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引言/導讀

山東潤通齒輪集團有限公司（以下簡稱潤通公司）是一家專業(yè)制造汽車變速箱和傳動軸齒輪的生產(chǎn)企業(yè)，公司擁有近2000名員工，各種機器3000多臺，2019年工業(yè)產(chǎn)值6.5億。潤通公司在2014年引入ERP進、銷、存軟件管理企業(yè)。

企業(yè)的困擾：

1、ERP軟件無法滿足企業(yè)的生產(chǎn)管理過程需要，企業(yè)只好建立一個統(tǒng)計團隊，用人工EXL表格來統(tǒng)計收集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，兩套系統(tǒng)不在一個數(shù)據(jù)平臺上，企業(yè)管理效率低下。

2、全公司的銷售、采購、生產(chǎn)各自建立自己的統(tǒng)計表格,不僅軟件開發(fā)平臺不統(tǒng)一，信息模型也不統(tǒng)一，造成各種信息孤島。

3、產(chǎn)品從毛坯到成品，各分廠、工段、倉儲使用自己的編碼各自管理，無法向主機廠提供生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，也無法追溯產(chǎn)品質量。

4、隨著工廠的技術改造，企業(yè)采購了各種新設備自帶系統(tǒng)軟件，但由于各種軟件數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，企業(yè)無法匯集設備與生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，更無法分析、預測、管控生產(chǎn)過程。

為此，山東潤通齒輪集團有限公司2018年12月與聯(lián)合智造(北京)科技發(fā)展有限公司合作，采用統(tǒng)一信息模型技術，重構潤通公司信息化系統(tǒng)，提升潤通公司的質量和效益。

項目目標: 構建軟件對生產(chǎn)管理過程百分之百的貼身服務，通過對生產(chǎn)管理過程的感知、預測、優(yōu)化，構成閉環(huán)，提升企業(yè)產(chǎn)品質量與經(jīng)濟效益。

1、采用統(tǒng)一信息模型，構建數(shù)字孿生體，對生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)在數(shù)字空間進行統(tǒng)一的描述、認知，并對其變化實現(xiàn)實時的響應。

2、在統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺上（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)PAAS平臺），開發(fā)帶有業(yè)務邏輯和統(tǒng)一信息模型的微服務功能模塊，調用這些模塊，構建能夠跟隨企業(yè)生產(chǎn)管理過程同步變化的信息化軟件集成系統(tǒng)，讓企業(yè)的生產(chǎn)過程在信息系統(tǒng)中同步呈現(xiàn)虛擬映射（數(shù)字孿生）。

3、通過信息模型中統(tǒng)一的標識對全部的生產(chǎn)過程形成關聯(lián)，構成數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，自動進行知識學習，積累大數(shù)據(jù)，形成操作標準，讓測試床有能力根據(jù)輸入的產(chǎn)品結構數(shù)據(jù)，按操作標準自動匹配出相應的工藝路線，輸出解決方案，管控生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量。

4、通過信息模型中統(tǒng)一的API接口，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上，為企業(yè)構建各種數(shù)字孿生的工業(yè)應用解決方案，通過企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡全面感知企業(yè)、人、機、料、法、環(huán)、測各項業(yè)務的實時數(shù)據(jù)，用大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型進行數(shù)據(jù)挖掘，將優(yōu)化方案通過可視化系統(tǒng)傳遞到各個科室、車間、工段指導操作，從而構成大數(shù)據(jù)對工廠生產(chǎn)管理過程從感知到管控的閉環(huán)優(yōu)化。

一、關鍵詞

統(tǒng)一信息模型、包括統(tǒng)一標識代碼、統(tǒng)一API接口

二、測試床項目承接主體

2.1.發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式

聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司   總經(jīng)理     路東    18510997752

山東潤通齒輪集團有限公司       副總經(jīng)理    姜勇    17553861199

2.2.合作公司

聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司

公司成立于2016年，由國內的數(shù)字化專家、軟件工程師、供應鏈經(jīng)濟師發(fā)起，聯(lián)合國內軟件開發(fā)公司、工業(yè)制造設備制造公司、物聯(lián)網(wǎng)設備研發(fā)公司、大數(shù)據(jù)研究公司，共同為中國金屬加工及零部件企業(yè)數(shù)字化轉型提供技術路徑與行業(yè)解決方案。公司的技術團隊有來自于原歐洲-中國企業(yè)家聯(lián)合會的數(shù)字化工作團隊，擁有意大利數(shù)字制造、德國工業(yè)4.0、歐盟數(shù)字單一市場等創(chuàng)新科技知識和實施經(jīng)驗，對歐洲數(shù)字技術的發(fā)展歷史及趨勢有深刻的研究，20年來，曾經(jīng)為中國引入了歐洲大量的技術與工業(yè)制造項目，包括：汽車、飛機、高鐵與機床工業(yè)技術的合資合作以及技術引進。

公司也有來自于國際汽車行業(yè)數(shù)字化供應鏈的資深專家，擁有世界各國汽車公司對零部件供應鏈、組織、檢測、品質管理等方面的的豐富經(jīng)驗，我們還有潛心于中國工業(yè)信息化的數(shù)字軟件工程師團隊，擁有20年工業(yè)信息化軟件的開發(fā)經(jīng)驗，深入工廠十幾年，靠自己團隊的力量編寫代碼，研發(fā)中國自己的工廠生產(chǎn)管理集成系統(tǒng)。

公司的技術團隊對于機械制造行業(yè)數(shù)字化有豐富的工作經(jīng)歷，對于智能制造的技術路徑有深入的研究，對于行業(yè)解決方案和實施有著多年的實踐經(jīng)驗。2018年開始，我公司受山東省工信廳省中小企業(yè)局邀請，開始在山東推廣采用統(tǒng)一信息模型技術對山東制造業(yè)進行智能化技改，并受聘山東新泰市政府智能制造顧問單位，在新泰市成立中國第一個縣級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心。

山東潤通齒輪集團有限公司有限公司

公司成立于2006年10月，現(xiàn)有職工2000多人，注冊資本壹億元，是一家集鑄造、鍛造、齒輪加工為一體的綜合性國家級高新技術企業(yè)，專業(yè)制造重型卡車用各型精密齒輪，為中國重汽、一汽集團、東風公司等國內大型商用車及零部件企業(yè)的戰(zhàn)略供應商，是德國戴姆勒-奔馳公司二級供應商。潤通公司現(xiàn)已發(fā)展成為全國最大的商用車齒輪生產(chǎn)基地，進入全國齒輪制造行業(yè)的前三強，通過GB/T24001/ISO14001環(huán)境管理體系認證和IATF16949質量體系認證。

2018年山東潤通齒輪集團有限公司開始智能化技改，斥資2.6億，購入15條自動化齒輪生產(chǎn)線，并與聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司合作，采用統(tǒng)一信息模型技術，構建5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成管控系統(tǒng)，提升企業(yè)生產(chǎn)過程管控能力。

三、測試床項目目標

一、測試床目標：

1、測試床系首次利用統(tǒng)一的信息模型，實現(xiàn)對產(chǎn)品圖號、工程技術、工藝開發(fā)、業(yè)務管理、生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品制造、倉儲物流各個環(huán)節(jié)的統(tǒng)一描述，讓各個科室、車間、工段信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流通無障礙、無歧義，構建信息系統(tǒng)對企業(yè)生產(chǎn)管理過程的虛擬映射與數(shù)字孿生，實時感知企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。

2、測試床通過采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，解耦企業(yè)資源管控軟件和生產(chǎn)過程軟件的各項功能，通過統(tǒng)一信息模型技術開發(fā)具有業(yè)務邏輯的各種微服務通用和定制功能模塊，在統(tǒng)一的平臺上調用這些模塊構建對企業(yè)生產(chǎn)過程100%的貼身服務，（形成對生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生）讓企業(yè)所有生產(chǎn)管理功能都感知和匯聚在同一個平臺上，實現(xiàn)跨業(yè)務間的數(shù)據(jù)共享，將企業(yè)的生產(chǎn)過程的實時信息，提供給企業(yè)各級生產(chǎn)管理人員，提升企業(yè)的生產(chǎn)管理效率。

3、測試床將通過對企業(yè)人事、物料、設備、倉儲、產(chǎn)品、工藝采用統(tǒng)一的標識編碼，實現(xiàn)產(chǎn)品信息模型對每個生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的識別，從而在產(chǎn)品生產(chǎn)管理過程中，自動構建數(shù)字孿生的產(chǎn)品生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，自動進行知識學習，大數(shù)據(jù)積累，并輸出操作標準解決方案，管控產(chǎn)品生產(chǎn)質量。

4、測試床將通過嵌入在統(tǒng)一信息模型和算法模型中的統(tǒng)一API接口，可以調用各種機理模型和算法模型，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上搭建企業(yè)生產(chǎn)管理的各種解決方案，形成信息系統(tǒng)與物理過程完全融合的數(shù)字孿生體，通過企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡，實時感知企業(yè)、人、機、料、法、環(huán)、測數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型，對歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，輸出優(yōu)化解決方案，并通過企業(yè)可視化系統(tǒng)傳遞到相關科室、車間、工段，指導操作，構成閉環(huán)，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)資源配置與生產(chǎn)計劃調度，提高企業(yè)的效益。

