5家用電器生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)本文件規(guī)定了家用電器生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)架構(gòu)和本文件適用于家用電器生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GB/T22239-2019《信息安全技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)安全等GB/T39204-2022《信息安全技術(shù)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)要GB/T39786-2021《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)密質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)qualityconditionmoni通過傳感器或系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備收集和記錄生產(chǎn)過程質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)信息的對(duì)采集的生產(chǎn)過程質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理4縮略語6BI：商業(yè)智能（BusinessIntelligencMES：制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem）PDA：個(gè)人數(shù)字助理（PersonalDigitalAssistanPLC：可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicControllPON：無源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwoSCADA：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcqWEB：萬維網(wǎng)（WorldWideWeb）Modbus：標(biāo)準(zhǔn)串行通訊協(xié)議OPCUA：開放式平臺(tái)通信統(tǒng)一架構(gòu)（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture）MQTT：消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議（MessageQueuingTelemetryTransport）5.1參考架構(gòu)生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)參考架構(gòu)見圖1，參考架構(gòu)應(yīng)由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、執(zhí)行層、應(yīng)用5.2參考架構(gòu)描述基于PDA、檢測(cè)及工控等設(shè)備在生產(chǎn)過程中監(jiān)測(cè)并輸出質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過協(xié)議解析、數(shù)據(jù)交換機(jī)、工業(yè)PON等，無線網(wǎng)絡(luò)最主要包括5G網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)傳輸至執(zhí)行層MES系統(tǒng)中，進(jìn)行生產(chǎn)過程檢驗(yàn)、過程防錯(cuò)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及質(zhì)量追溯，并將其數(shù)據(jù)信息與其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行交互、計(jì)算和75.3各層級(jí)架構(gòu)5.3.1.2設(shè)備層應(yīng)具備對(duì)各類設(shè)備的協(xié)議解析能力，并通過無線、有線等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)b)SCADA采集軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類PLC設(shè)備的數(shù)據(jù)5.3.1.4通過SCADA、數(shù)據(jù)庫直連等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有傳感器、PLC、數(shù)據(jù)庫等監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)抓取和數(shù)據(jù)采集，家用電器生產(chǎn)過程中采集數(shù)數(shù)據(jù)類別數(shù)據(jù)名稱示例原材料數(shù)據(jù)物料信息供應(yīng)商名稱、規(guī)格型號(hào)、數(shù)量、物料批次、物料質(zhì)量信息等材料性能數(shù)據(jù)板材力學(xué)性能、材料組分等電器件數(shù)據(jù)額定電壓、額定電流、額定功率等工藝參數(shù)數(shù)據(jù)工藝參數(shù)配置信息注塑成型溫度（如180℃±5℃)、焊接壓力（如0.5MPa）等工藝參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)泡溫度、板材擠出壓力等在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)物流數(shù)據(jù)發(fā)貨時(shí)間、到貨時(shí)間、庫存數(shù)量、庫位位置等沖壓設(shè)備數(shù)據(jù)沖壓速度、沖壓壓力、模具間隙等注塑設(shè)