T∕SHMES 001-2021 離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型實施指南

1、ICS 35.240.50 CCS N 10T/SHMES 0012021離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型實施指南Implementation guide for digital transformation of discrete machinerymanufacturing enterprises2021-06-25 發(fā)布2021-06-25 實施上海市機械工程學會發(fā)布T/SHMES 0012021本文件按照GB/T 1.12020（標準化工作導則 第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)則的規(guī)定 起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由上海市機械工程

2、學會提出并歸口。本文件起草單位：上海市機械工程學會、上海電氣自動化集團、上海聯(lián)宏創(chuàng)能信息科技有限公司、 上海汽車集團股份公司、上海電氣電站集團、中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限公司、鼎捷軟件股份有限公 司、上海電機學院、上海大學、上海臨港經(jīng)濟發(fā)展（集團）有限公司、滬東重機有限公司、蓋勒普工程咨詢 （上海）有限公司、上海維宏電子科技股份有限公司、廣州中望龍騰軟件股份有限公司。本文件主要起草人：于忠海、邵兵、賈廷綱、冒小萍、陳紅偉、李先樞、劉麗蘭、吳騰云、楊秀鋒、張巍、 李群、沈皓瑋、牟鳳林、黃濤、劉國華。首批承諾執(zhí)行本文件的單位：上海電氣自動化集團、上海聯(lián)宏創(chuàng)能信息科技有限公司、上海汽車集 團股份公司

3、、上海電氣電站集團、中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限公司、鼎捷軟件股份有限公司、上海臨港 經(jīng)濟發(fā)展（集團）有限公司、滬東重機有限公司、蓋勒普工程咨詢（上海）有限公司、上海維宏電子科技股 份有限公司、廣州中望龍騰軟件股份有限公司。IT/SHMES 0012021新一輪技術革命和產(chǎn)業(yè)變革正在迅猛發(fā)展，全球經(jīng)濟正處在一個前所未有的變軌期。數(shù)字化、網(wǎng)絡 化和智能化技術進步，推動了機械制造行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展，也使企業(yè)從產(chǎn)品競爭轉換到企業(yè)資源配置的 競爭。企業(yè)經(jīng)過數(shù)字化轉型，融合先進的管理和商業(yè)模式，通過數(shù)據(jù)自動流動化解市場的不確定性，優(yōu)化 企業(yè)的資源配置，進而提高企業(yè)的市場競爭力和企業(yè)的發(fā)展能力。本文件的制定為

4、離散型機械制造企業(yè)開展數(shù)字化轉型工作提供了框架性的指導，后續(xù)將圍繞本文 件所涉及的各個方面，組織相關單位對數(shù)字化要素、產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)層級包含的具體內容制定相 關通用標準，根據(jù)企業(yè)需要再制定具體的技術標準。T/SHMES 0012021離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型實施指南1范圍本文件提供了離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型所具備的系統(tǒng)架構，并從數(shù)字化要素、產(chǎn)品全生命周 期、企業(yè)層級三個維度給出了相關建議。本文件適用于指導離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文 件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的

5、引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于 本文件。GB/T 18725制造業(yè)信息化技術術語GB/T 26099.1機械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則 第1部分：通用要求GB/T 31982機械產(chǎn)品模塊化設計規(guī)范GB/T 37393數(shù)字化車間通用技術要求3術語和定義GB/T 18725界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1數(shù)字化 digitalization以數(shù)字形式表示（或表現(xiàn)）本來不是離散數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。具體來說，也就是將圖像或聲音等轉化為數(shù) 字碼，以便這些信息能由計算機系統(tǒng)處理與保存。在信息化時代，數(shù)字化已經(jīng)變成信息化程度的一個重 要指標。來源:GB/T 187252008,3.833.2物

6、料清單 bill of material；BOM生產(chǎn)過程中，列出裝配的部件所用的配件、零件和材料的項目及其數(shù)量的清單。來源:GB/T 187252008,3.323.3數(shù)字化制造 digitized manufacturing一種利用數(shù)字化定量表述、存儲、處理和控制方法，支持產(chǎn)品生命周期和企業(yè)的全局優(yōu)化的制造技 術。它是在計算機網(wǎng)絡技術與制造技術的不斷融合，發(fā)展和廣泛應用的基礎上產(chǎn)生的技術。其內涵可 以包括：a）CAD/CAM/CAE為主體的技術；b）以MRP II、MIS、PDM為主體的制造信息支持系統(tǒng)；c）數(shù)字控制制造系統(tǒng)等。來源:GB/T 187252008,3.853.4產(chǎn)品全生命周期