二、測試床提出的背景

兩化融合的目標是實現(xiàn)企業(yè)多年積累的工業(yè)知識和生產(chǎn)管理流程與信息化系統(tǒng)的融合，在過去的30年的信息化時代（工業(yè)3.0時代），由于數(shù)字技術受到算法和算力的約束，信息化軟件（ERP、CRM、WMS等信息化軟件）只能通過對某一局部的歷史數(shù)據(jù)的研究，建立信息模型去盡量仿真物理世界。然后應用這種軟件，實現(xiàn)數(shù)字世界對物理世界的管理。雖然這些軟件建立了一些局部的規(guī)范化工業(yè)應用、解決了數(shù)字化管理的部分問題，但它無法跟隨物理世界變化做出實時的反映，也無法對整個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行全面的管理。

我們采用統(tǒng)一信息模型技術，探索信息系與物理系統(tǒng)同步變化，通過構建生產(chǎn)管理過程的數(shù)字孿生，形成對物理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化實時感知，自動進行知識學習，把對工業(yè)技術的認知和業(yè)務目標、業(yè)務邏輯結合起來，通過大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型進行數(shù)據(jù)挖掘，形成最佳的業(yè)務決策解決方案，從而構成大數(shù)據(jù)優(yōu)化生產(chǎn)過程的閉環(huán)。在這個閉環(huán)當中，信息系統(tǒng)IT的數(shù)據(jù)流動需要與物理系統(tǒng)OT的運作流程完全一致，才能實時地感知物理系統(tǒng)的狀態(tài)，自動進行分析預測，然后對物理系統(tǒng)進行實時調整，這就要求信息系統(tǒng)必須對物理系統(tǒng)的實時映射。

三、用實際數(shù)據(jù)說明存在的難題和挑戰(zhàn)

目前90%企業(yè)普遍使用的ERP、CRM、WMS等信息化軟件。都是從最底層開始，配置服務器和操作系統(tǒng)，配置數(shù)據(jù)庫，它們都是垂直搭建而且相當封閉性的應用，是信息化時代的產(chǎn)物。它們是開發(fā)者盡可能仿真過去的生產(chǎn)過程而開發(fā)出來的局部優(yōu)化軟件系統(tǒng)。而且為了軟件穩(wěn)定，它們是封閉的，是無法適應每個企業(yè)的個性化和實時變化需求的。

為了適應每個企業(yè)的生產(chǎn)管理運作流程，實施者只能另外建立一套信息化系統(tǒng)來開發(fā)各種解決方案，（比如MES）系統(tǒng)。然后通過接口或總線，將各個信息軟件的數(shù)據(jù)進行定期對接（大約每天一次到3次）。

因此，它無法實現(xiàn)把企業(yè)的實時數(shù)據(jù)在正確的時間，以正確的方式發(fā)送給正確的人和系統(tǒng)節(jié)點，達到信息系統(tǒng)IT與物理系統(tǒng)OT的融合，這是過去30年來一直存在的工業(yè)化與信息化融合的難題。

四、測試床計劃解決哪些問題

我們在潤通公司建設的FB-CL生產(chǎn)過程管控系統(tǒng)測試床，是為了打破傳統(tǒng)的垂直封閉架構形成的信息孤島，通過建立信息系統(tǒng)統(tǒng)一的規(guī)范與標準，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在企業(yè)內部的自由流動。

我們基于統(tǒng)一的信息模型，包括統(tǒng)一的標識代碼、統(tǒng)一的API接口的技術，嘗試在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和開源平臺上，將過去信息化時代的各種信息孤島軟件的功能解耦打碎，開發(fā)微服務的通用和定制功能模塊，按照企業(yè)的業(yè)務需求和管理目標，重構水平架構的生產(chǎn)過程管控數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)管理過程完全融合。

通過建立潤通公司測試床，驗證使用統(tǒng)一信息模型技術構建軟件對齒輪生產(chǎn)過程服務。

1、現(xiàn)信息系統(tǒng)對企業(yè)生產(chǎn)管理過程的虛擬映射與數(shù)字孿生，降低管理成本10%。

2、實現(xiàn)實時感知生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，并自動進行工業(yè)知識學習與大數(shù)據(jù)積累，形成操作標準，自動管控生產(chǎn)過程，提升產(chǎn)品質量10%

3、通過大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型進行數(shù)據(jù)挖掘，不斷優(yōu)化操作，并通過可視化系統(tǒng)構建閉環(huán)，全面管控齒輪生產(chǎn)過程，優(yōu)化企業(yè)資源配置，提升企業(yè)綜合效益15%-25%。

為后續(xù)整個基礎零部件行業(yè)，包括：軸承、齒輪、彈簧、鏈條、緊固件、沖壓、鍛造、鑄造、機加工行業(yè)智能化技術改造探索實施路徑。

四、測試床方案架構

4.1.測試床應用場景

本測試床主要應用于齒輪金屬加工生產(chǎn)管理過程的管控，工藝場景包括：人員管理、設備管理、物料管理、工藝管理、環(huán)境管理、檢測管理。

也就是說本測試床包括了工廠、人、機、料、法、環(huán)、測全部的工廠生產(chǎn)管理場景，將會對整個金屬加工行業(yè)的數(shù)字化轉型起到示范作用。因為它是通過新一代數(shù)字技術的深入運用，構建一個全感知、全聯(lián)接、全場景的數(shù)字世界，進而通過大數(shù)據(jù)技術優(yōu)化再造物理世界的操作標準，對傳統(tǒng)企業(yè)的管理模式、業(yè)務模式、商業(yè)模式進行創(chuàng)新和重塑，實現(xiàn)從人腦管理到人工智能管控企業(yè)的時代跨越。

目前國內大多數(shù)企業(yè)是依靠人工統(tǒng)計來完成信息化軟件不能滿足的生產(chǎn)過程管理需求，即便是投入人力、物力開發(fā)了MES系統(tǒng)，但由于信息孤島，也只能在下班之后完成ERP與MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接，其結果與EXEL表格統(tǒng)計結果相同，所以大部分企業(yè)干脆就用人工統(tǒng)計，更加可靠，沒有BUG。

潤通公司通過測試床項目首先構建了軟件對生產(chǎn)管理過程的貼身服務，測試床可以通過手機APP連接感知全廠從毛坯入庫、到領料報工、產(chǎn)品檢測的全部生產(chǎn)管理過程中的實時數(shù)據(jù)，并自動進行數(shù)據(jù)運算、輸出實時的人、機、料、產(chǎn)品、半成品、統(tǒng)計結果，通過可視化系統(tǒng)即時推送給各級生產(chǎn)管理部門。

比起過去每天使用大量統(tǒng)計人員統(tǒng)計成百上千張工人填寫的報工單，將成千上萬條生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入電腦，下班后才能打印當日報表，且月底還要將幾十萬數(shù)據(jù)匯總、與倉庫物料數(shù)據(jù)反復對賬，這個管理效率提升了成百倍。

更重要的是，我們已經(jīng)進入物聯(lián)網(wǎng)的人工智能管控物理系統(tǒng)的時代，要實現(xiàn)人工智能的自感知、自分析、自決策、自執(zhí)行，企業(yè)必須要構建信息與物理系統(tǒng)百分之百融合的數(shù)字孿生體。潤通公司FB-CL測試床的實踐，通過統(tǒng)一信息模型、統(tǒng)一標識代碼、統(tǒng)一API接口，構建出產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字孿生的場景數(shù)據(jù)鏈，讓企業(yè)信息化系統(tǒng)自動學習工業(yè)知識，自動沉淀企業(yè)KNOW HOW、自動形成操作標準，從而構成人工智能去分析、預測產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與結果，并且通過大數(shù)據(jù)技術不斷完善操作標準，通過可視化系統(tǒng)指導操作，來管控產(chǎn)品質量和優(yōu)化企業(yè)資源配置。這對于從事金屬加工產(chǎn)業(yè)的廣大零部件企業(yè)具有非常實用的智能化改造示范意義。

4.2.測試床架構

一、測試床與AII總體架構的關系

AII體系架構2.0模型提出用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術，構建大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化，感知、預測、優(yōu)化企業(yè)經(jīng)營

本測試床基于統(tǒng)一信息模型技術在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上：

1、建立系統(tǒng)集成感知管控層（對應AII感知控制層），通過構建數(shù)字孿生體，感知企業(yè)生產(chǎn)管理過程中人、機、料、法、環(huán)實時的狀態(tài)數(shù)據(jù)，管控生產(chǎn)過程。

2、建立知識學習層（對應AII數(shù)字模型層），通過構建數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，進行制造過程知識學習，預測分析、大數(shù)據(jù)積累，管控產(chǎn)品質量。

3、建立大數(shù)據(jù)挖掘層（對應AII決策優(yōu)化層），通過對企業(yè)生產(chǎn)管理過程中，人、機、料、法、環(huán)、測各種歷史的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)鏈的學習與記憶，進行大數(shù)據(jù)挖掘，將這些歷史數(shù)據(jù)與生產(chǎn)過程中感知的實時數(shù)據(jù)進行分析，輸出優(yōu)化的生產(chǎn)計劃和資源配置方案，并通過企業(yè)各級可視化系統(tǒng)將這些實時的解決方案傳遞到各相應的科室、車間、工段、倉庫，實時調整企業(yè)資源配置和產(chǎn)品質量控制，從而構成大數(shù)據(jù)的閉環(huán)優(yōu)化，提升企業(yè)的產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益。

