数字工厂管理信息系统数据交换方法的设计

数字化工厂解决方案一、背景介绍随着科技的不断发展和工业生产的不断进步，数字化工厂解决方案已经成为现代工业发展的重要趋势。

数字化工厂是指利用先进的信息技术和数字化技术手段对工厂进行全面的数字化改造和管理，以提高生产效率、降低成本、优化资源配置，实现智能化生产和灵便生产的目标。

二、数字化工厂解决方案的优势1. 提高生产效率：数字化工厂解决方案通过自动化、智能化的生产设备和系统，实现生产过程的高度自动化和智能化，大大提高了生产效率。

2. 降低成本：数字化工厂解决方案可以通过优化生产流程、精细化管理和资源的合理配置，降低生产成本，提高企业的竞争力。

3. 实现灵便生产：数字化工厂解决方案可以通过灵便的生产线配置和智能化的生产设备，实现多品种、小批量和个性化定制生产，满足市场需求的快速变化。

4. 提升产品质量：数字化工厂解决方案通过实时监测和控制生产过程，提高产品质量的稳定性和一致性，减少产品的次品率。

5. 改善工作环境：数字化工厂解决方案可以通过自动化设备替代人工劳动，减少对工人的体力劳动和危（wei）险操作，提高工作环境的安全性和舒适性。

三、数字化工厂解决方案的关键技术和应用1. 物联网技术：通过在生产设备和产品上安装传感器和通信模块，实现设备之间的互联互通和与上位系统的数据交换，实现生产过程的实时监控和控制。

2. 云计算和大数据技术：通过将生产过程中产生的大量数据进行采集、存储和分析，实现对生产过程的全面监控和分析，为生产过程的优化和决策提供支持。

3. 人工智能技术：通过机器学习和深度学习等技术，对生产过程中的数据进行分析和挖掘，实现智能化的生产控制和优化。

4. 虚拟现实和增强现实技术：通过虚拟现实和增强现实技术，实现对生产过程的可视化和仿真，提高生产过程的可理解性和可操作性。

5. 自动化设备和机器人技术：通过自动化设备和机器人技术，实现生产过程的自动化和智能化，减少对人工劳动的依赖，提高生产效率和产品质量。

工厂整体布线规划及信息化系统设计方案一．工厂网络整体建设1.主干网络采用光纤网络通讯，内部网络采用千兆网络建设，无线网络满足千兆网络传输规范。

2.网络交换机采用千兆智能网管型设备，均配备千兆SFP接口或万兆光口，充分满足后期智慧工厂的基础网络需求，同时配备智能网络管理系统，有助于后期的网络运维管理和故障排查，降低运维成本，提高运维效率。

3.无线网络采用企业级无线AP设备及智能控制系统，每个楼层主要通道地点及办公区域都进行无线信号覆盖。

4.主办公楼每层网络交换设备配备一台UPS电源，用于解决可能遭遇的临时停电的网络供应。

5.部署网络防火墙等信息安全设备，有效的防御黑客攻击和各类木马病毒，有效的保证工厂信息化环境系统的整体安全。

6.两侧车间厂房及南面后期建筑全部通过机房输出光纤通讯连接，机房外墙设置管道井，门卫室设立网络机柜、两侧车间两个通道口旁设立管道井，全部采用光纤通讯，保证网络线路的长期稳定耐用。