7、 product life cycle企業(yè)產(chǎn)品的設計、采購、生產(chǎn)、物流、營銷和服務的全部過程的總稱。3.5企業(yè)數(shù)字化轉型 digital transformation of enterprises將數(shù)字化技術應用于企業(yè)的經(jīng)營活動中，實現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務模式、組織架構和企業(yè)文化的升級，優(yōu)化 企業(yè)的資源配置，提高企業(yè)的市場競爭力和發(fā)展能力。3.6離 育女芾！J 造 discrete manufacturing生產(chǎn)由離散元件組成的產(chǎn)品（如汽車、設備、家電、計算機等）或零部件的過程。來源:GB/T 187252008,3.874縮略語下列縮略語適用于本文件。CAD：計算機輔助設計(Computer Aide

8、d Design)CAE：計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)CAM:計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing)CAPP:輔助工藝規(guī)劃(Computer Aided Process Planning)CRM:客戶關系管理(Customer Relationship Management)DCS：分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System)DT:數(shù)字孿生(Digital Twin)EAM:企業(yè)資產(chǎn)管理(Enterprise Asset Management)ERP:企業(yè)資源計劃(Enterprise Re

9、source Planning)FM:財務管理(Financial Management)HMI：人機界面(Human Machine Interface)HRM:人力資源管理(Human Resource Management)MBD：基于模型的定義(Model Based Definition)MES：制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System)OA:辦公自動化(Office Automation)PDM:產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management)PLM:產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management)PSS：

10、產(chǎn)品服務系統(tǒng)(Product Service System)SCADA:數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(Supervisory Control and Data Acquisition)SCM:供應鏈管理(Supply Chain Management)SOP:標準作業(yè)程序(Standard Operating Procedure)5系統(tǒng)架構5.1系統(tǒng)架構圖本文件提出了離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型所具備的系統(tǒng)架構，細分為數(shù)字化要素、產(chǎn)品全生命 周期和企業(yè)層級三個維度，如圖1所示。企業(yè)層級圖1離散型機械制造企業(yè)數(shù)字化轉型系統(tǒng)架構圖5.2數(shù)字化要素數(shù)字化要素指企業(yè)數(shù)字化轉型宜具備的基礎要素，包括：企業(yè)文化、組織機

11、構、基礎條件和應用軟件 四個方面。5.3產(chǎn)品全生命周期產(chǎn)品全生命周期指企業(yè)產(chǎn)品從研發(fā)設計到售后服務的全過程，包括:設計、采購、生產(chǎn)、物流、營銷和 服務六個方面。5.4 企業(yè)層級企業(yè)層級指企業(yè)組織生產(chǎn)活動相關的結構層級劃分，包括：設備、產(chǎn)線、車間和企業(yè)四個方面。 6數(shù)字化要素6.1文化6.1.1發(fā)展戰(zhàn)略在企業(yè)發(fā)展目標和發(fā)展規(guī)劃中，宜體現(xiàn)數(shù)字化轉型。6.1.2 制度宜有組織模式、機制和人才保障等數(shù)字化轉型所需的相關規(guī)章制度。6.1.3認同從企業(yè)高層到員工具有數(shù)字化意識和系統(tǒng)化意識，認識到數(shù)字化轉型的必要性，以及給企業(yè)帶來的 持續(xù)效益，能接受數(shù)字化轉型對企業(yè)和個人帶來的不適應性。6.2 組織6.2.

12、1領導力企業(yè)領導層宜具備利用數(shù)字化手段配置生產(chǎn)要素的知識和能力。6.2.2 機構企業(yè)中宜設置數(shù)字化領導崗位和數(shù)字化管理部門，領導和管理數(shù)字化轉型，以保證數(shù)字化轉型中各 個部門的協(xié)同合作。6.2.3 人員宜具有一定數(shù)量的數(shù)字化工作能力的技術人員、管理人員和相關人員。6.3 基礎6.3.1數(shù)據(jù)企業(yè)在運行管理中宜：一對企業(yè)運營業(yè)務數(shù)據(jù)、設備、產(chǎn)線互聯(lián)數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)進行采集、處理和存儲； 一建立企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準，在企業(yè)運營過程中能共享和使用數(shù)據(jù)。6.3.2數(shù)據(jù)平臺企業(yè)宜建設數(shù)據(jù)平臺，并宜滿足下列要求：一對運營數(shù)據(jù)進行建模、聚合、挖掘、治理、分析、重構和復用；一數(shù)據(jù)在企業(yè)業(yè)務流程中可實現(xiàn)自動流轉、實時更