二、說明本測試床重點測試的新技術/新架構

（一）、目前的工業(yè)軟件

采用的主要是源于90年代的五層架構技術，做法是從最底層開始，配制服務器和操作系統(tǒng)，建立垂直的五層架構，包括：企業(yè)規(guī)劃層、工廠管理層、流程控制層、設備控制層、現(xiàn)場層，配制數(shù)據(jù)庫，連接設備，采集數(shù)據(jù)，建模型，實現(xiàn)業(yè)務的邏輯，這基本上是垂直搭建封閉性的應用。如果我們把生產(chǎn)現(xiàn)場從應用的領域，包括工藝、質量、設備等方面的軸線，和不同的工序的軸線所構成的平面上，可以看到有一系列大大小小煙囪式應用。它們的問題是：

1、層級封閉生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)在各個層級的專業(yè)信息系統(tǒng)中封閉，難以流通。

2、垂直固化垂直架構模式：（服務器，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，應用）

3、緊密藕合設計：數(shù)據(jù)，算法和業(yè)務邏輯，缺乏功能共享，開發(fā)困難。

（二）、FB-CL測試床打破五層架構，改為微服務集成的水平架構平臺模式

A、采用統(tǒng)一的關系數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群操作，保證系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)的一致性。

我們的工廠大腦集成系統(tǒng)（FB-CL）采用PostgreSQL數(shù)據(jù)庫，它是一種關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關系數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大倉庫內，這樣就增加了速度并提高了靈活性。同時對數(shù)據(jù)庫的所有表可建立不同的表空間，讓數(shù)據(jù)庫運行時可以分布在不同的服務器上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群操作；PostgreSQL采用標準的TSQL語法，并作局部的調整，讓SQL語句更簡單，運行效率更高,并提供SQL效率測試工具，提高SQL運行效率；同時，PostgreSQL也有許多的維護工具的插件，讓數(shù)據(jù)庫更安全，依據(jù)使用場景進行有效的參數(shù)化調整，讓數(shù)據(jù)庫運行更流暢，滿足不同企業(yè)的不同業(yè)務的需要；而且PostgreSQL是公開，免費的數(shù)據(jù)庫，可以大大降低總體成本；支持Ubuntu,Windows,Mac OS，Linux等多種操作系統(tǒng)，支持多線程，充分利用 CPU 資源。PostgreSQL支持雙機熱備，讓主機和備機數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步操作，為主服務器擔供必要的災備，減少企業(yè)的損失；

B、采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，構建微服務組成的水平信息化架構，實現(xiàn)跨業(yè)務間的信息共享。

FB-CL測試床在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，對各種緊耦合的工業(yè)軟件功能進行解耦，開發(fā)出包括統(tǒng)一信息模型和業(yè)務邏輯的微服務通用功能和專用功能模塊，建立微服務功能模型庫，這個模型庫中的模型和與主數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)是關聯(lián)耦合的。企業(yè)生產(chǎn)過程的狀態(tài)在不斷地改變，數(shù)據(jù)上傳之后，會在主數(shù)據(jù)庫中保存，確保數(shù)據(jù)的一致性。

FB-CL測試床在這個平臺上，調用各種微服務的功能模塊，根據(jù)企業(yè)的業(yè)務需要和目標，開發(fā)企業(yè)銷售管理、采購管理、技術管理、生產(chǎn)管理、倉儲管理、車間管理、設備管理、物料管理、人事管理等應用功能，這些應用功能通過通用模型庫與主數(shù)據(jù)庫的關聯(lián)，構成系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)的一致性，實現(xiàn)跨業(yè)務間的信息共享。

C、采用統(tǒng)一的信息模型，構建數(shù)字孿生體，實現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的融合，感知、預測、優(yōu)化生產(chǎn)過程

FB-CL測試床采用了統(tǒng)一的信息模型，包括統(tǒng)一的標識代碼和統(tǒng)一的API接口構建各種應用服務來描述、認知、響應產(chǎn)品設計，工藝與工程，以及產(chǎn)品制造過程中的人、機、料、法、環(huán)、測等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)與要素；通過下面這個信息模型我們可以看到：

信息模型的標識是統(tǒng)一的

信息模型的內部規(guī)則是統(tǒng)一的

信息模型將生產(chǎn)過程的所有場景都用統(tǒng)一的格式包括在內

信息模型通過執(zhí)行不同的命令，自動感知生產(chǎn)過程中某場景的實時數(shù)據(jù)

在生產(chǎn)過程中，通過統(tǒng)一的標識，可以將模型感知的不同生產(chǎn)場景關聯(lián)起來構成數(shù)據(jù)鏈

從而通過統(tǒng)一信息模型內部的數(shù)據(jù)模型和算法模型，以及調用的服務接口，可以在具體生產(chǎn)環(huán)境中建立形成虛實對應的數(shù)字孿生體孿生。

比如機加工信息模型，FB-CL測試床在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，將這種虛實對應的數(shù)字孿生結構連接起來，就構成產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字孿生的場景數(shù)據(jù)鏈，我們把這個數(shù)據(jù)鏈建立反饋，構成閉環(huán)，就可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的技術工藝知識進行自動學習、認知分析、預測調整，從而管控產(chǎn)品的生產(chǎn)質量。

總之，我們的FB-CL測試床，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術在平臺層對傳統(tǒng)的工業(yè)IT架構進行功能解耦，開發(fā)包括統(tǒng)一信息模型和業(yè)務邏輯功能的微服務模塊。基于這樣一個水平架構搭建起來的企業(yè)信息化集成系統(tǒng)，各種應用不需要重復垂直的采集數(shù)據(jù)，企業(yè)數(shù)據(jù)通過信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的融合的數(shù)據(jù)感知層，自動感知企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)。也就是說FB-CL測試床利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺技術來實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境IT架構的重構與解耦，解決垂直架構和孤島的應用開發(fā)瓶頸。

FB-CL測試床通過統(tǒng)一信息模型構建的數(shù)字孿生體來系統(tǒng)地感知與描述物理世界的實體，使得我們更容易地開發(fā)各種工業(yè)應用解決方案，通過大數(shù)據(jù)挖掘，對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行分析，優(yōu)化生產(chǎn)操作，提升企業(yè)的資源配置能力和經(jīng)濟效益。

4.3.測試床方案

一、測試床整體方案：

本測試床是按照AII總體架構2.0模型建設，采用企業(yè)、邊緣、設備三層結構。

云上的感知管控部分包含有四個層：

1、通用PAAS與云安全防護層

2、系統(tǒng)集成感知與管控層

3、數(shù)字孿生、知識學習層

4、數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)優(yōu)化層

FB-CL測試床在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，通過統(tǒng)一信息模型，按時序將虛實對應的數(shù)字孿生結構連接起來，構成產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字孿生的場景數(shù)據(jù)鏈，我們把這些每天在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鏈作為歷史數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)管理過程中的實時數(shù)據(jù)一起進行大數(shù)據(jù)分析，就可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的技術工藝和人、機、料資源、進行預測分析與優(yōu)化調整，從而優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品質量和資源配置。

云下4層分別是：網(wǎng)絡安全層、邊緣管控層、設備管控層、數(shù)據(jù)采集層(5G應用）。

1、網(wǎng)絡安全層：按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構2.0模型構建，包括兩層安全防護，企業(yè)設立路由器，采用華為AR6300+400路由器，附帶雙主控軟件防火墻，兩個工廠分別采用華為AR6140-16G*4*G路由器和防火墻。

2、邊緣層：測試床的所有自動化產(chǎn)線的控制柜（產(chǎn)線大腦），和工廠的所有管理部門位于邊緣層，工廠的所有管理部門與企業(yè)層工廠大腦相互操作，管控工廠的的運轉，邊緣層產(chǎn)線大腦與企業(yè)層工廠大腦之間相互操作，按訂單要求進行生產(chǎn)。

3、設備層：設備層的設備大腦（控制柜）與產(chǎn)線大腦（控制柜）互操作，配合各種機械，完成制造過程。部分設備裝有實時調整系統(tǒng)，可實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自檢測、自分析、自決策、自執(zhí)行，實時調整加工數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質量。

4、數(shù)據(jù)采集層：建立企業(yè)5G網(wǎng)絡，利用5G網(wǎng)絡部署靈活，覆蓋范圍大，滿足工業(yè)場景對網(wǎng)絡帶寬、時延、可靠性、連接范圍等需求，將工廠生產(chǎn)過程的人、機、料、法、環(huán)、測實時數(shù)據(jù)，通過5G網(wǎng)絡的連接起來，包括全廠1500多工人的操作數(shù)據(jù)，每天上萬產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)，齒輪生產(chǎn)過程物料流轉數(shù)據(jù)、產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝加工數(shù)據(jù)，產(chǎn)品包裝入庫數(shù)據(jù)等生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)直接傳到云端企業(yè)生產(chǎn)感知與管控功能層、進行感知、預測、優(yōu)化操作，實現(xiàn)提質增效。

4.4.方案重點技術

一、過去的信息化軟件

由于采用了不同平臺、不同信息模型、不同標識代碼、不同接口且構成封閉型軟件，去解決各種局部的生產(chǎn)管理問題，形成了一個個信息孤島，為了實現(xiàn)全局的優(yōu)化，需要進行數(shù)據(jù)的集成。

一種方法是，采用一條數(shù)據(jù)總線，每天一次至3次將各軟件中的數(shù)據(jù)抽取出來。匯總成為當日的數(shù)據(jù)鏈。因此，它集成的數(shù)據(jù)不是實時數(shù)據(jù)。

