制造企业智能制造系统IT基础架构.pdf

基础架构

随着制造企业智能制造建设的不断深入，构成智能制造系统架构的信息化

系统和自动化系统越来越多，各系统之间的数据交互越来越复杂，企业生产经

营产生的业务数据、生产过程数据和设备运行数据快速增长，这给支撑这些系

统运行和数据传输、存储的IT基础架构带来了严峻的挑战，本文提出了支撑制

造企业智能制造系统运行的三象限IT基础架构，为制造企业智能制造系统建设

提供了稳固、高效的IT基础架构解决方案。

国家智能制造标准体系建设指南中对智能制造系统架构从生命周期、系统

层级和智能特征等三个维度所涉及的要素、装备、活动等内容进行描述，主要

用于明确智能制造的标准化对象和范围。智能制造系统架构如图1所示。

图1智能制造系统架构

文件并未对如何搭建支撑智能制造系统架构运行的IT基础架构进行描述。

那么如何搭建支撑智能制造系统运行的IT基础架构来支撑智能制造系统运行就

成为了我们必须自己摸索的问题。

IT

高效的运行，基础架构需要解决以下几个关键问题：

网络和数据安全问题是IT基础架构需要解决的首要问题。随着工业互联的

普及，制造企业的产线自动化系统与信息化系统，甚至互联网都有数据通讯的

需要。这给各个系统数据传递带来便利的同时，也将各种网络威胁延伸到了制

造企业产线的自动化系统，IT基础架构在保障正常通讯的前提下必须保证各系

统网络和数据的整体安全性，尤其要保证各产线自动化系统的安全性，避免直

接影响生产的安全事故的发生。

1.2系统的性能问题

IT基础架构必须支撑运行系统的高效运行。尤其是与制造企业生产相关的

系统运行效率，系统反应速度必须能够满足产线生产的需要，必须对根据生产

结果给出及时的回馈。然而随着信息化系统和自动化系统数量的激增，系统之

间的接口数量也呈现几何数量的增加，系统之间的关系复杂化，相互影响增

多。IT基础架构采用适当的方式优化各系统之间的数据接口关系，保证与产线

相关的信息化系统和自动化系统高效运行，以满足生产的需要。

1.3大数据的管理问题

随着企业设备和产线的数字化以及自动化系统和信息化系统的增加，产生

了大量的各种类型的数据，这些数据的产生、采集、传输、存储、筛选、计算

及应用等各个环节的处理，以及如何保持良好数据的流向等都是困扰企业智能

制造建设的重要问题。作为支撑智能制造系统运行的IT基础架构必须能很好的

解决大数据的管理和流向问题。让系统产生的各类数据有序、高效、安全的流

动。特别是制造企业产线设备、自动化系统以及产品本身在生产过程中产生的

质量数据、能源介质消耗数据等，它们产生的频率高、数据量大、类型多样、

采集和存储难度大，是非常难处理且有非常有价值的数据。

1.4系统的分类分层问题

随着企业智能制造建设的不断深入，支撑企业生产经营各个环节的信息化

统功能作用不同、需要的数据类型不同，与生产经营管理的紧密程度不同，数

据处理的频率和时效性要求也不同。因此为了让这些系统能更快的发挥作用，

我们必须对这些系统进行分类和分层管理，让他们处在基础架构中合适的位

置上才能让他们安全高效的发挥它们应有的作用。

IT基础架构

搭建IT基础架构首要考虑的因素就是安全、高效和稳定，结合多年企业信

息化建设的经验以及对各种信息化系统功能的分析和各类型数据特点的分析，

这里提出一个支撑智能制造系统的三象限IT基础架构方案。

图2智能制造系统三象限IT基础架构图

第一象限为生产支撑平台，主要包括工业控制系统和与生产密切相关的生

产管理系统。如：产线机械设备、一级、二级控制系统、MES、APS、物流管

理、LMIS、产销管理，物资计量、能源管理、设备管理等系统，这些系统是生

产关系最密切的系统，系统响应速度要求最高，一般是秒级甚至是毫秒级的。

这些系统产生的数据企业生产经营原生数据，最真实之间的反应企业生产经营

情况是进行深度挖掘和分析的基础数据，不宜再在这个层面做过多的数据分析

和运算，应最大限度的保障系统的运行效率和数据的安全性。

第二象限为生产过程数据分析平台，主要包括工厂数据库系统、模型分析

研发系统、工厂可视化系统、