13、新和共享；-服務器規(guī)格一致，并部署虛擬化解決方案；一支持云平臺建設，根據(jù)需求建設私有云或購買公有云服務。6.3.3 網(wǎng)絡企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡宜能夠支撐數(shù)字化轉型，實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)資源與信息系統(tǒng)全面互聯(lián)，并： 一具備大并發(fā)、低延遲、高帶寬、全覆蓋的能力； 網(wǎng)絡的鏈接接口標準宜統(tǒng)一，可實現(xiàn)網(wǎng)絡通信協(xié)議的自由轉換；保障數(shù)據(jù)傳遞穩(wěn)定、準確、流暢與安全；一支持遠程訪問、診斷和數(shù)據(jù)的備份與恢復。6.3.4 信息安全相關人員宜具備安全意識、法律意識和安全技能，在信息安全方面并宜滿足下列要求： 建立有實體安全、運行安全、信息資產(chǎn)安全管理和防范的機制；一建立保障系統(tǒng)功能的風險分析、審計、備份與恢復、應急處理等機制；一建

14、立防止信息資產(chǎn)被故意或偶然的非授權泄露、更改、破壞或被非法控制措施； 一具備防止計算機及相關設施受環(huán)境事故破壞的能力。6.4軟件6.4.1應用軟件宜有涵蓋企業(yè)數(shù)字化轉型和運行所需的軟件，并應用這些軟件實現(xiàn)數(shù)字化轉型和轉型后的運行。應用軟件主要分為以下四類。6.4.2研發(fā)設計軟件研發(fā)設計類軟件宜包括但不限于：CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、PLM、DT。6.4.3生產(chǎn)控制軟件生產(chǎn)控制軟件宜包括但不限于：MES、DCS、SC AD A、H MI。6.4.4信息管理軟件信息管理軟件宜包括但不限于：ERP、FM、CRM、SCM、HRM、EAM、OA、PSS。6.4.5嵌入式軟件嵌人式軟件宜包

15、括但不限于：數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)通信、能源電子等。7產(chǎn)品全生命周期7.1設計7.1.1研發(fā)設計數(shù)字化研發(fā)(產(chǎn)品、設備、產(chǎn)線、工廠)設計宜包括但不限于以下要求：一根據(jù)GB/T 26099.1給出的規(guī)則集成三維實體模型來表達產(chǎn)品定義信息(MBD).并將其作為 產(chǎn)品制造過程中的依據(jù)，實現(xiàn)設計、工藝、制造、檢測等的集成；一建立物料標準化管理體系，合理規(guī)劃物料分類，定義特性參數(shù)，保證物料的唯一性，多維度快速 檢索；一建立產(chǎn)品設計與開發(fā)過程追溯體系；使用數(shù)字樣機代替物理樣機進行裝配仿真模擬；一支持數(shù)字孿生的設計調試，包括集成多學科的設計信息，對數(shù)字樣機或系統(tǒng)模型進行性能以及 控制運行行為的仿真驗證；一基于市場需

16、求構建產(chǎn)品模塊化平臺，并依據(jù)GB/T 31982的要求，實現(xiàn)設計的參數(shù)化和模塊化 管理，建立企業(yè)知識重用庫。7.1.2 工藝和工裝工藝和工裝宜：一應用計算機輔助工藝和工藝過程仿真，使用三維模型編制工藝和作業(yè)指導；一建立數(shù)字化工藝模型，包括工藝路線、工序、工步、加工設備、工裝、夾具、SOP等對象，以及材 料消耗定額、工藝參數(shù)、檢驗標準、工時等信息；一建立工裝數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)工裝信息共享，將有關數(shù)字化工裝設計、制造、使用的工作有關的數(shù)據(jù)進 行集中管理和使用。7.2 采購7.2.1采購平臺宜建設有覆蓋采購主數(shù)據(jù)管理、需求管理、招投標、詢比價、訂單執(zhí)行、合同管理、庫存管理、發(fā)票管 理、供應商管理和數(shù)據(jù)分析