另一種方法是，為了滿足企業(yè)需求，通常是ERP軟件公司會找本地代理商或由MES開發(fā)商來實施。但ERP軟件的原開發(fā)平臺、原代碼、原模型、ERP軟件代理商和MES開發(fā)商是不知道的，于是，代理商或MES開發(fā)商就用自己的數(shù)據(jù)庫和平臺、模型、代碼編個解決方案來滿足企業(yè)的需求。然后做一個接口，跟ERP軟件接上。代理商和MES開發(fā)商的各種解決方案、就通過接口接到ERP軟件上，因為它們屬于不同的數(shù)據(jù)庫，不同的數(shù)據(jù)平臺，不同的數(shù)據(jù)模型，不同的標識代碼，不同的API接口，因此無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)無障礙的自由流動。

這兩種方法都不能實現(xiàn)信息系統(tǒng)對物理系統(tǒng)的實時感知、分析預測、實時調整，數(shù)字化轉型對企業(yè)駕馭新技術提出了極大挑戰(zhàn)。

二、FB-CL測試床與現(xiàn)有國內外技術對比

1、跨業(yè)務間的數(shù)據(jù)集成與共享技術是近年來的創(chuàng)新技術，它采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，解耦與重構過去90年代發(fā)明的各種碎片化的工業(yè)軟件功能，消除信息孤島，實現(xiàn)信息技術IT與工業(yè)技術OT的融合。

2、FB-CL系統(tǒng)測試床采用統(tǒng)一信息模型，包括統(tǒng)一標識代碼、統(tǒng)一API接口，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，開發(fā)具有業(yè)務邏輯的各種基礎零部件企業(yè)生產(chǎn)管理通用功能微服務模塊和企業(yè)專用的定制功能微服務模塊，然后根據(jù)零部件企業(yè)需求調用通用功能和定制功能模塊，搭建企業(yè)生產(chǎn)過程管控信息集成系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理過程在信息化系統(tǒng)中的虛擬映射（數(shù)字孿生），進行知識學習，并通過大數(shù)據(jù)優(yōu)化管控生產(chǎn)。

3、統(tǒng)一信息模型屬于系統(tǒng)集成的核心技術，2015年之后歐盟信息總司推廣的FI-WARE未來互聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0推出的縱向、橫向、端到端的集成、跨平臺的OPC-UA，都采用了統(tǒng)一信息模型技術。

4、FB-CL測試床的探索，嘗試利用統(tǒng)一信息模型技術，探索通過對生產(chǎn)管理過程構建100%的軟件服務，實現(xiàn)對零部件制造過程的數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)優(yōu)化。

三、FB-CL測試床的重點技術

我們采用的統(tǒng)一信息模型技術不僅能夠讓企業(yè)生產(chǎn)過程通過統(tǒng)一的信息模型進行描述、認知和響應，還可以讓信息化系統(tǒng)自動感知學習和掌 握生產(chǎn)管理工藝技術，積累數(shù)據(jù)，進而通過大數(shù)據(jù)挖掘，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)管理過程和產(chǎn)品質量。

（一）統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，通過軟件對零部件企業(yè)生產(chǎn)管理過程100%的貼身服務，構建生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生

1、建立應用功能層

在通用PAAS平臺上，采用開源數(shù)據(jù)庫和開源數(shù)據(jù)平臺，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，包括統(tǒng)一標識代碼、統(tǒng)一API接口技術，將過去緊耦合的信息化軟件進行解耦，開發(fā)具有業(yè)務邏輯的企業(yè)運行通用功能和專用功能模塊，建立水平架構的微服務模塊功能層。

2、建立系統(tǒng)集成層

我們的FB-CL測試床，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，調用統(tǒng)一信息模型技術開發(fā)的各種通用功能模塊和定制功能模塊，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)管理流程，建立算法和匹配規(guī)則，構建符合企業(yè)需求的各種解決方案，并通過統(tǒng)一的API接口搭建企業(yè)的生產(chǎn)管理集成系統(tǒng)，讓企業(yè)所有的解決方案都集成在同一個數(shù)據(jù)平臺上，實現(xiàn)跨業(yè)務間的數(shù)據(jù)共享。

3、建立企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（包括5G網(wǎng)絡），

我們的FB-CL測試床，通過建設企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

A、將工廠控制系統(tǒng)FB-CL (工廠大腦）層與邊緣操作層全面連接，包括銷售、采購、技術、生產(chǎn)、倉儲、財務部門和生產(chǎn)車間、工段，感知企業(yè)管理運行過程的全部操作數(shù)據(jù)。

B、將工廠控制系統(tǒng)FB-CL (工廠大腦）與邊緣控制的所有自動化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)連接，實時感知企業(yè)生產(chǎn)設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)、設備生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

C、將工廠控制系統(tǒng)FB-CL(工廠大腦）通過5G網(wǎng)絡與企業(yè)1500多現(xiàn)場操作工人、生產(chǎn)調度人員，產(chǎn)品檢測人員、倉庫管理人員相連，實時感知產(chǎn)品加工過程的工藝、數(shù)量、質量及出入庫數(shù)據(jù)。

在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，調用主數(shù)據(jù)庫通用功能和專用功能微服務模塊，根據(jù)潤通公司的生產(chǎn)管理需求，構建滿足企業(yè)實際的生產(chǎn)管理流程的軟件服務，實現(xiàn)信息化系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的實時映射，探索對生產(chǎn)過程構建數(shù)字孿生。

（二）統(tǒng)一信息模型，通過模型在數(shù)字空間對過程數(shù)據(jù)的描述、認知、感知企業(yè)生產(chǎn)過程，構建數(shù)字孿生體

采用統(tǒng)一的信息模型，包括統(tǒng)一的API接口和統(tǒng)一的標識代碼構建各種應用服務，來描述產(chǎn)品設計，工藝與工程，產(chǎn)品制造過程中的人、機、料、法、環(huán)等各要素的特征；并且對生產(chǎn)過程中的實時變化做出響應，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)管理的每個環(huán)節(jié)構建建數(shù)字孿生體，在數(shù)字空間描述、認知、響應企業(yè)生產(chǎn)過程，構成虛擬與現(xiàn)實的映射。

由于企業(yè)的所有業(yè)務活動都建立了統(tǒng)一信息模型的數(shù)字孿生體，信息化系統(tǒng)可以感知企業(yè)所有業(yè)務的實時數(shù)據(jù)變化。通過下面這個信息模型我們可以看到：信息模型的標識是統(tǒng)一的；信息模型的內部規(guī)則是統(tǒng)一的；信息模型將生產(chǎn)過程的所有場景都用統(tǒng)一的格式包括在內；信息模型通過執(zhí)行不同的命令，自動感知生產(chǎn)過程中某場景的實時數(shù)據(jù)；

測試床構建報工數(shù)字孿生體

采用統(tǒng)一數(shù)字模型技術，通過統(tǒng)一代碼標識，統(tǒng)一API接口，根據(jù)報工的生產(chǎn)場景表構建服務，用軟件建立虛實對應的數(shù)字孿生體，在數(shù)字空間述生產(chǎn)現(xiàn)場的實時狀態(tài)。

生產(chǎn)報工解決方案

（1）操作者現(xiàn)場使用手機APP進行報工，提交報工數(shù)據(jù)后由現(xiàn)場質量人員進行檢測確認數(shù)量及合格情況；

（2）合格的產(chǎn)品數(shù)據(jù)由調度員手機APP進行確認，完成工序報工和流轉

（3）不合格產(chǎn)品數(shù)量由質檢人員手機APP確認不良原因，進行不合格判定

所有的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過手機APP 進入生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)、軟件通過數(shù)字孿生體感知生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)。

（三）統(tǒng)一標識代碼，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動關聯(lián)，構建數(shù)字孿生過程數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)工業(yè)知識的自動學習與沉淀，提升產(chǎn)品質量。

通過對企業(yè)人事、物料、設備、工藝采用統(tǒng)一的標識代碼，實現(xiàn)產(chǎn)品信息模型對每個生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的識別，從而在產(chǎn)品生產(chǎn)管理過程中，自動按照時序將產(chǎn)品生產(chǎn)過程關聯(lián)，構建數(shù)字孿生的產(chǎn)品生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，并建立反饋，構成閉環(huán)，自動進行制造知識學習，積累沉淀生產(chǎn)管理人員大腦中的各種制造KNOWHOW，形成操作標準，構建人工智能來分析，預測產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與結果，輸出解決方案，管控產(chǎn)品質量。

如圖所示：

（四）利用統(tǒng)一API接口技術，搭建企業(yè)生產(chǎn)管理的各種解決方案的感知與管控集成系統(tǒng)，構成閉環(huán)，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)資源配置

通過嵌入在統(tǒng)一信息模型和算法模型中的統(tǒng)一API接口，調用各種機理模型和算法模型，搭建企業(yè)生產(chǎn)管理的各種解決方案集成管控平臺，并通過企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（包括5G網(wǎng)絡），實現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的融合，構建起生產(chǎn)管理各個環(huán)節(jié)的數(shù)字孿生體，實時感知企業(yè)人、機、料、法、環(huán)、測數(shù)據(jù)。

利用大數(shù)據(jù)模型，分析企業(yè)實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)，輸出各種優(yōu)化解決方案，利用可視化系統(tǒng)指導科室、車間、工段操作，實現(xiàn)從感知到管控調整的閉環(huán)，提升企業(yè)各項資源的配置能力，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