7.每个车间部署一台网络机柜，接入交换机采用24口千兆网管型交换机，配备光纤接口。

网络机柜部署1台UPS电源，用于保障临时断电时的网络供应。

二．工厂智能监控系统建设1.主楼全面采用半球形摄像头，兼顾整体装修风格，对每个楼层出入口都进行有效监控。

2.主楼正面1-2层位置左右两侧部署两个360°可自巡航云台球机，对大楼正面及两侧进行监控。

3.工厂外网墙圈采用周界预警系统，全面管控工厂外墙边界安全。

4.车间工厂采用枪机摄像头，后期按照车间设备部署及相关环境进行监控的规划。

5.车间危险区域或需要有提示的区域，部署智能语音预警设备，防止工伤事故和危险操作事件发生。

6.车间操作通信区域后期部署可以互动的智能平板，用于传输工艺要求和确认工艺操作指令。

部分区域可部署电子看板或互动屏幕，用于信息传递使用。

7.智能监控系统后期可以与AI行为管理系统关联，有效的提供工厂内部工人违规行为的统计分析，预警和防范可能发生的工伤事故。

制造业数字化工厂建设方案第一章数字化工厂概述 (2)1.1 数字化工厂的定义与意义 (2)1.1.1 定义 (2)1.1.2 意义 (3)1.2 数字化工厂发展趋势 (3)1.2.1 技术发展趋势 (3)1.2.2 产业发展趋势 (3)1.3 数字化工厂建设目标 (4)第二章策划与规划 (4)2.1 项目背景分析 (4)2.2 数字化工厂建设规划 (4)2.3 项目实施方案制定 (5)第三章技术选型与集成 (5)3.1 关键技术选型 (5)3.1.1 信息化技术 (6)3.1.2 自动化技术 (6)3.1.3 网络通信技术 (6)3.1.4 数据分析与优化技术 (6)3.2 系统集成策略 (6)3.2.1 系统架构设计 (6)3.2.2 系统互联互通 (6)3.2.3 设备集成 (6)3.2.4 软件集成 (6)3.3 技术升级与迭代 (6)3.3.1 技术跟踪与评估 (7)3.3.2 技术升级策略 (7)3.3.3 迭代开发与优化 (7)第四章设备与设施改造 (7)4.1 设备数字化改造 (7)4.2 设施智能化升级 (7)4.3 设备与设施维护与管理 (8)第五章信息化建设 (8)5.1 信息化系统架构设计 (8)5.2 数据采集与处理 (9)5.3 信息安全与隐私保护 (9)第六章生产流程优化 (10)6.1 生产流程数字化改造 (10)6.2 生产调度与排程 (10)6.3 质量管理与追溯 (11)第七章供应链协同 (11)7.1 供应商管理 (11)7.1.1 供应商选择与评估 (11)7.1.2 供应商关系管理 (12)7.2 物流与仓储管理 (12)7.2.1 物流系统优化 (12)7.2.2 仓储管理 (12)7.3 供应链金融与风险管理 (13)7.3.1 供应链金融 (13)7.3.2 风险管理 (13)第八章能源管理与环保 (13)8.1 能源消耗监测与优化 (13)8.2 环保设施升级 (14)8.3 绿色制造与可持续发展 (14)第九章员工培训与人才引进 (15)9.1 员工技能培训 (15)9.1.1 培训内容 (15)9.1.2 培训形式 (15)9.1.3 培训评估 (15)9.2 人才引进策略 (15)9.2.1 人才需求分析 (16)9.2.2 人才引进渠道 (16)9.2.3 人才选拔与培养 (16)9.3 企业文化传承与创新 (16)9.3.1 企业文化传承 (16)9.3.2 企业文化创新 (16)9.3.3 企业文化推广 (16)第十章项目实施与评估 (16)10.1 项目实施步骤与策略 (16)10.1.1 实施步骤 (16)10.1.2 实施策略 (17)10.2 项目进度控制与风险管理 (17)10.2.1 进度控制 (17)10.2.2 风险管理 (17)10.3 项目评估与效益分析 (17)10.3.1 项目评估 (17)10.3.2 效益分析 (18)第一章数字化工厂概述1.1 数字化工厂的定义与意义1.1.1 定义数字化工厂，是指通过应用现代信息技术、自动化技术、网络技术等，将工厂的生产过程、管理过程、物流过程等各个环节实现数字化、智能化的一种新型工厂模式。

随着科学技术的不断发展，制造类企业也经历了几次变革，从实际发展来看，每一次变革都带来了制造水平的大幅提升，体现了科学技术的主导作用，研究认为制造类企业向智能化发展大致经历以下四个阶段：手工作业→自动化流水作业→数字化网络化作业→网络化智能化作业。

从历史发展规律来看，随着科学技术的不断进步，制造类企业变革也是一种必然，从大的发展周期角度，研究认为当前的制造类企业发展正处于第三阶段数字化网络化作业的发展时期，即信息化和工业化两化深度融合的阶段，同时正在初步探索网络化智能化作业。

1数字化工厂概念数字化工厂是随着数字仿真技术和虚拟现实技术发展而来的，它通过对真实工业生产的虚拟规划、仿真优化，实现对工厂产品研发、制造生产和服务的优化和提升，是现代工业化与信息化融合的应用体现。

随着产品需求的不断变化、产品周期的更新换代速度提升，以及3D打印、物联网、云计算、大数据等新兴信息技术的不断应用，为了缩短研发周期，降低生产成本，提升企业产品质量和效益，先进的制造类企业开始越来越重视数字化工厂的建设，如上汽、海尔、华为、西门子等制造企业均已着手开始建设自己的数字化工厂，以支撑企业实现新的突破和发展。