17、的數(shù)字化管理采購平臺。7.2.2 采購過程宜根據(jù)設計相關需求，利用數(shù)字化管理采購平臺開展收集信息、比價、評估、訂購、進貨、檢收和整理 付款，同時記錄交易歷史信息和采購背景信息。7.2.3供應商評價體系宜利用數(shù)字化平臺建立供應商評價體系，對供應商的供貨質量、價格、服務水平、準時性和信用度進 行評價。7.3 生產(chǎn)7.3.1生產(chǎn)計劃宜根據(jù)生產(chǎn)訂單自動形成生產(chǎn)計劃，結合工藝路線和生產(chǎn)資源進行詳細排產(chǎn)。7.3.2生產(chǎn)調度企業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)調度宜實現(xiàn)獲取生產(chǎn)進度和各生產(chǎn)要素現(xiàn)狀信息，具備快速反應能力處理生產(chǎn)現(xiàn) 場各種異常信息，協(xié)調人員、設備、物料等生產(chǎn)資源。7.3.3 生產(chǎn)制造各類工藝卡、圖紙、作業(yè)指導書或數(shù)

18、控程序代碼等文件宜自動發(fā)放到各工位終端，生產(chǎn)制造人員可 實時查詢生產(chǎn)計劃、標準工藝參數(shù)、標準質檢工藝等信息，并實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的可追溯和現(xiàn)場快速 響應。7.3.4 生產(chǎn)過程管理宜對生產(chǎn)過程中的設備運行狀態(tài)、資源消耗和生產(chǎn)效率進行管理和監(jiān)督，最終建立其閉環(huán)優(yōu)化的控 制系統(tǒng)。7.3.5產(chǎn)品質量管理宜對原材料、零部件、半成品和成品進行質量檢驗，并對獲得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、監(jiān)測和控制產(chǎn)品 質量，并可實現(xiàn)產(chǎn)品質量的追溯和質量問題歸零管理。7.3.6生產(chǎn)成本管理宜對生產(chǎn)過程中發(fā)生的物料、人工、費用等進行成本計算分析，真實地反映出產(chǎn)品的成本。 7.4物流7.4.1數(shù)字化標識宜對貨架、庫位、主要原材料、工具工

19、裝、中間件和成品進行數(shù)字化標識。7.4.2 倉儲管理宜建立自動化倉儲，實現(xiàn)物料、產(chǎn)品的自動存儲和出人庫管理，庫存數(shù)據(jù)和信息實時、透明。7.4.3 配送宜建設物流管理系統(tǒng)，完成企業(yè)內部生產(chǎn)的物料領取和配送，完成成品的包裝、配貨和送達。7.5營銷7.5.1數(shù)字化營銷宜應用數(shù)字化營銷系統(tǒng)，包括市場調研、市場推廣、品牌策劃、銷售和客戶服務等，對客戶需求、市場 信息、客戶體驗、報價、訂單、合同、交付和回款等進行過程管理。7.5.2營銷行為管理宜對營銷業(yè)務人員業(yè)務開展情況進行數(shù)字化管理，包括營銷日報、小結、分析報告等。7.6服務7.6.1客服系統(tǒng)宜建立數(shù)字化客服系統(tǒng)，快速響應客戶。7.6.2售后服務宜建立

20、產(chǎn)品遠程診斷系統(tǒng)，對用戶和售后服務人員進行示范指導。宜對安裝調試、技術培訓、零配件供應、檢測、維修、保養(yǎng)、技改升級、再制造、回收拆解、報廢等服務 過程實現(xiàn)數(shù)字化管理，并接人企業(yè)運營循環(huán)支撐產(chǎn)品全生命周期管理。8 企業(yè)層級8.1設備現(xiàn)有設備能夠支撐企業(yè)數(shù)字化轉型和運行，宜包括但不限于以下功能：一具備完善的檔案信息，包括編號、描述、模型及參數(shù)的數(shù)字化描述；一具備通信接口和協(xié)議，能與其他設備、裝置及執(zhí)行層進行信息交換；能接受指令，完成特定制造功能；一能向執(zhí)行層提供制造的活動反饋信息，包括產(chǎn)品的加工信息、設備的狀態(tài)信息及故障信息等； 一符合GB/T 37393的要求，具備一定的可視化和人機交互功能。8.2產(chǎn)線自動化產(chǎn)線宜滿足下列要求：一具備完善的檔案信息，包括編號、描述、模型及參數(shù)的數(shù)字化描述；一具備通信接口和協(xié)議，能與其他設備、裝置及執(zhí)行層進行信息交換；實現(xiàn)上下料、傳送和加工等，在生產(chǎn)線內實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)