4.5.方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進性

一、技術創(chuàng)新性及先進性

提質增效是企業(yè)追求的唯一目標，數(shù)字經(jīng)濟時代，企業(yè)實行的所有數(shù)字化技術改革，都是圍繞這一目標。但到目前為止，我國的工業(yè)軟件基本上管理軟件和生產(chǎn)過程解決方案軟件是相互之間獨立的，這是因為在信息化時代，工業(yè)軟件是由IT工程師編寫的，受技術條件和算法算力的約束，工業(yè)軟件只能是IT工程師對工業(yè)管理和工藝流程碎片化的理解而編寫出來碎片化的軟件。

在信息化的初期階段，信息化的革命性作用是替代了紙面的信息傳遞，達到了對生產(chǎn)管理過程的局部優(yōu)化。

然后由管理者利用這些各個局部的優(yōu)化，提高企業(yè)的管理水平，換句話說，第三次工業(yè)革命（工業(yè)3.0時期）實現(xiàn)的是人腦利用電腦來管理企業(yè)。

第四次工業(yè)革命，企業(yè)通過新一代ICT技術的深入 運用，提升產(chǎn)品和服務的競爭力，以實現(xiàn)企業(yè)自身的跨越式發(fā)展。對傳統(tǒng)的市場規(guī)則和邊界產(chǎn)生沖擊，打破傳統(tǒng)企業(yè)幾十年積累的運營優(yōu)勢，對各行各業(yè)帶來了顛覆性沖擊。

統(tǒng)一信息模型技術是第四次工業(yè)革命顛覆性的創(chuàng)新，是統(tǒng)一技術通過新一代數(shù)字技術的深入運用，構建一個全感知、全聯(lián)接、全場景的數(shù)字世界，進而優(yōu)化再造物理世界的業(yè)務，對傳統(tǒng)管理模式、業(yè)務模式、商業(yè)模式進行創(chuàng)新和重塑，實現(xiàn)IT與OT的融合，讓企業(yè)從人腦管理跨越到人工智能管控配置企業(yè)的資源和產(chǎn)能，獲得企業(yè)競爭能力。

因此，聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司與山東潤通齒輪集團有限公司合作，建立這個FB-CL測試床，測試：

1、通過測試床：利用統(tǒng)一信息模型建立數(shù)字空間與現(xiàn)實的物理過程的實時映射，探索構建對生產(chǎn)管理過程的數(shù)字孿生。

2、通過測試床：實現(xiàn)從生產(chǎn)過程的建模仿真，到工業(yè)知識自動學習的創(chuàng)新。

3、通過測試床：實現(xiàn)基于統(tǒng)一信息模型構建大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的創(chuàng)新，測試床通過統(tǒng)一信息模型包括統(tǒng)一API接口，調用各種機理模型和算法模型，構建各種解決方案集成系統(tǒng)，使用大數(shù)據(jù)模型對企業(yè)生產(chǎn)能力的不斷挖掘，持續(xù)優(yōu)化企業(yè)的各種生產(chǎn)資源的配置。

4、通過建立FB-CL測試床，讓我們體會到，統(tǒng)一信息模型技術可以通過構建信息IT與物理OT世界融合的數(shù)字孿生體對離散工業(yè)的生產(chǎn)過程進行感知與管控，是否能夠對流程工業(yè)進行感知與管控，甚至對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、醫(yī)療、治安、智慧城市的運行過程全面進行感知，能否通過構建過程場景數(shù)據(jù)鏈、進行知識學習、認知分析、推理預測、能否通過大數(shù)據(jù)模型的深入挖掘，實現(xiàn)人工智能優(yōu)化管控物理世界。希望工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同行都來探索技術路徑。

4.6.方案安全風險控制

本測試床是按照AII總體架構2.0模型建設，采用企業(yè)、邊緣、設備三層結構。

云上的感知管控部分包含有四個層：

1、通用PAAS與云安全防護層

2、系統(tǒng)集成感知與管控層

3、數(shù)字孿生、知識學習層

4、數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)優(yōu)化層

云上安裝了防DDOS攻擊防護系統(tǒng)，保障云上數(shù)據(jù)的安全

云下4層分別是：

1、網(wǎng)絡安全層、

2、邊緣管控層、

3、設備管控層、

4、數(shù)據(jù)采集層(5G應用）。

網(wǎng)絡安全層，按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構2.0模型構建，包括兩層安全防護，企業(yè)設立路由器，采用華為AR6300+400路由器，附帶雙主控軟件防火墻，兩個工廠分別采用華為AR6140-16G*4*G路由器和防火墻。

五、測試床實施部署

5.1.測試床實施規(guī)劃

本測試床2019年開始建設，預計2023年結束。

（一）目前測試床已經(jīng)基本完成第一期建設，并且開始上線運行

1、FB-CL測試床可根據(jù)生產(chǎn)過程需要，調用FB平臺上的各種帶有工業(yè)制造知識的微服務模塊，用軟件構建滿足企業(yè)生產(chǎn)管控需要的服務，實現(xiàn)測試床軟件服務制造過程，消除信息孤島的系統(tǒng)集成功能。

2、FB-CL測試床可通過對某批次產(chǎn)品的制造過程，實現(xiàn)統(tǒng)一信息模型對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跨業(yè)務的傳遞功能。

3、FB-CL測試床可根據(jù)每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)工人報工和檢驗員評估質量的需要，構建軟件服務，實現(xiàn)測試床基于統(tǒng)一信息模型，構建數(shù)字孿生體的功能。

4、FB-CL測試床可根據(jù)輸入端產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場工人手機的報工數(shù)據(jù)，測試企業(yè)信息化系統(tǒng)對企業(yè)從毛坯入庫到機加工、熱處理、磨加工、等生產(chǎn)過程的感知能力，實現(xiàn)測試床對生產(chǎn)過程的實時映射功能。

5、FB-CL測試床根據(jù)對生產(chǎn)過程的實時映射，證明通過統(tǒng)一信息模型，可以構建對生產(chǎn)管理過程的數(shù)字孿生。

（二）測試床的下一步建設實施（預計2021年實現(xiàn)），

FB-CL系統(tǒng)測試床下一步的建設目標，是通過統(tǒng)一的標識代碼，構建的金屬零部件行業(yè)數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)鏈，積累包含制造知識的生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)。

1、FB-CL測試床將根據(jù)生產(chǎn)過程需要，構建軟件服務，讓產(chǎn)品生產(chǎn)過程的所有數(shù)據(jù)，自動按生產(chǎn)時序，構成數(shù)字孿生的生產(chǎn)管理過程場景數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)知識學習功能

2、FB-CL測試床將根據(jù)輸入端產(chǎn)品訂單的規(guī)格差異，測試系統(tǒng)自動匹配制造工藝，輸出解決方案的能力，實現(xiàn)測試床對外部環(huán)境的變化響應，及預測分析功能。

3、FB-CL測試床將根據(jù)生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，通過從毛坯入庫到機加工、熱處理、磨加工、等所有生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的分析，找出影響產(chǎn)品質量的節(jié)點，并予以改進，實現(xiàn)測試床對產(chǎn)品質量及生產(chǎn)過程的管控能力。

（三）測試床最終的建設目標（預計2023年實現(xiàn)），

FB-CL測試床最終的目標，是通過統(tǒng)一的信息模型，感知企業(yè)生產(chǎn)管理過程的所有數(shù)據(jù)，并進行關聯(lián)，構建生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，通過大數(shù)據(jù)模型，持續(xù)優(yōu)化金屬零部件生產(chǎn)過程中的企業(yè)資源配置。因此測試床將在實現(xiàn)知識學習的基礎上，繼續(xù)探索大數(shù)據(jù)功能。

1、研究和探索企業(yè)生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)模型

2、通過生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈積累過程大數(shù)據(jù)

3、構建可以關聯(lián)人、機、料、法、環(huán)、測各種因素的大數(shù)據(jù)分析模型

4、構建可以將優(yōu)化后的生產(chǎn)計劃方案，按需求自動發(fā)送給各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，指揮各車間的按計劃生產(chǎn)的應用模型，

5、FB-CL測試床最終目標是根據(jù)輸入端客戶對產(chǎn)品交期要求的變化，測試系統(tǒng)實時調整生產(chǎn)計劃，并通過可視化系統(tǒng)指導生產(chǎn)運行操作能力。實現(xiàn)測試床大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化配置企業(yè)人、機、料、法、環(huán)資源的功能。

5.2.測試床實施的技術支撐及保障措施

項目實施公司聯(lián)合智造公司成立于2016年，由國內的數(shù)字化專家、軟件工程師、供應鏈經(jīng)濟師發(fā)起，聯(lián)合國內軟件開發(fā)公司、工業(yè)制造設備制造公司、物聯(lián)網(wǎng)設備研發(fā)公司、大數(shù)據(jù)研究公司共同為中國金屬加工及零部件企業(yè)數(shù)字化轉型提供技術路徑與行業(yè)解決方案。公司的技術團隊有來自于原歐洲-中國企業(yè)家聯(lián)合會的數(shù)字化工作團隊，擁有意大利數(shù)字制造、德國工業(yè)4.0、歐盟數(shù)字單一市場等創(chuàng)新科技知識和實施經(jīng)驗，對歐洲數(shù)字技術的發(fā)展歷史及趨勢有深刻的研究，20年來，曾經(jīng)為中國引入了歐洲大量的技術與工業(yè)制造項目，包括：汽車、飛機、高鐵、與機床工業(yè)技術的合資合作以及技術引進。

