ICS21.120.20

CCSJ19

TCMCA

中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會團體標準

T/TCMCAXXXX—XXXX

聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)指南

Coupling-Guidelinesforintelligentplantsconstruction

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會??發(fā)布

T/TCMCAXXXX—XXXX

聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)指南

1范圍

本文件給出了聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)的總體框架、智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能裝備、系統(tǒng)集成和安

全管理的建議。

本文件適用于GB/T12458規(guī)定的聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12458聯(lián)軸器分類

GB/T38129-2019智能工廠安全控制要求

GB/T41255-2022智能工廠通用技術(shù)要求

3術(shù)語和定義

GB/T38129-2019、GB/T41255-2022界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

智能化工廠intelligentplants

基于全面互聯(lián)、智能控制、安全可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，采用新一代信息技術(shù)和先進制造技術(shù)，綜合運

用智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能裝備、系統(tǒng)集成、安全管理等生產(chǎn)全流程、管理全方位和產(chǎn)品全生命周期，

實現(xiàn)響應(yīng)時間短、資源消耗少、質(zhì)量效益高、運營成本低、環(huán)境生態(tài)友好的現(xiàn)代工廠。

[來源：GB/T38129-2019，3.11，有修改]

3.2

產(chǎn)品生命周期productfulllifecycle

包括市場需求調(diào)研階段、產(chǎn)品開發(fā)階段、產(chǎn)品設(shè)計階段、產(chǎn)品制造階段、銷售階段和售后服務(wù)階段

等的全部時間的總稱。

［來源：GB/T41255-2022,3.2］

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

5G∶第五代移動通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology）

AGV∶自動導引運輸車（AutomatedGuidedVehicle）

BOM∶物料清單（BillOfMaterials）

CAD∶計算機輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign）

CRM∶客戶關(guān)系管理（CustomerRelationshipManagement）

ERP∶企業(yè)資源計劃（EnterpriseResourcePlanning）

PLM∶產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）

PLC∶可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）

MES∶制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem）

WMS∶倉儲管理系統(tǒng)（WarehouseManagementSystem）

RFID∶射頻識別（RadioFrequencyIdentification）

1

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SPC∶統(tǒng)計過程控制（StatisticalProcessControl）

5建設(shè)總體框架

聯(lián)軸器智能化工廠的建設(shè)可包括智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能裝備、系統(tǒng)集成和安全管理等關(guān)鍵技術(shù)，

總體框架示例如圖1所示。

圖1聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)總體框架示例圖

6智能設(shè)計

6.1概述

基于聯(lián)軸器生命周期，確定聯(lián)軸器數(shù)字化設(shè)計的方法和工具，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)（包括設(shè)計、生產(chǎn)、使用、

服務(wù)、維修）數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析與決策。

6.2聯(lián)軸器數(shù)字化設(shè)計及仿真

6.2.1聯(lián)軸器數(shù)字化設(shè)計

以PLM系統(tǒng)為核心，集成CRM、CAD等應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計，宜具有下列功能場景：

a)訂單數(shù)據(jù)傳遞過程包含：

1)客戶需求在線同步；

2)產(chǎn)品訂單自動拆分；

3)訂單任務(wù)自動分配；

4)使用工況信息迭代。

b)設(shè)計過程包含：

1)技術(shù)參數(shù)的快速轉(zhuǎn)換；

2)可驅(qū)動的參數(shù)化模型自動生成，含BOM、模型和技術(shù)文件；

3)質(zhì)量控制計劃自動生成；

4)成本信息自動生成。

c)形成分級共享的產(chǎn)品設(shè)計知識庫，如使用工況數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品模型庫、質(zhì)量數(shù)據(jù)庫、成本數(shù)據(jù)