作为信息化和工业化融合应用的最佳结合点，研究数字化工厂如何建设，探讨虚拟设计与物理设备之间怎样实现无缝衔接，对驱动信息化和工业化的深度融合发展、以及未来智能工厂发展具有十分重要的意义。

数字化工厂具有广义和狭义的概念，其涉及的内容也随着分析的角度不同而有所区别。

本文数字化工厂结合国内离散型制造企业的实际情况（如兵器、航天等领域的部分制造企业），是以广义数字化工厂中核心制造企业为主，在满足自身生产和管理任务的同时，需要具备产品研发能力和售后服务保障能力，因此本论文中的“数字化工厂”不仅仅是生产的概念，它是向前延伸到设计，向后推移到服务，同时涵盖企业管理，包括产品研发设计过程、生产制造过程、企业管理过程、服务保障过程等产品全生命周期整个过程。

厂级生产管理监控信息系统（SIS）简介1．概述电厂厂级生产管理监控信息系统（简称SIS：Supervisory Information System）是一套以电厂生产过程中所涉及的各种控制、监测、计量等系统为基础，集实时数据采集、加工、显示、存储为一体的完整的解决方案。

其目的是为了更好地实现发电企业安全、经济运行，提升企业的整体效益和在未来竞价上网中的竞争优势。

监控信息系统（以下简称SIS）可以为发电企业管理决策层提供更真实、可靠的生产实时和历史数据，为市场运作下的发电企业提供科学、准确的生产经济性指标。

SIS所管理的数据很多都是与发电企业生产成本和报价信息相关的重要基础资料。

从管理的角度来看，SIS首先为企业的安全稳发、控制企业成本、提高企业的生产力提供了真实而重要的现场实时数据，同时又能高效、准确地保存企业生产的大量珍贵的历史数据。

配合先进、科学、有效数据发掘工具，精确、专业的计算分析模型，SIS所保存和管理的历史数据将会成为企业安全、经济运行的宝贵资源。

2．亚太公司SIS的功能1）实现全厂生产过程监视和管理通过采集电厂各生产过程控制系统包括DCS、输煤辅助系统控制网络、辅助公共控制系统、除灰辅助系统控制网络、电气网络监控系统(SCAD)、电网远程发送单元(RTU)、电能计量系统、锅炉检漏控制系统、连续烟气监测系统、汽轮机诊断管理系统TDM、AGC等的实时生产数据，对各生产流程进行统一的监视和查询。

对生产数据进行综合处理以形成全厂生产报表。

同时建立全厂实时和历史数据库，以满足MIS和各相关管理部门快速、高效地对现场过程数据进行查询和处理的要求。

2）为经济负荷分配提供参考根据发电厂与电网电力交易中心所签订的合同，及电厂所制订的各机组中、长期以及近期检修和运行计划，按照对日负荷的预测，以最优方式安排次日的运行机组的组合及各运行机组的运行方式，并安排相应的备用容量。

同时根据电网调度中心日负荷实际变化情况，结合电厂主、辅系统当前的可用情况和各主、辅机运行的经济特征值，进行负荷优化计算，为实时优化各机组的经济负荷分配提供参考。

数据共享交换平台设计方案一、架构设计1.总体框架数据共享交换体系包括资源目录服务系统、数据共享交换平台、数据中心、应用支撑平台、标准规范体系和系统管理平台等，并与相关部门的业务系统、基础数据库和业务应用发生关联。

数据共享交换平台可对分布在不同单位和部门的业务系统中的数据进行整合、共享、统计分析，并将其统一展示。

数据共享交换平台是各行业信息化工程中的基础设施，将现有的业务系统和管理信息系统中的有价值的数据交换到信息资源中心，在整合过程中对数据进行抽取、转换、过滤、安全传输，构建完整的企业级数据中心，将来可以在信息资源中心的基础上构建统一的数据查询、统计和分析等综合应用系统。

从各相关单位的信息资源库提取出业务信息资源的特征信息，编目形成企业信息资源元数据，注册到信息资源元数据库中，生成企业信息资源目录，并通过企业信息资源目录服务系统对外提供目录查询等服务。

标准规范体系建设和系统的管理维护贯穿系统的各个层面，标准规范体系主要包括标准规范的建设和管理制度的建设；系统管理的主要功能有共享管理、授权控制、运维管理、平台管理等。

