GBT 16980.1-1997 工业自动化 车间生产 第1部分：标准化参考模型和确定需求的方法论

前言国际标准化组织是由各国标准化机构成员体组成的世界性联合体通常由的技术委员会完成国际标准的制定工作每个成员体对某项已建立技术委员会的专题感兴趣时均有权参加该技术委员会同有联系的官方或非官方的国际组织亦可参加此工作同电工技术标准化有关的一切事务将与国际电工委员会密切合作技术委员会的主要任务是制定国际标准在特殊情况下技术委员会可以建议发布下述类型的技术报告第一类虽几经努力但仍未能获得作为国际标准发布所必需的支持第二类某专题由于尚处于技术开发阶段或由于其他某种原因不能立即但在将来可能成为国际标准第三类技术委员会收集到的内容与正式发布的国际标准属于不同类型的资料例如技术动态第一类和第二类技术报告在发表后三年内须经复查以确定其是否可以成为国际标准第三类技术报告只有当其提供的数据不再有效或有用时才进行复查是第三类技术报告由技术委员会工业自动化系统和集成制定本文件以技术报告的形式发表是因为从当前对制造建模的技术水平出发尚不可能提出一个国际标准既完善精确又不会对这一迅速变化的领域有过多的局限性本技术报告的用意是作为一个指南且能定期地得到复查和讨论在工业自动化车间生产的总标题下由以下两部分组成第部分标准化参考模型和确定需求的方法论第部分标准化参考模型和方法论的应用引言本标准的意图在于提供一种工具它将有助于确定和协调在和工业自动化领域中的标准工作所涉及的当前的和未来的活动具体地说本标准中开发出的参考模型将适用于离散零件制造行业为此目的制造一词在本标准中应解释为离散零件制造本参考模型也有可能在离散零件制造行业之外得到应用但此参考模型的开发者尚未在其他行业的工业自动化活动中对该参考模型进行过验证由于该模型和该方法论尚待细化以适合正在出现的新技术故选择了技术报告而不是国际标准作为其表述的手段本标准没有包括对一些具体标准的开发而是以参考模型的方式建立一个公共框架以便有助于未来标准的开发该标准化的参考模型应当是结构简单的灵活的模块式的和一般性的基于已有的和可被接受的用语可适用于广泛的制造操作和制造组织人员与设备和系统间的接口被认为是有必要的与任何给定的预先确定的用系统配置或系统实施来进行的某些实现无关在扩展能力和包容新技术的能力方面是开放式的不会造成当前某些实现的无故失效与制造自动化和计算机科学的现有技术无关本参考模型及其方法论将用来为标准化确定内容范围并有利于准备开发这些制造标准的组织它还会引起由供应商和用户两者组成的制造团体的兴趣但它并不打算成为为制造系统集成所做的一项设计提出车间生产标准参考模型的本标准由两部分组成第部分描述该参考模型和方法论为的是确定可能的标准需求它主要针对下列问题回顾现有的模型及建模的方法论导出一个初步的一般性的制造标准分类方法采用一个制造企业的功能视图按照的结果建立一个初步的参考模型为抽取标准内容范围开发一种方法论第部分描述该参考模型和该抽取标准内容范围的方法论的应用它着重讨论该方法论的应用以便导出所需标准内容范围的具体清单确定标准的内容范围导出标准的要求第部分的单独开发可能会发现有必要对与其高度相关的第部分进行修改正规的程序将解决这一问题本文件是第部分由本引言和章组成第和章分别表述范围和应用领域术语和略语第章描述制造标准化的目的第章包含该参考模型第章介绍应用该参考模型的方法论以便阐明和抽取标准的内容范围该方法论在第部分中还将进一步扩展第章提供本文件的总结中华人民共和国国家标准工业自动化车间生产第部分标准化参考模型和确定需求的方法论国家技术监督局批准实施范围和应用领域范围本标准提出和描述一种手段以判别在什么地方可能需要一些新的或应修正的制造标准本标准建立了一个车间生产的参考模型并进而用作开发一种方法论的基础以便识别和抽取标准的内容范围用于开发本参考模型的假定是感兴趣的领域是离散零件的制造特别是这些零件的生产物理实现该参考模型应当是终点开放的使得它能够被修改以包容各种新技术而且该参考模型应当是一般性的使它能适