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GB／T 40647-2021 智能制造 系统架构.pdf简介：

GB/T 40647-2021是中国国家标准，全称为《智能制造 系统架构简介》，该标准主要规定了智能制造系统的基本架构、组成部分、功能模块及其相互关系，以及智能制造系统的基本设计原则和方法。智能制造，是利用现代信息技术，实现制造过程的智能化，包括设计、制造、服务等全过程的智能化。

该标准涵盖了智能制造系统的顶层架构，包括但不限于：设备层、网络层、平台层、应用层和决策层。设备层负责具体的操作和执行，网络层提供通信和数据传输，平台层则是数据处理和分析的中心，应用层提供各种业务应用，如生产管理、质量控制等，而决策层则根据数据分析结果进行决策和优化。

该标准旨在为智能制造的发展提供技术指导，推动智能制造系统的标准化和规范化，促进制造业的数字化、网络化和智能化转型，提升制造业的竞争力。

GB／T 40647-2021 智能制造 系统架构.pdf部分内容预览：

智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征三个维度给出智能制造的对象及其之间的关 系，每个维度包含5个主要组成部分。图1给出该架构的三维结构

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图1智能制造系统架构

生命周期维度由设计、生产、物流、销售、服务组成。 注1：生命周期包含产品、制造系统和工厂的生命周期。不同行业、不同类型企业的产品的生命周期构成有所不同、 活动先后顺序可能会有差别。有些产品并不涉及完整的生命周期， 系统层级维度由设备层、单元层、车间层、企业层和协同层组成 注2：系统层级根据企业生产活动的功能层次进行划分GB 50883-2013 轻金属冶炼机械设备安装工程质量验收规范，不同类型的行业的功能相近的层次其实际物理位置的映射 可能不同。 智能特征维度由资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态组成。 智能制造系统架构使用示例见附录A，生命周期维度与系统层级维度之间的关系见附录B，生命周期 度与智能功能维度之间的关系见附录C，不同利益相关方对智能制造系统架构的解读/使用见附录D。

设计是指根据企业的所有约束条件以及所选择的技术对需求进行实现和优化的过程。设计一般

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包括： a） 产品需求分析； 6 产品企划； ） 外观与产品设计； d 工艺设计； e） 系统测试规划； f 试验验证； g） 最终设计； 最终试验； i） 设计定型。 注：上述过程对新产品设计、生产系统设计均适用。宜使用产品数据管理、产品生命周期管理、模拟仿真实现设计 过程。在设计过程中可接受如生产、服务等阶段对设计的反馈，并在设计过程中及时调整改进， 示例：在流程制造行业中，设计是指根据企业的所有约束条件以及所选择的技术对需求进行构造、仿真、验证、优化 等研发活动过程。可包括需求分析、概念定义、规划设计、质检规划、试验验证、辅助制造、设计与制造集成等业务活动， 并同相应数字化工具、信息系统相结合的完整过程，流程行业中设计阶段测试验证主要采用模拟仿真方法。

生产是指通过将物料进行加工、运送、装配、检验等活动创造产品的过程。生产一般包括： a） 设备安装调试： b）加工； c 装配； d）运送； e）检验。 示例：通过计划排产、质量管理、能源管理等生产管理方法，联合自主控制系统实现生产过程。可利用智能制造装 备、实时数据采集、大数据分析等技术手段实现对生产现场的透明管控，质量问题的优化分析，生产过程的智能调度等 用检测技术全流程控制技术等实现生产过程的优化运行

物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。物流一般包括 a）运输； b）储存； c）装卸搬运； d）包装； e）配送。 示例：使用自动导引运输 物流仿具其软件实现物流过程

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服务是指产品提供者与客户接触过程中所产生的一系列活动的过程及其结果。服务一般包括： 客户培训； b）产品维护； ） 配件管理； d）返厂维修； e） 报废回收。 示例：对智能装备、产品开展远程运维服务，并收集产品在使用中的实时数据，开展故障诊断、预测性维护等业务 寸用以优化产品的设计过程

设备层是指企业利用传感器、仪器仪表、机器、装置等，实现实际物理流程并感知和操控物理流程的 层级，是其以上所有层级的基础。该层级的实际物理位置的映射一般为：流程型行业为设备单体，离散 型行业为单机、单体装置。层级功能是生产过程的传感和操纵。 实现其功能的应用装置或系统一般包括： a）输人装置：传感器、仪表、编码识别、信号转换； b）输出装置：执行机构、驱动器、状态指示； C）输入输出混合装置：人机界面

车间层是指实现面向工厂或车间的生产管理的层级，是连接相邻层级的接口层级。层级功能是为 生产预期最终产品进行工作流程及方法控制。包括保持记录并优化生产过程、分派生产、详细生产调 度、可靠性保证等。 实现其功能的应用系统一般包括： a）生产制造执行系统； b） 物流仓储管理系统； C）人员、设备、资源及环境管理系统； d）车间监控可视化系统，

车间层是指实现面向工厂或车间的生产 产预期最终产品进行工作流程及方法控制 、可靠性保证等。 实现其功能的应用系统一般包括： a）生产制造执行系统； b) 物流仓储管理系统； c）人员、设备、资源及环境管理系统； d）车间监控可视化系统。