2.功能架构数据共享交换平台的功能包括六部分：共享管理、授权控制、运维管理、平台管理、目录服务、交换服务。

2.1.目录服务资源目录服务系统包含目录服务和目录管理两部分内容：目录服务提供目录、元数据注册、发布、审核、修改、维护以及编目服务等相关内容。

目录管理通过将现有各类资源（元数据）的合理分类，通过共享资源目录、共享需求目录等多种方式排列、重组资源，并通过ML Tree以资源导航树的方式完成资源目录服务系统的开发建设工作。

2.2.共享管理共享交换平台提供基于工作流的共享需求管理功能。

当共享资源需求方需要共享其他单位的资源时，向系统管理员提交共享申请，申请内容包括：所需信息资源清单、用途、保密条款等要求。

提交完成后，进入共享申请的审批阶段，经过领导审核通过后，平台管理员通过平台赋予申请方相应的权限，实现信息的交换。

数字化车间双核心网络的设计与实现摘要：随着信息化与工业化深度融合以及物联网的快速发展，车间级工业控制系统的部署方式、通讯协议越来越复杂，构建专用工控系统网络，实现不同设备和系统的集成，对数字化车间网络系统的信息传输实时性、准确性和稳定性提出了更高的要求。

本文根据数字化车间集成及互联互通的要求，设计了一种双核心冗余的“环+星”混合网络拓扑结构，将生产控制网和生产管理网独立设计，满目不同工业控制系统和生产管理系统的业务要求，提升设备和系统之间信息传输可靠性。

关键词：数字化车间；“环+星”混合网络；双核心冗余Abstract:During the construction of the digital workshop, in order to implement the task processing of the basic layer of the digital workshop and realize the communication between the control equipment and the field equipment, the field bus, industrial Ethernet communication, wireless communication and other network communication methods can be used. With the development of computer and network technology, especially the integration of new generation information technology and advanced manufacturing technology, the deployment mode and communication protocol of workshop level industrial control system are becoming more and more complex. It is particularly important to build a dedicated industrial control system network so that it canmeet the requirements of different manufacturers' equipment, different protocols and different production environments on site, andcoordinate the equipment to complete production and information management and control.在数字化车间的建设过程中，为执行数字化车间基础层的工作任务处理，实现控制设备与现场设备之间的通信，可采用现场总线、工业以太网通信、无线通信等网络通讯方式。

数字化工厂信息系统结构研究数字化工厂是以制造产品的企业为核心，由核心企业以及与之相关联的成员构成的动态联盟，通过数字化工厂信息系统有效地管理和利用联盟的数字化信息和数字化信息流，实现成员之间的高度协同工作和资源共享，为客户提供满意的产品。

本文基于数字化工厂的基础应用平台采用系统交互与集成方法，通过对数字化工厂信息系统的组成及其已有技术基础的分析，演绎数字化工厂信息系统的实现设想与结构，抽取数字化工厂信息系统公共服务。

1数字化工厂信息系统及其特征数字化工厂最重要的原料是关于产品和市场的信息啦），信息经过各种数字化处理后，成为其决策及行动的知识方案。

其运作模式可以概括为产品开发过程数字化、产品制造过程数字化、产品本身数字化、产品销售过程数字化、技术支持与服务过程数字化、经营决策过程数字化、信息与知识数字化及其信息与知识共享。

数字化工厂信息系统是数字化工厂产生、处理、传递、储存和利用数字化信息的系统和工具。

通过它控制数字化工厂的信息和信息流，进而达到控制、管理、利用物流和资金流以及协同工作的目的。

并且，数字化工厂的每个过程和功能领域都需要其信息系统支持。

⑴从应用角度来看，在产品设计过程和功能领域中，需要CAD、CAPP、CAM、DFX和PDM 等分、子系统。

在产品制造过程和功能领域中，需要经营计划、主生产计划、车间作业计划、库存控制、制造设备自动化控制等分、子系统，此外还应该有质量控制系统。

在销售服务过程和功能领域中，需要客户关系管理。

在经营决策过程和功能领域中，需要决策支持系统，以及其他日常事务处理系统和工具。

在资源供应过程和功能领域中，需要有供应链管理和人力资源管理等系统。

在财务核算与控制过程和功能领域中，需要财务核算与控制系统。

其他公共系统和工具，如电子邮件、字处理、电子会议等。

⑵从支持应用的支撑系统角度来看，需要支持这些系统的平台和工具，如操作系统、通讯网络、各种数据库管理系统等等。

2数字化工厂信息系统的实现设想为了满足数字化工厂对信息交换/共享和协同工作的要求，数字化工厂的信息系统必定需要信息交互和系统集成。