信息技术 车间数字孪生 参考架构-征求

ICS35.240.50 CCS L67 中中华华人人民民共共和和国国国国家家标标准准 GB/T XXXXXXXXX 信息技术 车间数字孪生 参考架构 Ination technology Workshop digital twin Reference architecture （征求意见稿） 2024 年 9 月 在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。 XXXX - XX - XX 发布XXXX - XX - XX 实施 GB/T XXXXXXXXX I 目次 前言 II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 缩略语 . 1 5 车间数字孪生参考架构 . 1 6 车间数字实体 . 2 6.1 孪生数据 . 2 6.1.1 测量感知数据 . 2 6.1.2 模型生成数据 . 3 6.1.3 车间应用数据 . 3 6.1.4 企业管理系统数据 . 3 6.2 数字模型 . 3 6.2.1 概述 . 3 6.2.2 几何模型 . 3 6.2.3 物理模型 . 3 6.2.4 行为模型 . 3 6.2.5 规则模型 . 3 7 车间数字孪生应用 . 4 7.1 概述 . 4 7.2 设备管理 . 4 7.3 工艺优化 . 4 7.4 质量控制 . 4 7.5 排产调度 . 4 7.6 物料管理 . 5 7.7 能耗管理 . 5 7.8 产线重构 . 5 7.9 生产管控 . 5 8 信息交互 . 5 8.1 概述 . 5 8.2 物理车间与车间数字实体交互 . 6 8.3 车间数字实体内部交互 . 6 8.4 车间数字实体与车间数字孪生应用交互 . 6 8.5 车间数字孪生应用与企业管理系统交互 . 6 参考文献 . 7 GB/T XXXXXXXXX II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 本文件由全国信息技术标准化技术委员会SAC/TC28提出并归口。 本文件起草单位 本文件主要起草人 GB/T XXXXXXXXX 1 信息技术 车间数字孪生 参考架构 1范围 本文件规定了车间数字孪生参考架构以及各部分主要内容。 本文件适用于离散、流程、混合等不同类型车间数字孪生的规划、建设、运维、仿真、优化和集成。 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/T 43441.1-2023 信息技术 数字孪生 第1部分通用要求 GB/T 43441.3 信息技术 数字孪生 第3部分信息交互 3术语和定义 GB/T 43441.1-2023界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 物理车间 physical workshop 由生产对象（产品）所需要的人员、设备、工具和物料等软硬件组成的复杂系统，是执行实际的生 产任务的基本单位。 注物理车间主要包括离散车间、流程车间和混合车间三种类型。 3.2 车间数字孪生 workshop digital twin 物理车间的数字化表达。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 CRM客户关系管理（Customer Relationship Management） ERP企业资源规划（Enterprise Resource Planning） KM知识管理（Knowledge Management） PDM产品数据管理（Product Data Management） PLC可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） PLM产品生命周期管理（Product Lifecycle Management） RFID射频识别（Radio Frequency Identification） SCM供应链管理（Supply Chain Management） UWB超宽带（Ultra Wide Band） 5车间数字孪生参考架构 GB/T XXXXXXXXX 2 车间数字孪生参考架构包括物理车间、车间数字实体、车间数字孪生服务，以及各部分间的信息交 互，见图1；图中虚线框部分不在本文件进一步描述。 图1车间数字孪生参考架构 图1中 物理车间是车间数字孪生建模和交互的对象，由车间实体和关联关系组成。车间实体包括 人员、制造设备、物料和环境等。关联关系包括车间布局、工艺流程、物料分配和操作流程等。 车间数字实体是物理车间的数字化映射，包括孪生数据和数字模型。见第 6 条。 车间数字孪生应用是基于物理车间和车间数字实体实现的车间管控应用。见第 7 条。 信息交互是车间数字孪生各部分之间交换数据以及其他信息的过程。参与信息交互的对象 包括物理车间与车间数字实体、车间数字实体内部各部分、物理车间、车间数字实体、车间数 字孪生应用以及企业管理系统。 除了涉及企业管理系统的信息交互外， 其他信息交互的详细描 述见第 8 条。涉及企业管理系统的信息交互不在本文件描述。 6车间数字实体 6.1孪生数据 6.1.1测量感知数据 GB/T XXXXXXXXX 3 测量感知数据是指通适当技术手段获取的孪生数据，包括但不限于设备运行状态、设备运动状态、 生产环境参数（如温度、湿度、光照等）、物料位置与状态、人员操作等实时数据。 6.1.2模型生成数据 模型生成数据是指在车间数字孪生模型构建过程中生成的数据， 包括但不限于历史生产数据、 专家 经验、车间数字孪生应用过程产生的数据等。 6.1.3车间应用数据 车间应用数据是指数字孪生系统运行过程中， 用于车间生产和管理的数据， 包括但不限于排产调度、 物料管理、工艺优化、质量控制、设备管理等数据。 6.1.4企业管理系统数据 企业管理系统数据是指自企业管理系统（如ERP、SCM、CRM、PLM、PDM、KM等）的数据，如生产计 划、市场与客户、合作伙伴、车间设备供应商数据（如图纸、模型、操作文件等）等。 6.2数字模型 6.2.1概述 数字模型，从不同视角看，有不同的模型。例如，从所要为其建模的对象看，例如，有设备模型和 物料模型、单元模型、产线模型、车间模型等。从描述的特征和属性看，有几何模型、物理模型、行为 模型、规则模型。设备模型和物料模型、单元模型、产线模型、车间模型等对象类模型通常都包含相应 的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。 本文件主要描述几何、物理、行为和规则类数字模型。 6.2.2几何模型 几何模型利用计算机图形学、CAD、CAM等领域的数字建模技术，结合各种传感器的数据采集和处理 技术，构建的车间三维几何信息，是对车间物理实体的外观形状、尺寸大小、内部结构、装配关系等进 行数字化表达。 6.2.3物理模型 物理模型是对车间物理实体的物理特征和功能特性等物理属性进行数字化表达。 物理模型是数字孪 生车间的一个重要方面，它涉及到物理车间的物质性质和