備數(shù)據(jù)注射壓力、合模力、頂出力等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障報(bào)警信息（如E1：溫度傳感器異常）…設(shè)備維護(hù)記錄維保記錄、故障記錄…總裝過程數(shù)據(jù)總產(chǎn)量、返修量、螺釘槍參數(shù)等報(bào)警信息缺料、設(shè)備故障、質(zhì)量預(yù)警等產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)產(chǎn)品型號(hào)信息型號(hào)名稱、生產(chǎn)條碼、工作單號(hào)等環(huán)境與人員數(shù)據(jù)廢棄物分類記錄料邊角料重量、回收率等能耗數(shù)據(jù)用電量、用水量等環(huán)境數(shù)據(jù)水體重金屬含量、氣體氨氮含量、水體重金屬含量、氣體氨氮含量、空氣PM2.5、產(chǎn)品碳排放量人員數(shù)據(jù)員工班次、上下崗記錄…質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)批次合格率出廠合格率返工記錄返工原因、返工記錄、生產(chǎn)條碼…8過程檢驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)值、檢驗(yàn)結(jié)論、SPC控制圖數(shù)據(jù)等缺陷數(shù)據(jù)缺陷種類、每種數(shù)量、發(fā)生時(shí)間、對(duì)應(yīng)條碼等5.3.2.1網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)具備包含有線、無線兩種網(wǎng)絡(luò)方式在內(nèi)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，用于生產(chǎn)過程質(zhì)5.3.2.2網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)具備數(shù)據(jù)安全防護(hù)能力，具有工業(yè)網(wǎng)閘、防火墻等安全管理措施，確）：產(chǎn)品的抽檢；設(shè)備檢驗(yàn)采集，用于對(duì)設(shè)備檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行b）過程防錯(cuò)：必過屬性防錯(cuò)，用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程必過崗位的質(zhì)量閾值防錯(cuò)；關(guān)鍵件防警提示防錯(cuò)；防錯(cuò)檢驗(yàn)閉環(huán)，用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程c）狀態(tài)監(jiān)測(cè)：工藝參數(shù)配置，用于工藝標(biāo)準(zhǔn)的制定規(guī)范；工藝執(zhí)行產(chǎn)過程中的工藝狀態(tài)監(jiān)控；質(zhì)量執(zhí)行狀態(tài)，用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)控；設(shè)態(tài)監(jiān)控，用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)d）質(zhì)量追溯：缺陷檢驗(yàn)返修，用于不良產(chǎn)品崗位質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄、預(yù)警便于后期質(zhì)量問題追溯；客戶碼校準(zhǔn)，用于不同產(chǎn)品對(duì)5.3.3.2執(zhí)行層應(yīng)配置滿足生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及服務(wù)器設(shè)備設(shè)施等。存儲(chǔ)據(jù)的交互、存儲(chǔ)和安全。服務(wù)器需基于系統(tǒng)架構(gòu)高可靠性具備容災(zāi)、線性擴(kuò)容等能力。5.3.3.3執(zhí)行層應(yīng)具備質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的交互能力，實(shí)現(xiàn)與相關(guān)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)5.3.3.4執(zhí)行層交互數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)包含但不限于高級(jí)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)、供應(yīng)商管理系統(tǒng)、產(chǎn)/發(fā)布、版本追溯控制、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)庫維護(hù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、過站記錄查詢、質(zhì)量分析報(bào)表等9c）BI大屏，用于生產(chǎn)過程中質(zhì)量指標(biāo)的監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)分析展示。通過BI大屏，可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ）實(shí)時(shí)監(jiān)控、缺陷模式柏拉圖分析、過不良品處置審批、質(zhì)量數(shù)據(jù)看板調(diào)閱及跨部門協(xié)作工單f）數(shù)據(jù)決策平臺(tái)，用于長(zhǎng)周期、全量數(shù)據(jù)采集、處理、分析和共享，實(shí)現(xiàn)過程質(zhì)量管理的績(jī)效評(píng)價(jià)、驅(qū)動(dòng)改善和決策支持。