也有來自于國際汽車行業(yè)數(shù)字化供應鏈的資深專家，擁有世界各國汽車公司對零部件供應鏈、組織、檢測、品質管理等方面的的豐富經(jīng)驗，我們還有潛心于中國工業(yè)信息化的數(shù)字軟件工程師團隊，擁有20年工業(yè)信息化軟件的開發(fā)經(jīng)驗，深入工廠十幾年，靠自己團隊的力量編寫代碼，研發(fā)中國自己的工廠生產(chǎn)管理集成系統(tǒng)。

1、我們?yōu)槠髽I(yè)提供的服務能力（基于大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的生產(chǎn)過程管控）

測試床是基于聯(lián)合智造的FB開發(fā)平臺，為金屬加工和基礎零部件企業(yè)構建軟件對生產(chǎn)管理過程的貼身服務。既調用FB平臺上的微服務模塊根據(jù)企業(yè)需求搭建生產(chǎn)管理集成系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)內部數(shù)據(jù)無障礙的自由流動。

我們是根據(jù)統(tǒng)一的信息模型在FB平臺上構建生產(chǎn)、管理、工藝、倉儲、物流等各種解決方案APP。通過調用FB平臺上的數(shù)字孿生體為企業(yè)構建生產(chǎn)過程數(shù)字孿生場景數(shù)據(jù)鏈，從而實現(xiàn)工廠大腦對工業(yè)制造過程的知識的學習，和對產(chǎn)品生產(chǎn)質量和交付時間的分析與預測。

利用FB集成系統(tǒng)構建的數(shù)字孿生的工業(yè)APP全面感知人力資源數(shù)據(jù)、物料資源數(shù)據(jù)、模具夾具工藝資源數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設備資源數(shù)據(jù)、產(chǎn)品資料數(shù)據(jù)、倉儲包裝資源數(shù)據(jù)、以及生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，并采用大數(shù)據(jù)技術對上述數(shù)據(jù)進行分析處理，實時優(yōu)化配置企業(yè)人、機、料、法資源，實現(xiàn)人工智能管控企業(yè)生產(chǎn)管理過程，提升企業(yè)的產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益。

2、我們的應用實施能力

2018年開始，我公司在工信部信息化服務司和山東省工信廳省中小企業(yè)局支持下，開始在山東省推廣統(tǒng)一信息模型技術，并在山東省新泰市建立中國第一個縣級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP創(chuàng)新中心，2019年開發(fā)出FB-CL001齒輪生產(chǎn)過程管控APP和FB-ZZ001鑄造生產(chǎn)過程管控APP.此外，我們在其他省市實施的FB-JGJ002緊固件生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（緊固件工廠大腦）FB-JGJ003緊固件生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)也在全國緊固件行業(yè)引起重視，成為近年來緊固件行業(yè)年會上的智能化技術改造示范案例。

5.3.測試床實施的自主可控性

1、聯(lián)合智造專業(yè)從事研究中國自主知識產(chǎn)權的金屬加工企業(yè)生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)：

我們主要研究的是離散制造和金屬基礎零部件的行業(yè)解決方案，行業(yè)包括：齒輪、軸承、彈簧、鏈條等通用零部件。以及鑄造、沖壓、鍛造、機加工、熱成型、冷成型等金屬加工行業(yè)的數(shù)字化、智能化改造。

2、我們的技術資源（FB開發(fā)平臺）：

我們已經(jīng)基于統(tǒng)一信息模型、統(tǒng)一標識代碼、統(tǒng)一API接口技術開發(fā)出完全自主的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化開發(fā)平臺FB，平臺上擁有400多個企業(yè)通用微服務模塊和金屬加工各細分行業(yè)專用模塊，我們基于這些模塊已經(jīng)開發(fā)出基礎零部件行業(yè)銷售、采購、生產(chǎn)、計劃、設備、能源、模具、倉儲、工藝各種應用APP，并在FB平臺是構建了操作系統(tǒng)。我們目前有能力在我們的開發(fā)平臺上為金屬零部件加工企業(yè)開發(fā)各種100%貼身服務企業(yè)生產(chǎn)管理需要的生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（工廠大腦）。

六、測試床預期成果

6.1.測試床的預期可量化實施結果

1、FB-CL測試床可通過在手機APP輸入生產(chǎn)領料、報工入庫，驗證測試床對生產(chǎn)管理過程的實時感知，既虛擬與現(xiàn)實的實時映射與數(shù)字孿生功能，降低了企業(yè)的運行成本10%。

測試床在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，調用統(tǒng)一信息模型和業(yè)務邏輯的各種通用功能模塊和定制功能模塊，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)管理流程，建立算法和匹配規(guī)則，構建符合企業(yè)需求的各種解決方案，并通過統(tǒng)一的API接口搭建企業(yè)的生產(chǎn)過程感知與管控集成系統(tǒng)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)的各項應用功能與企業(yè)的工作生產(chǎn)管理過程一致，構成相互映射(數(shù)字孿生）。

山東潤通齒輪集團有限公司通過建設企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將企業(yè)應用功能層與邊緣層全面連接，連接企業(yè)的銷售、采購、技術、生產(chǎn)、倉儲、財務部門和生產(chǎn)車間、工段，連接生產(chǎn)設備、產(chǎn)線、連接現(xiàn)場工人、調度與檢測人員，構成對企業(yè)生產(chǎn)管理過程的全面連接。各部門可以在一個統(tǒng)一界面的數(shù)字平臺上完成從訂單到交付所有操作。

測試床目前已經(jīng)實現(xiàn)了從客戶訂單到訂單分析、倉庫查詢、物料采購、技術管理、生產(chǎn)計劃、原料發(fā)放、車銑加工、半成品入庫、熱、表處理、自動化產(chǎn)線精加工、包裝入庫、物流發(fā)運數(shù)據(jù)全過程在信息化系統(tǒng)中的虛擬映射，既數(shù)字孿生，替代了企業(yè)的統(tǒng)計團隊，不僅提高了生產(chǎn)管理效率，也降低了企業(yè)的運行成本。

2、FB-CL測試床可根據(jù)輸入產(chǎn)品訂單的規(guī)格差異，驗證FB系統(tǒng)知識學習，預測分析功能，產(chǎn)品不合格率降低10%以上。

FB-CL測試床通過統(tǒng)一信息模型，構建各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字孿生體，通過統(tǒng)一的標識代碼，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，自動構建出產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生生產(chǎn)場景數(shù)據(jù)鏈，對工業(yè)制造工藝過程進行知識學習，沉淀KNOW HOW，自動形成操作標準。測試床可以實現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)訂單輸入的產(chǎn)品結構數(shù)據(jù)，自動解析生產(chǎn)訂單，自動匹配工藝路線，自動輸出相應的操作方案，實現(xiàn)測試床知識學習，預測分析，管控產(chǎn)品質量。

3、FB-CL測試床可根據(jù)輸入端產(chǎn)品交期的變化，測試系統(tǒng)大數(shù)據(jù)優(yōu)化管控企業(yè)功能，企業(yè)綜合經(jīng)濟效益可提升15%-25%。

FB-CL測試床通過標準的API接口，把企業(yè)內部的數(shù)據(jù)和平臺上的算法模型，提供給統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上的各式各樣的應用功能調用，構建出各項業(yè)務的解決方案。通過統(tǒng)一信息模型，建立各種信息與物理設備對應的數(shù)字孿生體，感知企業(yè)生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)跨業(yè)務的數(shù)據(jù)共享。并通過大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型進行數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)輸入端的客戶要求變化，測試床輸出優(yōu)化生產(chǎn)解決方案，通過可視化系統(tǒng)指導相應的車間與部門進行操作，構成閉環(huán)，提升企業(yè)各項生產(chǎn)資源配置效率，企業(yè)綜合經(jīng)濟效益可提升15%-25%。

6.2.測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟效益

一、測試床商業(yè)價值

1、潤通公司采用統(tǒng)一信息模型技術構建的生產(chǎn)管理信息集成系統(tǒng)，已經(jīng)替代了過去的信息化軟件ERP，實現(xiàn)了企業(yè)資源、業(yè)務需求、生產(chǎn)管理過程的集成管控，企業(yè)通過統(tǒng)一的信息模型，構建數(shù)字孿生的信息集成系統(tǒng)，可以在正確的時間，把正確的信息、用正確的方式、發(fā)送給正確的人和系統(tǒng)節(jié)點，并感知生產(chǎn)管理過程的人、機、料、法、環(huán)、測、各項數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術持續(xù)企業(yè)優(yōu)化資源配置，提高產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益。

2、潤通公司所在的中國通用零部件工業(yè)協(xié)會齒輪分會有1000多家齒輪生產(chǎn)制造公司，通用機械零部件協(xié)會有上萬家各種機械零部件制造企業(yè)，在過去30年信息化時代，大都采用了ERP，有的還采用CRM、MES、OA、WMS、PDM等6、7種軟件，由于這些軟件來自不同的供應商，相互之間形成了信息孤島，給企業(yè)管理造成很大經(jīng)營管理的困擾。近年來，作為零部件制造商，企業(yè)面臨主機廠降低成本的要求，每年必須將產(chǎn)品價格降低3—5%，這倒逼企業(yè)必須將企業(yè)的人