注，列举的应用系统的功能可能有所交叉重叠

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企业层是实现面向企业经营管理的层级，是其下部层级的信息转化为商业运营活动的层级。层级 功能一般是财务会计、市场营销、生产运作、人力资源、企业研发与采购管理。 实现其功能的应用系统一般包括： a）设计研发方面：计算机辅助工程和制造系统、信息知识库系统； b 生产运营方面：企业资源计划管理系统、产品全生命周期管理系统、办公自动化系统； C 采购物流方面：供应链管理系统； d 销售和服务方面：客户关系管理系统； e 财务与人力资源方面：财务、人力资源管理系统 可视化方面：商业智能和企业可视化系统。 注，列举的应用系统的功能可能有所交叉重叠

协同层是企业实现其外部信息互联和共享，实现跨企业间业务协同的层级，层级功能是其下部层级 的信息通过企业外部网络活动实现互联互通的层级。 实现其功能的应用系统一般包括： a）设计协同； b）生产协同； c）供应链协同； d）销售协同

资源要素是指企业从事生产时所需要使用的资源或工 应包活智能制造过程中涉及的所有的物 理实体和信息对象。 物理实体包括人员、设备、原料、产品、能源等， 信息对象包括设计、生产、物流、销售、服务等过程中产生的所有数据

互联互通是指通过有线或无线通信网络、规范化通信协议与接口，实现资源要素之间以及企业之间 的数据传递与参数语义互换的层级，包括工厂内和工厂外两种互联互通类别， 互联可以是某一个工厂内部生产现场的资源要素和信息管理等系统间的网络连接与数据传输（工 内互联），也可以是企业上下游间、企业与用户、企业与产品间的网络连接与数据传输（工厂外互联）。 互通是指建立数据的结构和规范，使资源要素间以及企业之间传递的数据和信息能够被正确/准确 理解和利用.使得异构数据在参数语义层面能够互换

融合共享是指在互联互通的基础上，利用云计算、大数据等新一代信息通信技术，基于信息标 规范化，实现信息协同共享的层级。 融合是指综合多源智能制造信息，通过数据存储、数据清洗、数据转换等多级多层面的处理，以 确的对象状态估计，完整、及时的对象属性、态势和影响估计，使不同设备、不同信息系统之间实

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合目标。 共享是在融合基础上，结合分布式协同等先进技术实现智能制造数据、信息、知识的交流与共用。 融合共享的前提是互联互通，融合共享为系统集成层级提供可靠的数据信息资源。融合共享贯穿 于智能制造全生命周期管理的全流程，同时为系统层级各阶段提供必要的数据信息资源支撑。

系统集成是指企业实现智能制造过程中的智能装备、智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能 工广之间，以及智能制造系统等不同功能系统之间的数据交换和功能互联，为企业提供基础的信息集 成、应用集成、过程集成和商业集成服务。智能制造涉及贯穿企业设备层、单元层、车间层、工厂层、协同 层不同层面的纵向集成，跨资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态不同级别的横向集成 以及覆盖设计、生产、物流、销售、服务的端到端集成 系统集成层级涵盖了系统层级维度，为系统层级中车间层、企业层以及协同层等的集成提供技术支

新兴业态是企业为形成新型产业形态进行企业间价值链整合的层级。包括但不限于以下三种 模式： a） 大规模个性化定制，是指通过新一代信息技术和柔性制造技术，以模块化设计为基础，以接近 大批量生产的效率和成本满足客户个性化需求的服务模式； b）运维服务，是指通过对设备（系统）的状态远程监测和健康诊断，实现对复杂系统快速、及时、正 确诊断和维护，全面分析设备现场实际使用运行状况，为设备（系统）设计及制造工艺改进等后 续产品的持续优化提供支撑的服务模式； 网络协同制造，是指基于网络化制造资源协同云平台，构建面向特定需求的基于网络的制造系 统，突破空间对企业生产经营范围和方式的约束，实现资源优化配置的服务模式

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图A.1CAD在智能制造系统架构中的位置

目前，CAD正逐渐从传统的桌面软件向云服务平台过渡。下一步，结合CAD的云端化、基于 定义（MBD)以及基于生产（MBM)等技术发展趋势，将制定新的CAD标准。CAD在智能制造系 统架构中的位置相应会发生变化，见图A.2。

目前，CAD正逐渐从传统的桌面软件向云服务平台过渡。下一步，结合CAD的云端化、基于 定义（MBD)以及基于生产（MBM)等技术发展趋势，将制定新的CAD标准。CAD在智能制造系 统架构中的位置相应会发生变化，见图A.2

图A.2CAD在智能制造系统架构中的位置变化

工业机器人位于智能制造系统架构生命周期的生产和物流环节、系统层级的设备层级和单元层

以及智能特征的资源要素，见图A.3

以及智能特征的资源要素33.《电力工程电缆设计规范》50217－2007，见图A.3

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图A.3工业机器人在智能制造系统架构中的位

工业网络主要对应生命周期维度的全过程，系统层级维度的设备、单元、车间和企业，以及智能特 的互联互通，见图A.4

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L14SJ170 YTONG砂加气混凝土砌块自保温体系建筑构造.pdf图A.4工业网络在智能制造系统架构中的位置

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附 录 B （资料性） 生命周期维度与系统层级维度之间的关系