合于宽广的应用范围而不被导向于制造的某一特殊组织结构需要强调的是该参考模型为理解制造提供一个概念框架且可被用来识别集成制造系统所需的某些标准的内容范围但是该参考模型不是为设计实施操作和维护任何现存的或未来的制造自动化系统提供使用的方法论对于上述目的可能需要在本标准工作的基础上建立另一些参考模型用于上述目的但是开发这样的模型超出了本标准的范围应用领域本标准描述的参考模型是用于确定在制造车间生产范围内的一些标准通常认为制造包含从客户订单到产品发运的全部过程有项制造功能被认定为制造的组成部分下面列出这项功能以及和这些功能密切相关的活动所列的活动只是说明性的并不详尽法人管理例如企业方向战略规划投资可行性研究风险管理财务例如财务计划法人预算财务帐表市场和销售例如市场研究广告销售预测销售计划价格销售订货装运发货票产品服务研究和开发例如研究和开发计划基础研究应用研究产品开发制造开发产品设计和生产工程例如确定产品技术规格初步设计和试验详细设计设计分析试验评价修改设计为生产计划发放设计项目管理工艺计划数控装置和可编程序控制器的编程工具工厂工程材料明细表生产的质量保证计划生产配置生产管理例如生产计划产品和库存管理生产监督一般维护请求质量控制成本控制和成本管理采购例如供应商能力采购验收仓库存储装运例如产品储存产品分发废料处理例如废料处置废料存放资源管理例如设备管理工具管理能源管理工时和考勤设备维护卫生和安全环境管理维修管理例如预防性保养故障排除性维修车间生产例如物料贮存物料传输物料变换物料检验过程中的检测和试验过程中的核校产品检验这些功能如图所示且在中加以定义这些功能可以分为三组项是企业功能涉及长期的战略性计划活动项属工厂功能涉及生产过程的战术计划资源管理和产品建模最后一项即项车间生产功能涉及实际制造物理产品的活动这项制造功能是相互关联的希望能有一个覆盖所有这项功能的参考模型经过对已有工作的仔细研究认为现在就开发一个能覆盖全部制造功能的参考模型为时尚早另一方面在车间生产范围内人们对采用标准表现出紧迫的需要和愿望本标准中描述的参考模型其目的在于指导标准的筹划和开发以有助于自动化车间生产系统的集成车间生产功能应和车间生产自身范围以外的功能及其活动进行接口这一点已被认识到图表明制造的主要功能会有怎样的相互关系将来可能会开发包括企业功能和工厂功能的制造参考模型在制造领域任何未来的建模工作都应考虑此处提出的车间生产参考模型应当付出种种努力保证本车间参考模型和可能开发的任何工厂或企业参考模型的兼容性术语概述本章描述若干术语为的是使本标准的使用者能够更好地理解这些描述是本标准条文专用的并不作为一般的定义专用术语参考模型通过使用图形和文字来描述制造活动和组成部分的一种手段离散零件制造生产由离散元件组成的产品或零部件的功能体系功能为实现某些制造目的的若干活动的分组活动能使输入产生某些变化的一个制造过程层次若干活动的集合这些活动组成某一多层结构中的一级子层企业一个整体的制造单位由一个法人和一个或多个工厂组成法人负责企业外部环境与工厂间的相互关系且负责工厂内部功能的控制工厂企业的一个组成部分不具备法人功能工厂负责对企业和车间生产活动提供支持和指导车间生产工厂的一个组成部分其功能与离散零件和或产品的生产直接相关车间生产模型用来描述车间生产内部结构的基本模型相互作用在车间生产内部的主体之间以及在车间生产内部或外部的主体和动作之间的一种相互关系和相互联系一般活动模型用来描述车间生产内的活动的执行及其他车间生产接口功能间相互作用的一般模型略语本标准使用如下略语一般活动模型车间生产模型存储变换传输检验制造标准化的目的概述标准化的目的已经指出如下的标准化的目的互相理解卫生安全环境保护接口可互换性适用多种控制标准观点的概念制造的标准化过程是确定标准的内容范围选择要进行标准化的方面和制定基于关键技术的标准本标准中在上述目的的指导下选择了如下的标准观点见的定义用来判别制造领域中对标准的需求安全环境兼容性性能可操作性可维护性可靠性资格描述这九个标准观点以及本参考模型被