、機、料、法、環(huán)、測統(tǒng)一管控起來，挖掘潛力，去降低成本。

3、本測試床由于采用了統(tǒng)一信息模型的集成技術，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)平臺上，專門按照零部件細分行業(yè)的需求，開發(fā)帶有算法和業(yè)務邏輯的各通用功能模塊和根據(jù)行業(yè)特定需求開發(fā)的定制功能模塊，組合搭建的企業(yè)生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)無障礙自由流動，提高優(yōu)化了企業(yè)資源配置能力，減低了生產(chǎn)成本。

4、測試床通過企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

，將企業(yè)所有數(shù)據(jù)都匯聚在FB-CL生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)平臺上，形成了企業(yè)信息化系統(tǒng)對企業(yè)生產(chǎn)過程，產(chǎn)品制造狀態(tài)的感知與優(yōu)化，測試床的探索，推廣到整個零部件制造業(yè)，將會導致整個產(chǎn)業(yè)鏈感知和資源配置效率的提升，從而降低整個產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)成本，提高競爭力，擴大中國機械和汽車產(chǎn)業(yè)的市場份額。

5、中國的金屬加工和零部件企業(yè)數(shù)以十萬計，產(chǎn)值高達數(shù)萬億，如果全部采用統(tǒng)一信息模型技術構建大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的智能工廠，可普遍提高企業(yè)效益15%-25%，也就是每年能夠創(chuàng)造數(shù)以千億計的商業(yè)價值。

二、測試床經(jīng)濟效益

1、掌握了企業(yè)生產(chǎn)過程的人、機、料數(shù)據(jù)，降低了企業(yè)的運行成本10%

過去企業(yè)的生產(chǎn)管理管理、需要大量的管理員，統(tǒng)計員每天對上萬個數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，作出報表。FB-CL建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺上，通過企業(yè)內部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡，直接感知企業(yè)生產(chǎn)過程的各種實時數(shù)據(jù)，測試床可以根據(jù)需要自動推送各種實時的統(tǒng)計報表，供管理人員參考。減掉了專職的統(tǒng)計人員，消除了生產(chǎn)管理中各種人為的誤差，企業(yè)運行成本降低10%以上。

2、降低企業(yè)的能源消耗15%

FB-CL測試床統(tǒng)一協(xié)調企業(yè)人、機、料，保障產(chǎn)線需求，掌控了設備運行與健康狀態(tài)以及設備利用率等數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化企業(yè)資源配置，提高工廠的生產(chǎn)效率，減少停機浪費與維護時間，節(jié)約能源，全廠能耗可降低15%。

3、產(chǎn)品不合格率降低10%以上

FB-CL測試床將生產(chǎn)、管理、倉儲物流系統(tǒng)無縫連接起來，形成從客戶、訂單、到交付縱向的數(shù)據(jù)自由流動，實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的質量檢測與追蹤，生產(chǎn)過程數(shù)字孿生模型不斷的對生產(chǎn)過程進行自主學習與優(yōu)化。產(chǎn)品不合格率降低10%以上。降低了企業(yè)的質量成本。

4、企業(yè)綜合經(jīng)濟效益可提升15%-25%

由于企業(yè)安裝了FBCL生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)，企業(yè)所有人、機、料、法、環(huán)、測數(shù)據(jù)都匯聚在FB-CL系統(tǒng)測試床平臺上，通過建立大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型進行持續(xù)的大數(shù)據(jù)挖掘，

持續(xù)的優(yōu)化企業(yè)的各項管理和流程，消除生產(chǎn)過程的呆滯物料，預計測試床建設成功之后，企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益至少提升15%，而且以后會持續(xù)挖掘，不斷的提升。

潤通公司2019年產(chǎn)值6.5億，2020年的產(chǎn)值翻番，達到13億人民幣，2021年預計可達20億，以企業(yè)毛利15%計算，是3億元，如果效益提升15%，2021年預計可為企業(yè)挖掘4500萬經(jīng)濟效益，幾乎等于潤通公司對測試床的投入的10倍。且以后會逐年提升。

6.3.測試床的社會價值

一、FB-CL系統(tǒng)將會改變零部件企業(yè)智能化改造的模式（從企業(yè)適應軟件轉向軟件服務企業(yè)生產(chǎn)過程）

測試床將會產(chǎn)生金屬零部件生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)通用模型，根據(jù)這個通用模型進行2次開發(fā)將會衍生出軸承、齒輪、彈簧、鏈條、法蘭、緊固件、沖壓、鍛造、鑄造、等金屬加工幾十個細分行業(yè)的應用模型（工業(yè)APP），可提供給中國數(shù)以百萬的零部件企業(yè)參照，通過軟件對各種零部件生產(chǎn)管理過程的貼身服務，構建數(shù)字孿生與大數(shù)據(jù)優(yōu)化的智能工廠。

二、FB-CL測試床探索改變目前大中型企業(yè)信息化的實現(xiàn)方式，（探索取消接口或總線連接孤島軟件的傳統(tǒng)方式）    

測試床采用統(tǒng)一信息模型技術，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺上開發(fā)和定制企業(yè)需求的功能微服務模塊，調用微服務構建企業(yè)跨業(yè)務的生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)，消除企業(yè)的信息孤島，實現(xiàn)企業(yè)內部數(shù)據(jù)無障礙的自由流動，實時感知企業(yè)生產(chǎn)過程的人、機、料、法、環(huán)、測數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化，提升企業(yè)產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益

，這將替代目前ERP+MES或總線集成的數(shù)據(jù)聯(lián)通方式。

三、FB-CL系統(tǒng)測試床通過統(tǒng)一信息模型技術，把數(shù)字孿生推進到生產(chǎn)過程孿生，探索大數(shù)據(jù)應用。

測試床采用統(tǒng)一信息模型技術，將數(shù)字孿生技術從過去的三維孿生推進到生產(chǎn)過程孿生，探索大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化在零部件行業(yè)的管控。是否也可以對流程工業(yè)進行感知與管控，甚至對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、智慧城市進行感知，通過構建過程場景數(shù)據(jù)鏈、進行知識學習、認知分析、推理預測、通過算法和配置規(guī)則，實現(xiàn)人工智能管控物理世界，需要大家共同探索。

6.4.測試床初步推廣應用案例

我們目前有能力在我們的開發(fā)平臺上為金屬零部件加工企業(yè)開發(fā)各種100%貼身服務企業(yè)生產(chǎn)管理需要的生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（工廠大腦）：

FB-JGJ002山東九佳緊固件股份有限公司生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（緊固件工廠大腦案例）

FB-JGJ003北京金兆博公司緊固件經(jīng)營及生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（緊固件工廠大腦案例）

FB-CL001山東潤通齒輪集團有限公司齒輪生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)（齒輪工廠大腦案例）

FB-ZZ001新泰鑫盛鑄造有限公司鑄造生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)（鑄造工廠大腦案例）

還有鋁合金、鑄造、鍛造、機加工、熱處理等項目正在洽商與實施。

七、測試床成果驗證

7.1.測試床成果驗證計劃

1、2020年測試床一期驗收：驗證FB-CL采用統(tǒng)一信息模型，構建虛擬與現(xiàn)實映射的數(shù)字孿生功能。

一期工程驗收標準：實現(xiàn)企業(yè)從訂單、到工藝、到生產(chǎn)、到毛坯、到機加工、到熱處理、到磨加工、到打標、到清洗、到包裝的全部生產(chǎn)過程在企業(yè)信息化系統(tǒng)中呈現(xiàn)的虛擬映射（數(shù)字孿生），驗證全面感知企業(yè)實時的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，提升企業(yè)管理效率。

2、2021年底二期工程交付：驗證FB-CL測試床數(shù)據(jù)關聯(lián)、知識學習，預測分析功能。

二期工程驗收標準：根據(jù)輸入系統(tǒng)的產(chǎn)品結構數(shù)據(jù)，測試床輸出相應的工藝和解決方案，驗證FB-CL系統(tǒng)通過構建生產(chǎn)管理過程的數(shù)字孿生場景數(shù)據(jù)鏈，進行生產(chǎn)制造工藝自動學習，形成操作標準，自動管控企業(yè)生產(chǎn)。實現(xiàn)測試床知識學習、預測分析功能。

3、2023年底三期工程交付：驗證FB-CL大數(shù)據(jù)優(yōu)化功能。

三期工程驗收標準：根據(jù)輸入端客戶對供貨交期的變化，驗證測試床輸出解決方案，實時調整企業(yè)資源配置。

FB-CL測試床通過對企業(yè)的人、機、料、法、環(huán)、測實時數(shù)據(jù)的感知，采用大數(shù)據(jù)模型對企業(yè)潛力進行深入挖掘，按照客戶或企業(yè)需求，輸出新的交貨和生產(chǎn)計劃，并通過可視化系統(tǒng)傳遞到企業(yè)各科室、車間和生產(chǎn)崗位指導操作，及時調整企業(yè)的資源配置，完成交付，實現(xiàn)測試床大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化功能。

7.2.測試床成果驗證方案

（一）測試床第一期成果驗證

測試床第一期已經(jīng)上線運行，通過幾個月的運行數(shù)據(jù)，可以證明

1、FB-CL測試床運行中感知的企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，是測試床根據(jù)生產(chǎn)過程需要，通過調用FB平臺上的微服務，構建的企業(yè)生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的感知，它驗證了測試床軟件服務制造過程，和系統(tǒng)集成功能。