庫等。

2

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6.2.2聯(lián)軸器仿真分析

通過與仿真工具的集成，宜對聯(lián)軸器的關(guān)鍵零部件，如叉頭、十字包、中心軸、齒輪、花鍵副、膜

片組件、彈性組件等及連接件的強度和裝配干涉等進行產(chǎn)品仿真分析與優(yōu)化，主要包括聯(lián)軸器的線性靜

態(tài)分析、非線性分析、疲勞分析以及運動仿真等多種類型分析。

6.3工藝數(shù)字化設(shè)計及仿真

6.3.1工藝數(shù)字化

可根據(jù)聯(lián)軸器關(guān)鍵零件的工藝結(jié)構(gòu)特征，以PLM系統(tǒng)為核心，并與CAD、CAM等不同應(yīng)用系統(tǒng)的集成，

實現(xiàn)工藝數(shù)字化設(shè)計，宜包含：

a)設(shè)計模型和設(shè)計BOM直接轉(zhuǎn)化成工藝模型和工藝BOM；

b)生成三維結(jié)構(gòu)化工藝（工序卡片、工藝規(guī)程、工時定額等）；

c)匹配工藝資源（設(shè)備、刀具、工裝夾具、檢具）；

d)自動輸出零件工序/工步的檢測項（尺寸/形位公差/粗糙度）；

e)形成產(chǎn)品工藝知識庫（材料定額庫、工時定額庫、輔料庫、工藝資源庫、特征庫、工藝模型庫

等）。

6.3.2工藝仿真優(yōu)化

聯(lián)軸器宜根據(jù)需求對關(guān)鍵零件開展生產(chǎn)工藝CAM仿真分析，進行虛擬加工制造，并完成工時自動計

算。

7智能生產(chǎn)

7.1概述

聯(lián)軸器智能生產(chǎn)宜包含生產(chǎn)排程、生產(chǎn)制造管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、異常監(jiān)控與管理等主要功

能模塊，可通過ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)制造管理模式，實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的精細化管理。

注：本文件提及的智能生產(chǎn)是指對聯(lián)軸器關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)過程（含熱處理、機械加工、焊接、裝配、調(diào)試、噴涂）

通過信息化、自動化和數(shù)據(jù)分析等技術(shù)和管理手段,建立面向聯(lián)軸器智能工廠車間執(zhí)行的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。

7.2生產(chǎn)排程

聯(lián)軸器生產(chǎn)排程宜根據(jù)訂單和工序要求，構(gòu)建基于裝配需求以及物料配套邏輯關(guān)系的拉動計劃管理

機制，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)計劃排程，并通過排程系統(tǒng)進行生產(chǎn)進度的實時監(jiān)控、過程反饋以及動態(tài)調(diào)整等，

以實現(xiàn)生產(chǎn)的透明化管理和生產(chǎn)資源負荷管理。

聯(lián)軸器生產(chǎn)排程包含下列幾種：

a)三級計劃排產(chǎn)；

b)模擬排產(chǎn)；

c)多能力約束人機協(xié)同排產(chǎn)。

7.3生產(chǎn)作業(yè)

根據(jù)生產(chǎn)計劃將生產(chǎn)工單、工藝圖紙、SOP等工藝文件自動下發(fā)至各生產(chǎn)單元，實現(xiàn)無紙化作業(yè)指

導。生產(chǎn)制造過程基于二維碼、條形碼、RFID等識別技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程人員、設(shè)備、物料等信息的

自動收集和數(shù)字化報工、轉(zhuǎn)序等操作，生產(chǎn)作業(yè)結(jié)果同時自動反饋上傳至MES系統(tǒng)。

聯(lián)軸器生產(chǎn)作業(yè)宜包含下列內(nèi)容：

a)基于崗位和技能的任務(wù)管控；

b)派工與報工的數(shù)字化；

c)工藝文件的在線查詢；

d)異常的快速處理;

e)生產(chǎn)全過程的可視化。

7.4物料管理

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利用二維碼、條形碼、RFID等技術(shù)實現(xiàn)對聯(lián)軸器原材料、半成品、成品的數(shù)字化標識,并在物料管

理系統(tǒng)中存儲物料基礎(chǔ)信息（如物料的編碼、名稱、規(guī)格型號、儲存位置、存儲安全等），并與生產(chǎn)調(diào)

