作者：国家智能制造标准化总体组
出版社：电子工业出版社
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智能制造行业应用标准研究成果(二)试读：
智能制造综合标准化专项研究成果丛书智能制造行业应用标准研究成果（二）国家智能制造标准化总体组 主编内容简介2015 年开始，工业和信息化部与财政部共同实施了“智能制造综合标准化与新模式应用”专项行动。专项行动包括智能制造综合标准化和新模式应用两部分内容。本系列丛书是2015 年专项行动中智能制造综合标准化的部分研究成果。丛书分为基础共性标准成果和行业应用标准成果两大体系，本书是其中行业应用标准成果的第二册，收录了5 项标准成果：新能源汽车领域2 项，铁路动车领域3 项。
本书可供新能源汽车、铁路动车领域企业及科研院所相关人员参考阅读。
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图书在版编目（CIP）数据
智能制造行业应用标准研究成果.二/国家智能制造标准化总体组主编.—北京：电子工业出版社，2019.8（智能制造综合标准化专项研究成果丛书）
ISBN 978-7-121-37058-8
Ⅰ. ①智… Ⅱ. ①国… Ⅲ. ①智能制造系统—标准—研究—中国 Ⅳ. ①TH166-65
中国版本图书馆CIP 数据核字（2019）第141601 号
责任编辑：陈韦凯 文字编辑：孙丽明
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装 订：
出版发行：电子工业出版社
北京市海淀区万寿路173 信箱 邮编：100036
开 本：880×1230 1/16 印张：8 字数：248 千字
版 次：2019 年8 月第1 版
印 次：2019 年8 月第1 次印刷
定 价：168.00 元
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主 编：董景辰
副 主 编：杨建军 王麟琨
参编人员：王春喜 刘 丹 史学玲 丁 露 吴东亚 卓 兰
张 晖 周 平 郭 楠 范科峰 胡静宜 黎晓东
王 英 徐建平 张岩涛 徐 鹏 涂 煊 柴 熠
李翌辉 史海波 王克达 于秀明 赵奉杰 鞠恩民
于美梅 苗建军 谢兵兵 郝玉成 朱恺真 王 琨
朱毅明 徐 静编者按
2015年开始，工业和信息化部与财政部共同实施了“智能制造综合标准化与新模式应用”专项行动，专项行动包括智能制造综合标准化和新模式应用两部分内容。本系列丛书是2015年专项行动中智能制造综合标准化的部分研究成果。丛书分为基础共性标准成果和行业应用标准成果两大体系。其中，基础共性标准成果的第一册——《智能制造基础共性标准研究成果（一）》已于2018年12月出版，收录了16项标准成果；行业应用标准成果的第一册——《智能制造行业应用标准研究成果（一）》也已于2019年7月出版，收录了10项标准成果。本书是行业应用标准成果的第二册，收录了5项标准成果，每项成果均按照GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。
此次出版的标准研究成果符合国家标准化委员会与工业和信息化部2015年发布的《智能制造标准体系建设指南》。根据专项的考核目标，标准的研究成果是形成标准草案，在此基础上再申报国家标准或者行业标准立项。目前，已有一部分成果完成国家标准或者行业标准的立项，也有不少成果已经在企业中得到应用。
按照工业和信息化部发布的《智能制造综合标准化和新模式管理办法》规定，专项标准的研究过程须经过三次技术审查。审查专家组由该领域的技术专家和标准化专家组成，其中至少包含两名国家智能制造标准化专家咨询组的专家。每次审查会都形成会议纪要、专家审查意见及专家审查意见汇总处理结果。所形成的标准（草案）还必须经过验证，由专项的项目承担单位建设验证平台，并在一个以上的企业现场创建验证环境（2016年以后要求在三个以上的企业现场搭建验证环境）。通过举证、平台、现场三种验证方式，使验证覆盖标准（草案）的全部内容，从而保证了标准（草案）有较好的完整性、准确性和可操作性。
智能制造标准的特点是综合性非常强，不但在内容上要将设计、制造、通信、软件、管理等多个领域的技术融合在一起，而且还要进行全面的验证，所以技术难度是很大的。这也是对标准化工作一个新的挑战。感谢专项的承担单位、参研单位和众多的技术专家，他们付出了巨大的努力，克服了很多困难，最终取得了较好的成果。
