GB/T 44987-2024 数字化车间 平面式缓存储料系统通用要求

　　ICS 25.080.01 CCS N 10

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 44987—2024

　　数字化车间

　　平面式缓存储料系统通用要求

　　Digital workshop—General requirements for planar buffer storage system

　　2024-11-28 发布 2025-06-01 实施

　　发

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　布

　　GB/T 44987—2024

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 2

　　5 平面式缓存储料系统架构 2

　　5.1 系统架构 2

　　5.2 机械系统 3

　　5.3 缓存储料系统控制中心 4

　　6 系统功能要求 4

　　6.1 转运储存 4

　　6.2 自检 4

　　6.3 库存管理 4

　　6.4 互联互通 4

　　6.5 远程维护 5

　　6.6 操作模式 5

　　7 系统性能要求 5

　　7.1 设备性能 5

　　7.2 运转过程性能 5

　　7.3 制造管理性能 5

　　8 系统使用安全及维护保养要求 5

　　参考文献 7

　　Ⅰ

　　GB/T 44987—2024

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分： 标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国机械工业联合会提出。

　　本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会 (SAC/TC 124)归口。

　　本文件起草单位 ：北京动力机械研究所、机械工业仪器仪表综合技术研究所、北京理工大学、金石机器人常州股份有限公司、清华大学、华中科技大学、武汉东研智慧设计研究院有限公司、航天科工空天动力研究院(苏州) 有限责任公司、泸州翰飞航天科技发展有限责任公司、 中国兵器工业新技术推广研究所、北京北方车辆集团有限公司、上海航天精密机械研究所、西门子( 中国 )有限公司、杭州亚太智能装备有限公司 、昆船智能技术股份有限公司 、海力特机器人常州有限公司 、河南平原光电有限公司、宁波贝克韦尔智能科技有限公司。

　　本文件主要起草人： 凌文辉 、郭昆 、 丁露 、刘志亮 、王欢 、贾健明 、刘志兵 、刘金石 、李炳燃、高亮 、 张毅博 、黄雁明 、李冀颖 、仇天阳 、黄志鹏 、 叶佩青 、李新宇 、杨湘雨 、游和平 、解丽静、李海龙、张辉、张春江、岳波、姚智奇、王永飞、赵斌、胡文轻、刘月萍、钱卫中、江力润、罗远锋、王亚军 、张超 、王磊 、王仓保 、吴玉广、 李宏伟 、杨学勤 、李明 、吴兴尧 、 闵定勇 、周飞 、王三民、李轩、张秋琳、郑祖杰、傅玲、吴新中、邹朝普、段中洲、蔡章根。

　　Ⅲ

　　GB/T 44987—2024

　　数字化车间

　　平面式缓存储料系统通用要求

　　1 范围

　　本文件规定了数字化车间平面式缓存储料系统的系统架构、功能要求、性能要求、使用安全及维护保养要求。

　　本文件适用于平面式缓存储料系统的设计、建设与应用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP 代码)

　　GB/T 5226.1—2019 机械电气安全 机械电气设备 第 1 部分： 通用技术条件

　　GB 15760—2004 金属切削机床 安全防护通用技术条件

　　GB/T 37393—2019 数字化车间 通用技术要求

　　GB/T 38177—2019 数控加工生产线 柔性制造系统

　　GB/T 41255—2022 智能工厂 通用技术要求

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　数字化车间 digital workshop

　　以生产对象要求的工艺和设备为基础，以信息技术、 自动化、测控技术为手段，用数据连接车间不同单元，对车间运行过程进行规划、管理、诊断和优化的实施单元。

　　[ 来源： GB/T 37393—2019 ，3.3] 3.2

　　生产线 production line

　　专用于生产特定数量产品或产品系列的一系列设备。

　　[ 来源： GB/T 37413—2019 ，3.4] 3.3

　　物料 material

　　涵盖了车间所有用以周转的实物。

　　注： 物料包括齐套物料、工件毛坯、刀具、夹具、量具、辅具、工艺文件、生产图纸、生产记录卡等。

　　[ 来源： GB/T 37413—2019 ，4.4.5]

　　3.4

　　平面式缓存储料系统 planar buffer storage system

　　对物料进行缓冲性存储、传送的平面结构的系统。

　　1

　　GB/T 44987—2024

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　AGV： 自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)