度實時交互物料信息,響應(yīng)智能生產(chǎn)的物料需求,應(yīng)用自動化配送設(shè)備（如自動導引運輸車(AGV)、懸掛

鏈、傳輸帶等）實現(xiàn)物料配送的自動化。

聯(lián)軸器物料管理宜包含下列內(nèi)容：

a)實時物料計劃拉動；

b)配送任務(wù)調(diào)度與路徑優(yōu)化；

c)精準動態(tài)倉儲管理；

d)實時物流跟蹤監(jiān)控。

7.5質(zhì)量管理

對聯(lián)軸器生產(chǎn)全過程（含熱處理、機械加工、焊接、裝配、調(diào)試、噴涂）中的質(zhì)量進行管控,可通

過使用在線質(zhì)量檢測的方式,實時采集包括原材料檢驗、樣品檢驗、產(chǎn)品檢驗、質(zhì)量統(tǒng)計等質(zhì)量數(shù)據(jù)。

宜構(gòu)建質(zhì)量管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)對產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量記錄,保證各環(huán)節(jié)的可追溯性，并通過采集研

發(fā)中的數(shù)據(jù)、生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)、運維服務(wù)中的數(shù)據(jù)，建立質(zhì)量模型,形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。

聯(lián)軸器智能生產(chǎn)的質(zhì)量管理宜包含下列內(nèi)容：

a)物料條碼關(guān)聯(lián)；

b)全流程質(zhì)量管控；

c)質(zhì)量SPC分析；

d)質(zhì)量精準可追溯。

7.6設(shè)備管理

通過聯(lián)軸器生產(chǎn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與數(shù)據(jù)傳輸，建立設(shè)備臺賬、點檢、保養(yǎng)、維護業(yè)務(wù)等的數(shù)字化管

理，并根據(jù)設(shè)備運行趨勢曲線制定有針對性的預(yù)測性維護方案,發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行的潛在異常情況并進行維

護管理，實現(xiàn)對設(shè)備的智能管理。

聯(lián)軸器智能化工廠宜具有設(shè)備自管理的功能，可包含以下內(nèi)容：

a)設(shè)備狀態(tài)在線運行監(jiān)控；

b)設(shè)備指標統(tǒng)計分析；

c)預(yù)測分析及可視化；

d)設(shè)備全生命周期管理；

e)其他。

7.7資源能源管理

建立面向聯(lián)軸器工廠設(shè)備的能源采集系統(tǒng)，實現(xiàn)能源消耗數(shù)據(jù)的實時自動采集、監(jiān)控與預(yù)警。根據(jù)

企業(yè)實際能源消耗的歷史數(shù)據(jù)及趨勢,建立產(chǎn)耗預(yù)測模型，實現(xiàn)水、電、氣（汽）、油以及物料等消耗

實現(xiàn)實時監(jiān)控、自動分析，實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化調(diào)度、平衡預(yù)測和有效管理。

聯(lián)軸器智能化工廠資源能源的關(guān)聯(lián)，宜包含下列內(nèi)容：

a)設(shè)備、能耗在線監(jiān)測；

b)多層級指標統(tǒng)計分析；

c)能耗預(yù)測模型分析。

8智能裝備

8.1高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人

根據(jù)聯(lián)軸器零件的結(jié)構(gòu)特征，對應(yīng)加工設(shè)備（如車銑復合加工中心、數(shù)控磨齒機、數(shù)控鏜銑床、數(shù)

控六軸滾齒機等）應(yīng)用于聯(lián)軸器零部件的參數(shù)化精準機械加工；工業(yè)機器人（如上下料機器人、焊接機

器人、噴涂機器人等）可應(yīng)用于物料轉(zhuǎn)運及加工過程的人機交互控制。

8.2智能傳感與控制裝備

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智能傳感與控制裝備（如應(yīng)用傳感器及PLC控制的自動噴涂裝置、自動加油裝置等），可通過集成