希望本丛书的出版能对业界推进企业智能制造转型升级有所帮助，并希望大家对丛书的内容提出宝贵的意见。《智能制造综合标准化专项研究成果丛书》编委会2019年7月成果一 新能源汽车动力电池系统装配数字化车间数据一致性要求引 言
标准解决的问题：
本标准规定了新能源汽车动力电池系统装配数字化车间的数据传输要求、信息集成参考模型和数据一致性要求，用于指导新能源汽车动力电池系统装配数字化车间交互数据的定义及系统集成。
标准的适用对象：
新能源汽车动力电池系统设备开发商及系统集成商。
专项承担研究单位：
中国科学院沈阳自动化研究所。
专项参研联合单位：
机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、山东威能环保电源科技股份有限公司。
专项参加起草单位：
机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、山东威能环保电源科技股份有限公司。
专项参研人员：
梁炜、张思超、石刚、赵伟、刘晓松、刘丹、熊俊威。新能源汽车动力电池系统装配数字化车间数据一致性要求1 范围
本标准规定了新能源汽车动力电池系统装配数字化车间的数据传输要求、信息集成参考模型和数据一致性要求。
本标准适用于指导新能源汽车动力电池系统装配数字化车间交互数据的定义及系统集成。2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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 20720.2—2006 企业控制系统集成 第2部分：对象模型属性3 缩略语
下列缩略语适用于本标准。
ERP：企业资源计划（Enterprise Resource Planning）
MES：制造执行系统（Manufacturing Execution System）
OPC UA：OPC统一架构（OPC Unified Architecture）
PLC：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）4 数据传输要求
4.1 概述《新能源汽车动力电池系统装配数字化车间数据一致性要求》中的数据传输要求规定了交互数据的编码规则和传输规则，支持基本数据类型和结构化数据类型的定义和传输。
基本类型是原子（atomic）类型，即不能再被划分为更小的类型。结构化类型由若干基本类型和其他结构化类型组成，其嵌套的复杂度和深度不受本部分约束。
4.2 基本数据类型
4.2.1 整数（Integer）类型
整数类型数据的值是有符号的整数，编码如图1所示。表1以Integer16为例给出了八位位组中每位的编码。数据传输时，首先发送该类型数据最高有效八位位组的MSB。图1 整数类型数据编码表1 Integer16整数类型数据编码
4.2.2 无符号（Unsigned）类型
无符号类型数据的值是无符号整数，编码如图2所示。表2以Unsigned16为例给出了八位位组中每位的编码。数据传输时，首先发送该类型数据最高有效八位位组的MSB。图2 无符号类型数据编码表2 Unsigned16无符号类型数据编码
4.2.3 浮点（Float）类型
浮点值按照图3和图4所示进行编码。首先发送符号和指数的MSB，再发送指数的剩余部分以及分数的MSB～LSB。如果浮点数据类型的对象值未知，则发送值0x7F, 0xA0，后续全部为零（0x00）；该值表示“非数（Not-a-number）”。图3 单精度浮点类型数据编码图4 双精度浮点类型数据编码
4.2.4 八位字符串（Octetstring）类型
表3所示为八位字符串（Octetstring）的编码方式。对于N个八位位组的字符串，首先发送该类型数据最高有效八位位组的MSB。表3 Octetstring类型数据编码
4.2.5 比特域（Bit Field）类型
比特域数据类型用于编码固定长度的单比特数据。Bit Fieldn表示n个比特的比特域。表4、表5和表6给出了比特域数据类型的比特编号方式。比特域数据的长度（以比特为单位）值应为8的倍数，并以一个八位位组序列在网络上传输，首先发送最高有效八位位组的MSB。表4 1个八位位组的Bit Field8类型数据编码表5 2个八位位组的Bit Field16类型数据编码表6 3个八位位组的Bit Field24类型数据编码
4.2.6 比特串（Bitstring）类型
比特串数据类型用来编码可变长度的单比特数据。表7给出了比特串数据类型的比特编码方式。该类型的数据被定义为一个比特序列，且应同时规定其比特长度。比特串的数据被打包成若干个八位位组，并以一个八位位组序列在网络上传输。八位位组的个数等于能包含所有比特值的最小八位位组个数。对于多于1个八位位组的数据，首先发送数据的最高有效八位位组。表7 Bitstring类型数据编码