用在建议的方法论中以便抽取标准的内容范围有关制造的标准观点有关制造的九个标准观点定义如下且用于需要标准的任何地点安全观点安全涉及制造工厂正常地或错误地运行可能对操作人员设备以及在制品的安全所造成的影响它还包括对可跟踪性的要求即对在制造中使用的制造过程及组成部分的顺序进行跟踪的能力由此制定设计和操作标准以确保安全运行环境观点环境涉及操作实体在制造活动的过程本身以及作为该活动的副产品对物理环境可能产生的作用在各种情况下无论是正常的或是错误的方式均应考虑由此确认标准定义每个作用确定如何测量这些作用并为可接受的操作制定规范兼容性观点兼容性涉及可互换性和相互依赖性并解决与接口有关的问题由此制定设计和操作标准以保证兼容性性能观点性能涉及可以归类为速度成品输出的质量所耗的资源等性能以此确定标准以定义这些品质和相适应的规格可操作性观点可操作性涉及人与制造环境交互的各个方面主要关心易于操作和在正常及错误条件下避免不适当的操作由此制定设计和操作标准以保证容易和正确的操作可维护性观点可维护性涉及减少停工时间减少由停工而引起的风险和成本十分重要的是能对所有制造要素及系统本身维修方便使每个制造实体及其文献资料维持在一种大家熟知的状态以及在需要时支持可跟踪性由此制定设计和操作标准以保证容易维护可靠性观点可靠性涉及有关一个系统是怎样设计和怎样操作的以满足各指定水平上可用性的各个方面这由单个元素和部件的可靠性开始直到整个系统和组织的可靠性由此制定设计和操作标准以保证可靠性资格观点资格观点涉及达到对制造实体进行成功设计和操作的人员素质该观点主要关注操作员的资格培训由此制定设计和操作标准以保证人员在管理制造活动时的资格描述观点描述关注的是制造实体的设计和操作是如何定义和说明的以向所有有关人员提供互相理解的手段的各个方面主要涉及术语文献资料的识别和描述由此制定设计和操作标准以保证制造领域内的相互理解车间生产的参考模型概述本章描述为在车间生产范围内确定标准而开发的参考模型下面三节中提供的参考模型在很大程度上是对现存模型的一种综合首先为制造而进行的主要活动被认定是车间生产的相关环境第二提出了一个车间生产模型简称该模型把车间的活动纳入层次结构第三提出了一个一般活动模型简称它是为的每一层内的各种活动建立的模型车间生产的每一个活动都可以用的一个实例来表明的各种元素对任一给定的活动来说有不同的解释该参考模型的意图是帮助人们确定什么地方可能需要标准该参考模型的细节尚不足以用作别的目的例如提供设计和实施某一制造系统的基础该参考模型提出企业工厂和车间生产的一个功能视图车间生产的环境给出了制造的范围确立了项主要功能图的示例说明在这些功能所建立的环境中车间生产处于怎样的位置由此车间生产的许多活动与工厂的活动以及在某种程度上与企业的活动之间发生了相互作用后面将要说明的方法论使我们能识别这些相互作用以及车间生产内部发生的相互作用车间生产模型车间生产不同于在中确立的其他十一项制造功能是因为它包含与生产零件直接相关的活动通常把这些活动分为若干层次在本标准中选择了一个四层模型来表示车间生产制造功能的活动很有可能在制造的具体实现中需要多于或少于四个层次但对于确定标准的内容范围这个目的而言四层看来是够用的本标准还确定出四种类型的制造活动每一种类型的活动对应于车间生产的一个层次在每一个层次在同一时刻可能会一般说来是有若干个活动在进行这四种活动类型是执行车间生产过程命令车间生产过程协调车间生产过程监督车间生产过程图所示的这个四层模型说明了车间生产的结构该模型称作车间生产模型图给出了每层的名称与该层对应的活动类型及其描述一般活动模型本标准所采用的办法是通过活动的概念来对内的与确定标准有关的那些特性建模为了模仿每一层次的各种活动的执行提出了一个一般活动模型如图所示的内部表现是一个包括四个主体和四个动作的相关集合这些主体和动作的定义如下四个主体控制信息包括命令信息通常从较高层流向较低层它启动变更或终止某个活动状态信息它在对命令的直接响应中产生通常以和命令相反的方向流动请求信息如果有的话它对