數(shù)據(jù)決策6.1硬件要求a）支持并配置系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)硬件環(huán)境設(shè)施，包含但不限于數(shù)據(jù)采集設(shè)備、b）系統(tǒng)硬件應(yīng)具備防止數(shù)據(jù)非法訪問、數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊等環(huán)境設(shè)施，確保數(shù)據(jù)信c）系統(tǒng)應(yīng)滿足99.99%的運(yùn)行時(shí)間，支持至少200個(gè)并發(fā)同時(shí)使用；6.2.2.1軟件性能穩(wěn)定、可靠，能夠滿足在制軟件運(yùn)行過程中遇到停電、斷網(wǎng)的情況，能6.2.2.2軟件應(yīng)具有靈活性和可擴(kuò)展性，支持并實(shí)現(xiàn)與其他生產(chǎn)管理、工藝管理、及相關(guān)人員關(guān)注生產(chǎn)過程質(zhì)量的異常情況并及實(shí)現(xiàn)加密、防護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分權(quán)限訪問、限制非法訪問、防護(hù)數(shù)據(jù)篡6.3.1生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全要求應(yīng)滿足GB/T22239-2019網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》中網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、工業(yè)控制系統(tǒng)等安全防護(hù)措施。在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施如VPN、數(shù)據(jù)加密、備份機(jī)制、災(zāi)難恢復(fù)、訪問控制等安全舉措，在工業(yè)控制施如工業(yè)防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等安全舉措，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸安6.3.2生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及設(shè)施應(yīng)滿足GB/T39204-基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)要求》、GB/T39786-中的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)預(yù)警、安全擴(kuò)展等相A.1設(shè)備層數(shù)據(jù)采集對(duì)于人工檢驗(yàn)家用電冰箱外觀結(jié)果（OK、NG）數(shù)據(jù)需使用PDA進(jìn)行實(shí)時(shí)操作進(jìn)行數(shù)據(jù)記箱制冷結(jié)果數(shù)據(jù)需通過有線網(wǎng)絡(luò)連接至接入交換機(jī)，延遲時(shí)間≤1ms，并通過采集軟件采集家用電冰箱人工檢驗(yàn)結(jié)果（OK、NG）數(shù)據(jù)使用PDA進(jìn)行實(shí)時(shí)操作記錄數(shù)據(jù)，并通過無線AP上傳至MES系統(tǒng)中，延遲時(shí)間≤20ms，間≤1ms，并通過TCP/IP接口協(xié)議對(duì)于設(shè)備層數(shù)據(jù)采集中的數(shù)據(jù)均通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸至MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫A.3設(shè)備層采集軟件家用電冰箱發(fā)泡設(shè)備PLC，通過SCADA進(jìn)行協(xié)議解析，基于PPI等協(xié)議對(duì)發(fā)泡料類型（ISO）、發(fā)泡充注量（12000g）、發(fā)泡壓力（130Pa）、發(fā)泡料溫（20℃)、模溫（50℃)、發(fā)泡流量（500g/s）、料比（1/2）等設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采A.4執(zhí)行層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及其他工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)需要保持連續(xù)性，當(dāng)MES服務(wù)器出現(xiàn)宕機(jī)或者系統(tǒng)崩潰，無法及時(shí)恢A.5執(zhí)行層客戶端軟件能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)的流程控制、追溯、預(yù)警、閉環(huán)等采集家用電冰箱壓機(jī)崗位產(chǎn)品一維碼（HDJ90560385R937H04100129）、壓機(jī)二維碼采集家用電冰箱灌注設(shè)備檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)（OK）后，上傳至MES系統(tǒng)進(jìn)行流程控制，同時(shí)在工控MES客戶端顯示及邊緣計(jì)算，通過語音播報(bào)提醒灌A.6執(zhí)行層MES系統(tǒng)環(huán)控制。MES系統(tǒng)過程質(zhì)量溯源數(shù)據(jù)，如過站管控結(jié)果（OK）、SN碼、QR碼、過站管控記錄在MES系統(tǒng)中形成過站記錄、質(zhì)量報(bào)表，用于生產(chǎn)過程質(zhì)A.7執(zhí)行層系統(tǒng)集成及擴(kuò)展SQL數(shù)據(jù)庫要求能夠與高級(jí)排程系統(tǒng)、產(chǎn)品全生產(chǎn)周期管理系統(tǒng)、供應(yīng)商系統(tǒng)等數(shù)據(jù)庫的無縫連接，采用標(biāo)準(zhǔn)