設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)軸器加工過程的自主控制。

8.3智能檢測與裝配裝備

智能檢測與裝配裝備包括聯(lián)軸器車間在線監(jiān)控熱處理設(shè)備、在線檢測加工設(shè)備、數(shù)字化量器具、三

坐標測量機、動平衡試驗設(shè)備及聯(lián)軸器特性（轉(zhuǎn)矩、剛度、強度、伸縮量、疲勞壽命、噪聲、效率）試

驗臺等，實現(xiàn)工藝過程在線監(jiān)測與反饋控制，并通過與質(zhì)量管理系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的可視

化分析與管理。

8.4智能物流與倉儲裝備

智能物流與倉儲裝備（如智能物流設(shè)備AGV、自動化立體倉儲系統(tǒng)等），實現(xiàn)物料取放和轉(zhuǎn)運自動

化，并結(jié)合WMS系統(tǒng),實現(xiàn)設(shè)備動態(tài)調(diào)度和倉儲精細化管理。

9系統(tǒng)集成

9.1數(shù)據(jù)采集與傳輸

通過光纖或5G等技術(shù)，實現(xiàn)聯(lián)軸器車間數(shù)控機床、熱處理裝備、工業(yè)機器人、PLC控制設(shè)備、智能

檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。可實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)皆O(shè)備數(shù)

據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)、NC代碼通訊、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控。

9.2系統(tǒng)集成與閉環(huán)操作

通過現(xiàn)場設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES)、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM)、企

業(yè)資源計劃（ERP)系統(tǒng)等集成應(yīng)用，實現(xiàn)信息的閉環(huán)，實現(xiàn)聯(lián)軸器研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、運

維服務(wù)等環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時互通,并將集團層、工廠層形成的各類決策優(yōu)化信息向下傳遞并實現(xiàn)操作，

智能工廠各個環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成。

9.3數(shù)據(jù)可視化與管理優(yōu)化

對組織、產(chǎn)品線從企業(yè)經(jīng)營、質(zhì)量、物料、安環(huán)等多維度進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、車間產(chǎn)線的多形式可視化

展示與大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)企業(yè)上下層級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的及時傳遞，生產(chǎn)管理決策閉環(huán)反饋，為各層級管理人

員提供直觀、有效的決策支持，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程透明化管控與優(yōu)化。

10安全管理

參照GB/T38129的要求，對聯(lián)軸器智能化工廠人員信息、信息技術(shù)、過程、設(shè)備及環(huán)境等進行安

全管理。

5

《聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)指南》編制說明

一、工作簡況

1任務(wù)來源

本項目是根據(jù)中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會“關(guān)于同意《聯(lián)軸器生產(chǎn)設(shè)備健康智能

管理規(guī)范》等四項團體標準立項的函”。項目名稱“聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)指南”進行制

定，主要起草單位：泰爾重工股份有限公司，計劃應(yīng)完成時間2023年。

2主要工作過程

起草（草案、論證）階段：2023年3月，在中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會指導下，泰

爾重工牽頭成立了“聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)指南”起草工作組，確定工作方案。結(jié)合聯(lián)軸

器行業(yè)智能制造建設(shè)內(nèi)容，對聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)的總體框架、智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、

智能裝備、系統(tǒng)集成等模塊進行了歸納和總結(jié)。于2023年7月份形成標準工作組討論稿，

標準工作組討論稿形成后首先發(fā)給公司內(nèi)部相關(guān)技術(shù)、制造等部門人員及合作單位進行征

求意見，并先后組織兩次內(nèi)部標準審查會，對標準的內(nèi)容逐條進行認真討論，提出修改意

見。通過內(nèi)部討論和審查，按照修改意見對標準內(nèi)容逐條修改后于2023年11月形成標準“征

求意見稿”。

3主要參加單位

本標準主要由泰爾重工股份有限公司牽頭，上海智能制造功能平臺有限公司、山西大

新傳動技術(shù)有限公司、樂清市重鑫機械制造有限公司共同參與起草起草。

二、標準編制原則和主要內(nèi)容

1編制原則

標準的編寫格式根據(jù)GB/T1.1—2020的規(guī)定。并本標準以現(xiàn)行國家標準、行業(yè)標準、

團體標準為基礎(chǔ)，圍繞聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)的總體框架、智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能裝

