī)生產(chǎn)測試站管理：R&R分析、自動點檢、測試站異常自動報警；

4）車間生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集：溫度、濕度、塵埃顆粒度等；

5）借助二維碼和RFID射頻標(biāo)簽實現(xiàn)物料流轉(zhuǎn)過程中數(shù)據(jù)采集；

6）借助CPS實時采集物料、設(shè)備、工具、人員的位置信息。

3.4.8 智能裝備集成要素

在CPS集成的基礎(chǔ)上，智能裝備的信息集成應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1）獲取智能設(shè)計系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)的生產(chǎn)指令、物料的信息、參數(shù)、工藝要求等；

2）將生產(chǎn)過程中獲取的物料數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、生產(chǎn)績效數(shù)據(jù)反饋給相應(yīng)的處理系統(tǒng)；

3）智能測試設(shè)備、實驗設(shè)備應(yīng)能實時連接制造執(zhí)行系統(tǒng)，及時反饋測試物料的物料信息、批次號、測試問題、位號（元器件）等；

4）接收智能物流系統(tǒng)的物料需求種類、數(shù)量、時間、位置信息，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果反饋給智能物流系統(tǒng)；

5）應(yīng)根據(jù)設(shè)備維護(hù)的計劃、請求，將設(shè)備的維護(hù)信息傳遞給制造執(zhí)行系統(tǒng)；

6）應(yīng)根據(jù)智能裝備監(jiān)測結(jié)果，將設(shè)備的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞給制造執(zhí)行系統(tǒng)。

應(yīng)根據(jù)作業(yè)計劃，自動選擇NC程序，并確定NC程序的切換時間。

智能裝備集成要素應(yīng)符合制造執(zhí)行過程數(shù)據(jù)要求。

智能裝備集成模型圖如圖11所示。

4 結(jié)束語

智能工廠各信息系統(tǒng)之間通過接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互與信息集成（如設(shè)備現(xiàn)場總線技術(shù)、企業(yè)服務(wù)總線ESB等）。企業(yè)智能工廠包括設(shè)計管理系統(tǒng)（如PLM、CAPP、CAD/EDA、CAE/CAT、CAM等）、經(jīng)營管理與物流管理系統(tǒng)（如ERP、CRM、SRM、OA等）、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、自動化控制管理系統(tǒng)（如DNC、FMS、PLC、自動化立體庫等）。自動化控制管理系統(tǒng)使用現(xiàn)場總線技術(shù)通過環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)將感知層物理屬性轉(zhuǎn)化后的信息集成到互聯(lián)網(wǎng)上；設(shè)計管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理與物流管理系統(tǒng)、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)通過對感知層反饋信息的分析與計算，形成決策信息后，再通過自動化控制管理系統(tǒng)發(fā)布控制指令，從而實現(xiàn)對底層物理設(shè)備“感”、“聯(lián)”、“知”、“控”的閉環(huán)管理。

圖11 智能裝備集成模型

[1] 徐海,徐慶波.智能工廠集成方法研究[J].電子測試,2016(Z1):154-157.

[2] 劉磊.智能工廠建設(shè)理論與實踐探索[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016(16).

兩化融合評估標(biāo)準(zhǔn)正式通過國際標(biāo)準(zhǔn)立項

信息化和工業(yè)化融合是我國加快建設(shè)制造強(qiáng)國的重要戰(zhàn)略，兩化融合標(biāo)準(zhǔn)化工作大力推動了我國信息化和工業(yè)化領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展。為提升兩化融合工作的國際影響力，在兩化融合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)研制和宣傳貫徹的同時，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會會同工業(yè)和信息化部開展了兩化融合國際標(biāo)準(zhǔn)的研制和立項組織工作。

自2013年起，全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC159）在兩部委的指導(dǎo)下開展了大量兩化融合標(biāo)準(zhǔn)化成果的國際宣傳和交流活動，為后續(xù)的國際標(biāo)準(zhǔn)立項奠定了基礎(chǔ)。SAC/TC159秘書處單位北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所于2014年12月1日向國家標(biāo)準(zhǔn)委提交了兩化融合國際標(biāo)準(zhǔn)草案，國家標(biāo)準(zhǔn)委國際合作部審查后向ISO/TC184/SC5提出了兩化融合國際標(biāo)準(zhǔn)提案，并于2015年3月成立兩化融合國際標(biāo)準(zhǔn)研究組ISO/TC184/SC5/A3ISG，由我國專家浙江大學(xué)蘇宏業(yè)教授擔(dān)任組長和項目負(fù)責(zé)人。經(jīng)過兩年努力，在2017年2月發(fā)出國際標(biāo)準(zhǔn)提案投票，ISO 22549-1 Assessment on convergence of informatization and industrialization for industrial enterprises -- Part 1: Principles and framework，中文名稱為《工業(yè)企業(yè)工業(yè)化和信息化融合評估——第一部分：總則和框架》。此次投票于2017年4月28日結(jié)束，參與ISO 22549-1投票的國家成員體共15個，其中，7個國家成員體同意立項、6個國家成員體棄權(quán)、2個國家成員體反對，中國、韓國、瑞典和以色列指派了專家參與標(biāo)準(zhǔn)制定，投票結(jié)果符合ISO國際標(biāo)準(zhǔn)立項要求，經(jīng)ISO/TC184/SC5秘書處和ISO中央秘書處確認(rèn)通過立項。

ISO 22549規(guī)范化了兩化融合評估的模型、指標(biāo)和過程，是我國在兩化融合領(lǐng)域的第一個走向國際的工作提案，也是該領(lǐng)域第一個被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)可的工作提案，它引起了國際上對兩化融合的關(guān)注，是我國在兩化融合領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作的一個重要里程碑。

TC159標(biāo)委會 中國機(jī)電一體化協(xié)會

Mobile terminal intelligent factory integration

ZHAO Hong-jun1, WANG Xiao2, SUN Jia-yu1

TP29

：A

1009-0134(2017)06-0125-07

2017-04-26

趙宏軍（1976 -），男，河南人，本科，主要從事企業(yè)管理咨詢、兩化融合咨詢、企業(yè)信息化項目管理、智能制造方案咨詢及智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究。