　　MES： 制造执行系统(Manufacturing Execution System)

　　MTBF： 平均无故障工作时间(Mean Time between Failure)

　　MTTR： 平均修复时间(Mean Time to Repair)

　　5 平面式缓存储料系统架构

　　5.1 系统架构

　　平面式缓存储料系统的系统架构如图 1 所示。

　　图 1 平面式缓存储料系统的系统架构图

　　—在生产系统层级中，平面式缓存储料系统涉及执行层、控制层和管理层：

　　● 执行层包括平面式缓存储料系统的机械系统 、物料转运系统和加工制造系统，其接收相关命令，控制机械系统中的缓存输送线、转向机构、分挡机构运行，并与AGV、 自动化搬运装置等物料转运系统协同;

　　● 控制层包括平面式缓存储料系统的人机交互 、缓存输送线控制 、转向机构控制 、分挡机构控制、物料信息管理、通信等模块，以及生产线信息控制中心，并与物料转运系统通信;

　　● 管理层包括MES等车间管理系统，用于工单、物料、设备等计划与资源的统一管理。

　　—在车间的信息流中，平面式缓存储料系统的实现流程为：

　　2

　　GB/T 44987—2024

　　● 缓存储料系统控制中心接收并分析生产线信息控制中心的指令，并通过缓存输送线控制、转向机构控制、分挡机构控制等模块输出控制执行指令;

　　● 机械系统接收缓存储料系统控制中心输出的控制执行指令，控制缓存输送线 、转向机构、分挡机构等设备运行，并反馈设备运行状态给缓存储料系统控制中心;

　　● 缓存储料系统控制中心与物料转运系统通信，控制物料转运系统将物料转运到相应位置;

　　● 物料转运完成后，缓存储料系统控制中心将执行信息反馈给生产线信息控制中心，形成信息流闭环。

　　5.2 机械系统

　　5.2.1 系统组成

　　平面式缓存储料系统的构成如图 2 所示，通过接收控制中心各模块指令，实现物料的上下料和转运，应包括缓存输送线、转向机构、上下料工位、分挡机构等。

　　图 2 平面式缓存储料系统的构成

　　5.2.2 缓存输送线

　　包括至少两条水平对置摆放的、输送方向相反的子缓存输送线，用于储存待加工的工件，使工件在子缓存输送线之间自动循环轮转，可采用皮带、链板、链条等多种形式。

　　5.2.3 转向机构

　　用于将待加工的工件由一条子缓存输送线转送至另一条或多条子缓存输送线。

　　5.2.4 上料工位

　　用于物料进入平面式缓存储料系统的工位。

　　5.2.5 下料工位

　　用于物料离开平面式缓存储料系统的工位。

　　5.2.6 分挡机构

　　用于阻挡/允许上料工位的工件沿输送方向进入缓存输送线，或阻挡/允许缓存输送线上的物料进入

　　3

　　GB/T 44987—2024

　　下料工位的机构。

　　5.3 缓存储料系统控制中心

　　5.3.1 人机交互模块

　　主要用于信息显示以及人员操作，实现人机信息的交换。

　　5.3.2 缓存输送线控制模块

　　用于控制缓存输送线的运动，实现物料运输。

　　5.3.3 转向机构控制模块

　　用于控制转向机构的运动，实现物料运输过程的转向。

　　5.3.4 分挡机构控制模块

　　用于控制分挡机构的运动，实现物料进出缓存输送线的阻挡/允许。

　　5.3.5 物料信息管理模块

　　用于监控和管理缓存系统物料信息，当出现错误时可以给出诊断和报警，并将信息同步传送给MES 等车间管理系统。

　　5.3.6 通信模块

　　用于传达下发 MES 等车间管理系统的指令，并接受机械系统的物料信息和指令完成情况信息，将结果上传至 MES 等车间管理系统。

　　6 系统功能要求

　　6.1 转运储存

　　平面式缓存储料系统应具备将物料由上料工位转运至缓存输送线，缓存物料，再将物料由缓存输送线转运至下料工位的能力。

　　6.2 自检

　　平面式缓存储料系统应具备自检功能，包括如下功能要求：

　　—校验接收的物料信息和车间管理系统下发的指令要求是否一致;