備、系統(tǒng)集成和安全管理等要求進行起草，使標準具有一定的先進性、通用性、科學性和

可操作性。

2標準的主要內(nèi)容

本文件給出了聯(lián)軸器智能化工廠建設(shè)的總體框架、智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能裝備、

系統(tǒng)集成和安全管理的建議。本文件適用于GB/T12458規(guī)定的聯(lián)軸器智能化工廠的建設(shè)。

3解決的主要問題

面對國家高質(zhì)量發(fā)展以及重大裝備行業(yè)的高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型發(fā)展的趨勢和

要求，對產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)提出新的需求：提升產(chǎn)品質(zhì)量，準時交付，提高效率、降低成本、

完成產(chǎn)品和服務(wù)的智能化升級。開展企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型之路，建設(shè)符合聯(lián)軸器行業(yè)的智能化

1

工廠勢在必行。

智能化工廠是基于全面互聯(lián)、智能控制、安全可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，廣泛采用新一代信

息技術(shù)和先進制造技術(shù)，綜合運用智能設(shè)計、智能裝備（智能產(chǎn)線）、智能生產(chǎn)、安全保

障、等生產(chǎn)全流程、管理全方位和產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)響應(yīng)時間縮短、資源消耗減少、

質(zhì)量效益提升、運營成本降低、環(huán)境生態(tài)友好的現(xiàn)代工廠。

三、主要試驗（或驗證）情況

為驗證智能化工廠實施的可行性，通過對現(xiàn)有工廠進行智能化改造建設(shè)，運用數(shù)字仿

真技術(shù)，構(gòu)建與規(guī)劃方案一致的覆蓋生產(chǎn)制造全過程所有作業(yè)單元的三維數(shù)字化仿真模

型，以合理高效的智能搭建、沉浸交互的最優(yōu)虛擬可視化空間形態(tài)表現(xiàn)，有效的將抽象思

維與直觀感受相互聯(lián)系，為智能化工廠的規(guī)劃提供全新的評估和展示手段。

基于虛擬仿真技術(shù)，在三維虛擬環(huán)境中進行車間總體設(shè)計，涵蓋車間布局、工藝、物

流規(guī)劃到工藝、物流展示全業(yè)務(wù)流程。對跨單元的產(chǎn)品生產(chǎn)全過程進行規(guī)劃、分析、評估、

優(yōu)化，針對生產(chǎn)需求不斷驗證和修改工藝和物流方案，指導車間規(guī)劃和現(xiàn)場改善，為后續(xù)

有競爭力智能制造（包含精益、環(huán)保、綠色、合理）的施工以及新產(chǎn)品制造提供科學依據(jù)。

泰爾重工智能化工廠總體設(shè)計及仿真示例圖如下。

2

以泰爾重工智能化工廠為例，通過制造資源高度集約化運作，生產(chǎn)效率顯著提升，產(chǎn)

品質(zhì)量更加可靠，產(chǎn)品不良率大幅下降，能源利用率上升，主要包括：

（1）產(chǎn)品研發(fā)周期縮短。通過產(chǎn)品三維和結(jié)構(gòu)化設(shè)計，實現(xiàn)工藝規(guī)劃仿真模型和數(shù)

控程序的緊密集成、共享和重用，打通產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造過程，縮短新產(chǎn)品研制周期

42.59%。

（2）生產(chǎn)效率提高。通過工藝優(yōu)化仿真驗證，利用高效、精密的加工及檢測手段、

高效率的加工設(shè)備及智能產(chǎn)線，實施數(shù)字化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)多品種小批量產(chǎn)品的

均衡化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率提高38.01%，運營成本降低了28.88%。

（3）全閉環(huán)質(zhì)量控制。通過IQC、PQC