4.3 结构化数据类型
4.3.1 结构体（Struct）类型
结构体类型是由不同基本数据类型或结构化数据类型构成的一个有序集合。这些基本数据类型或结构化数据类型的数据被称为结构体的成员，由成员标识符（MemberID）进行标识。结构体类型的数据可被完整地访问，或者通过规定成员标识符（MemberID）来单独访问结构体数据的某个成员。
4.3.2 列表（List）类型
列表类型是由相同数据类型构成的一个有序集合。每一条数据被称为列表的一个记录，由存储索引（FirstStoreIndex）进行标识。列表类型数据可被完整地访问，或者通过规定起始索引和记录个数来访问列表的某个或某些记录。5 新能源汽车动力电池系统装配数字化车间信息集成参考模型
5.1 网络架构
新能源汽车动力电池系统装配数字化车间分为生产执行层和过程控制层，在数字化车间之外，还有企业的资源管理层。主要包括ERP、MES、PLC、传感器、执行器、机器人、生产专机、RFID读写器等，采用的通信协议包括现场总线、工业以太网、工业无线网络等。网络架构如图5所示。图5 网络架构
5.2 数据流
图6所示为新能源汽车动力电池系统装配数字化车间组成部分之间的数据流。
交换的数据一般包括：
a）现场设备与可编程控制设备之间：
1）可编程控制设备向现场设备传送动作指令。
2）现场设备向可编程控制设备传送状态信息、测量值。
b）现场设备与MES之间：
1）现场设备向MES发送与生产运行相关的数据，如设备状态、环境信息等。
2）MES向现场设备发送作业指令、参数配置等。图6 数据流
c）可编程控制设备与MES之间：
1）MES向可编程控制设备发送作业指令、配方数据、工艺数据等。
2）可编程控制设备向MES发送与生产运行相关的数据，如质量数据、设备状态、生产信息（如物料批次位置和数量）等。
d）MES与ERP之间：MES与ERP之间交换的数据包括生产能力数据、产品定义数据、生产数据。
5.3 数据转换模型
新能源汽车动力电池系统装配数字化车间各层次之间的数据转换模型如图7所示。图7 数据转换模型
数据转换包括：
a）生产执行层与过程控制层之间：采用OPC UA进行数据转换，过程控制层的PLC、传感器、生产专机、机器人、RFID读写器作为OPC UA服务器，生产执行层的MES作为OPCUA客户机。
b）生产执行层与资源管理层之间：采用建立中间数据库进行数据转换。6 数据一致性要求
6.1 过程控制层的交互数据
过程控制层的交互数据包括电芯处理工艺交互数据、模组组装工艺交互数据、汇流排焊接工艺交互数据、用户自定义交互数据，具体数据如表8所示。表8 过程控制层交互数据续表
6.1.1 电芯处理工艺数据
6.1.1.1 托盘挡停执行
托盘挡停执行属性说明如表9所示。表9 托盘挡停执行
6.1.1.2 托盘挡停到位
托盘挡停到位属性说明如表10所示。表10 托盘挡停到位
6.1.1.3 托盘挡停打开执行
托盘挡停打开执行属性说明如表11所示。表11 托盘挡停打开执行
6.1.1.4 托盘挡停打开到位
托盘挡停打开到位属性说明如表12所示。表12 托盘挡停打开到位
6.1.1.5 托盘举升执行
托盘举升执行属性说明如表13所示。表13 托盘举升执行
6.1.1.6 托盘举升到位
托盘举升到位属性说明如表14所示。表14 托盘举升到位
6.1.1.7 托盘回降执行
托盘回降执行属性说明如表15所示。表15 托盘回降
6.1.1.8 托盘回降到位
托盘回降到位属性说明如表16所示。表16 托盘回降到位
6.1.1.9 夹具抓取执行
夹具抓取执行属性说明如表17所示。表17 夹具抓取执行
6.1.1.10 夹具抓取到位
夹具抓取到位属性说明如表18所示。表18 夹具抓取到位
6.1.1.11 夹具释放执行
夹具释放执行属性说明如表19所示。表19 夹具释放执行
6.1.1.12 夹具释放到位
夹具释放到位属性说明如表20所示。表20 夹具释放到位
6.1.1.13 检测探针伸出执行
检测探针伸出执行属性说明如表21所示。表21 检测探针伸出执行
6.1.1.14 检测探针伸出到位
检测探针伸出到位属性说明如表22所示。表22 检测探针伸出到位
6.1.1.15 检测探针缩回执行
检测探针缩回执行属性说明如表23所示。表23 检测探针缩回执行
6.1.1.16 检测探针缩回到位
检测探针缩回到位属性说明如表24所示。表24 检测探针缩回到位
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]