　　—校验物料转运设备接收的物料信息和车间管理系统下发的指令要求是否一致。

　　6.3 库存管理

　　平面式缓存储料系统应具备在物料转运过程中进行整理、更新库存信息的功能。

　　6.4 互联互通

　　平面式缓存储料系统应支持直接或间接的与其他现场设备、控制系统、车间管理系统等进行通信，其信息集成功能应符合 GB/T 37393—2019 相关要求。互联互通还应具备如下功能要求：

　　—具备与AGV、 自动化装置等物料转运设备对接的硬件接口，发送允许上料、允许下料、上料完成、下料完成等信息;

　　—支持接收车间管理系统下发的缓存、转运等动作指令;

　　4

　　GB/T 44987—2024

　　—具备存储并上报当前各区域工位上工件信息的功能。

　　6.5 远程维护

　　平面式缓存储料系统应具备远程维护的功能，能够基于运行日志文件对设备运行状态进行有效评估，及时发现设备潜在异常情况，并生成相应的维护方案，其设备维修维护功能应符合 GB/T 37393—2019 相关要求。包括如下功能要求：

　　—宜支持基于历史故障数据和实时运行数据的状态监测、故障报警和故障预测;

　　—宜支持基于设备实时状态采集的过程数据，自动统计分析设备相关指标，主要包括设备完好率、设备利用率、设备故障率、停机(或停产) 时间、停机(或停产) 次数等;

　　—宜具备远程系统更新功能。

　　6.6 操作模式

　　平面式缓存储料系统应具备通过设置菜单或操作按钮更改操作模式的功能 。平面式缓存储料系统应至少支持以下两种操作模式：

　　—自动运行模式： 在此模式下，可与其他系统互联互通后自动运行平面式缓存储料系统;

　　—手动操作模式： 在此模式下，操作员可以通过人机交互界面或控制按钮操作平面式缓存储料系统。

　　7 系统性能要求

　　7.1 设备性能

　　平面式缓存储料系统应在运转、维护等方面安全可靠，符合 GB/T 38177—2019 相关要求，设备性能要求包括：

　　—应能接受车间管理系统的指令，控制物料的存储、输送和上下料;

　　—应符合设备安全性和信息安全性的要求，避免诱发危险;

　　—可靠性： 可靠性用MTBF和MTTR来衡量， MTBF应不低于5000 h ，MTTR应不超过30 min;

　　—可恢复性： 经必要的修复可维持或恢复到指定的功能。

　　7.2 运转过程性能

　　平面式缓存储料系统的运转过程性能要求包括：

　　—缓存性能： 可缓存储料的数量、种类应满足生产线生产节拍的要求;

　　—响应速度： 系统对于控制指令、监控信号的反应速度应满足生产线的总体要求;

　　—等待时间： AGV、 自动化装置等交互设备等待上下料的时间应满足生产线的总体要求。

　　7.3 制造管理性能

　　平面式缓存储料系统在设计、制造、集成、维护等方面应满足 GB/T 41255—2022 的要求，制造管理性能要求包括：

　　—质量保证： 设计、制造、集成等活动应严格符合质量保证体系的要求和程序;

　　—维护支持： 系统生命周期的所有阶段都应有相关的维护支持，以确保其满足指定的工作质量;

　　—物理特性： 应满足物理特性造成的约束，包括质量、体积、振动等因素。

　　8 系统使用安全及维护保养要求

　　平面式缓存储料系统安全防护应符合 GB 15760—2004、GB/T 5226.1—2019、GB/T 4208—2017 的规

　　5

　　GB/T 44987—2024

　　定，使用安全及维护保养要求包括：

　　—使用安全： 应对系统电路、机械等危险因素辨识并警示;

　　—维护保养： 应从日常维护和机械系统、控制系统易损件方面进行要求。

　　6

　　GB/T 44987—2024

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 37413—2019 数字化车间 术语和定义

　　[2] GB/T 37928—2019 数字化车间 机床制造 信息模型

　　[3] GB/T 39334.2—2020 机械产品制造过程数字化仿真 第 2 部分：生产线规划和布局仿真要求

　　[4] GB/T 39561.1—2020 数控装备互联互通及互操作 第 1 部分： 通用技术要求

　　[5] GB/T 40648—2021 智能制造 虚拟工厂参考架构

　　[6] GB/T 40654—2021 智能制造 虚拟工厂信息模型

　　[7] GB/T 40659—2021 智能制造 机器视觉在线检测系统 通用要求

　　7