2、FB-CL測試床的運行結果證明，任何批次的產(chǎn)品訂單，可以無障礙的從銷售、傳遞到生產(chǎn)計劃、物料倉庫、工藝控制、生產(chǎn)車間、產(chǎn)品倉庫、物流發(fā)運，驗證了統(tǒng)一信息模型對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跨業(yè)務的傳遞功能。

3、FB-CL測試床的運行，系統(tǒng)能夠感知每個企業(yè)員工報工和檢驗員對產(chǎn)品質量評估原因的各種數(shù)據(jù)，驗證了基于統(tǒng)一信息模型，測試床能夠對生產(chǎn)環(huán)節(jié)構建數(shù)字孿生體，感知制造環(huán)節(jié)的實時數(shù)據(jù)。

4、FB-CL測試床根據(jù)全廠1500工人的報工數(shù)據(jù)，檢驗員的產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)，倉庫的出入庫數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了信息化系統(tǒng)對企業(yè)從毛坯入庫到機加工、熱處理、磨加工、等每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的感知，驗證了測試床對生產(chǎn)過程的實時映射功能。5、FB-CL測試床目前每天對生產(chǎn)過程一萬多出入庫數(shù)據(jù)、產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質量數(shù)據(jù)在企業(yè)生產(chǎn)管控平臺上的實時映射，驗證了通過統(tǒng)一信息模型，可以構建數(shù)字孿生，消除信息孤島，全面感知企業(yè)實時數(shù)據(jù)。

（二）測試床第二期成果驗證方案

FB-CL系統(tǒng)測試床下一步的建設目標，是通過統(tǒng)一的標識代碼，構建的金屬零部件行業(yè)數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)鏈，積累包含制造知識的生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)。因此，我們制定的測試床第二期成果驗證方案是：

1、FB-CL測試床將根據(jù)統(tǒng)一的標識，讓產(chǎn)品在生產(chǎn)過程的所有數(shù)據(jù)，自動按生產(chǎn)時序，構成數(shù)字孿生的生產(chǎn)管理過程場景數(shù)據(jù)鏈，驗證測試床知識學習，沉淀KNOW HOW，積累工業(yè)制造大數(shù)據(jù)的功能。

2、FB-CL測試床將通過對企業(yè)生產(chǎn)管理過程的知識學習，能夠根據(jù)輸入端產(chǎn)品訂單的規(guī)格差異，自動匹配制造工藝，輸出解決方案，從而驗證測試床對外部世界變化的響應能力及預測分析功能。

3、FB-CL測試床將根據(jù)生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，通過從外協(xié)毛坯入庫到本廠機加工、熱處理、磨加工、等所有生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的分析，找出影響產(chǎn)品質量的節(jié)點，并予以改進，驗證測試床對產(chǎn)品質量及生產(chǎn)過程的管控能力。

（三）測試床未來的成果驗證計劃方案

FB-CL系統(tǒng)測試床最終的目標，是通過統(tǒng)一的信息模型，感知企業(yè)生產(chǎn)管理過程的所有數(shù)據(jù)，并進行關聯(lián)，構建生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，通過大數(shù)據(jù)模型，持續(xù)優(yōu)化金屬零部件生產(chǎn)過程中的企業(yè)資源配置與產(chǎn)品質量。

由于本測試床是第一次對統(tǒng)一信息模型技術的探索，我們將會在目前的目標是在生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生，虛擬映射的基礎上，繼續(xù)探索基于統(tǒng)一信息模型的數(shù)字孿生構建的知識學習與大數(shù)據(jù)積累，但我們對于最終測試床要實現(xiàn)大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化只有一個初步模型，因此，在完成測試床第二期目標的基礎上，我們大概還要：

1、研究和探索企業(yè)生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)模型，

2、通過生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈積累過程大數(shù)據(jù)

3、構建可以關聯(lián)人、機、料、法、環(huán)、測各種因素的大數(shù)據(jù)分析模型

4、構建可以將優(yōu)化后的生產(chǎn)計劃方案，按需求自動發(fā)送給各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，指揮各車間的按計劃生產(chǎn)的模型。

5、FB-CL測試床最終的結果是根據(jù)輸入端客戶對產(chǎn)品交期要求的變化，實時調整生產(chǎn)計劃，并通過可視化系統(tǒng)指導生產(chǎn)運行操作能力。從而驗證測試床大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化配置企業(yè)人、機、料、法、環(huán)資源的功能。

八、與已存在AII測試床的關系

本測試床為首創(chuàng)，之前合作雙方未申請過此類測試床。

九、測試床成果交付

9.1.測試床成果交付件

一、測試床一期：

FB-CL測試床一期工程目標：實現(xiàn)IT與OT融合即虛擬與現(xiàn)實的映射（數(shù)字孿生）

一期工程交付：交付FB-CL數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程感知功能。

一期工程驗收標準：實現(xiàn)企業(yè)從毛坯、到機加工、到熱處理、到磨加工、到打標、到清洗、到包裝全生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)無障礙自由流動，并在企業(yè)信息系統(tǒng)中生成對生產(chǎn)管理過程的虛擬映射（數(shù)字孿生），全面感知生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。

二、測試床二期：

二期工程目標：實現(xiàn)數(shù)據(jù)關聯(lián)、知識學習、預測分析。

二期交付：交付FB-CL對產(chǎn)品訂單的預測分析功能

二期工程驗收標準：根據(jù)系統(tǒng)輸入的訂單產(chǎn)品結構數(shù)據(jù)，輸出相應的工藝路線與解決方案，驗證系統(tǒng)通過構建生產(chǎn)過程數(shù)字孿生場景數(shù)據(jù)鏈，自動學習工業(yè)知識、沉淀企業(yè)KNOW HOW，形成操作標準，自動管控生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量。三、測試床三期：

三期工程目標：實現(xiàn)大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化的智能工廠構建企業(yè)效益挖掘層，用大數(shù)據(jù)模型挖掘企業(yè)潛力，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

三期交付FB-CL大數(shù)據(jù)挖掘功能，

三期工程驗收標準：根據(jù)輸入客戶對供貨交期的變化，測試床實時調整生產(chǎn)計劃，輸出解決方案，優(yōu)化配置企業(yè)資源。

測試床通過統(tǒng)一信息模型構建的各種數(shù)字孿生體，感知企業(yè)人、機、料、法、環(huán)、測實時數(shù)據(jù)，結合歷史數(shù)據(jù)按大數(shù)據(jù)排產(chǎn)模型挖掘數(shù)據(jù)，輸出解決方案，通過可視化系統(tǒng)指導操作，構成閉環(huán)，持續(xù)優(yōu)化調整資源配置，提升經(jīng)濟效益。

我們推薦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0模型將云上四層作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)層模型的標準平臺架構，因為：

一、統(tǒng)一信息模型技術發(fā)揮了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，水平集成的作用，統(tǒng)一信息模型消除了傳統(tǒng)煙囪式垂直架構的工業(yè)軟件形成的信息孤島，通過開發(fā)微服務模塊，搭建企業(yè)生產(chǎn)管理集成平臺，讓企業(yè)在統(tǒng)一的平臺上完成生產(chǎn)管理業(yè)務，實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升企業(yè)生產(chǎn)管理效率的功能。

二、統(tǒng)一信息模型技術發(fā)揮了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)+模型的深化應用作用，通過統(tǒng)一信息模型，和嵌入在模型內部的統(tǒng)一API接口和算法模型，可以在具體生產(chǎn)環(huán)境中建立形成虛實對應的數(shù)字孿生體孿生體，這些數(shù)字孿生體通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)各部門，各車間、設備、倉儲、物流的連接，可以感知生產(chǎn)管理過程中的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)跨業(yè)務間的數(shù)據(jù)共享。并通過大數(shù)據(jù)分析挖掘，實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面優(yōu)化企業(yè)資源配置，提升綜合效率的功能。

三、統(tǒng)一信息模型技術還可以發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式創(chuàng)新、服務優(yōu)化、組織生態(tài)協(xié)同發(fā)展的作用。通過統(tǒng)一標識代碼，實現(xiàn)信息模型對生產(chǎn)管理過程的識別，從而伴隨著產(chǎn)品的生產(chǎn)管理過程，按照產(chǎn)品生產(chǎn)過程的時序，在信息系統(tǒng)中構建出數(shù)字孿生的生產(chǎn)過程場景數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)信息化系統(tǒng)替代人腦對工業(yè)生產(chǎn)過程的自動感知與自動學習，將企業(yè)管理人員大腦中的工業(yè)KNOW HOW沉淀在了企業(yè)信息化系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)知識標準化和抽象化的作用，將工業(yè)生產(chǎn)知識封裝成為工業(yè)APP，配置給廣大中小企業(yè)使用，將會全面提高我國中小企業(yè)生產(chǎn)管理效率和質量經(jīng)濟效益，提升我國工業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈的競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體價值提升的功能。

9.2.測試床可復制性

我們目前有能力在我們的FB開發(fā)平臺上為金屬零部件加工企業(yè)開發(fā)各種100%貼身服務企業(yè)生產(chǎn)管理需要的生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（工廠大腦）

包括：齒輪、軸承、彈簧、鏈條等通用零部件。以及鑄造、沖壓、鍛造、機加工、熱成型、冷成型等金屬加工行業(yè)的數(shù)字化智能化改造。

目前我們已經(jīng)在FB平臺上已經(jīng)開發(fā)的有：

FB-JGJ002山東九佳緊固件股份有限公司生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（緊固件工廠大腦）

FB-JGJ003北京金兆博公司緊固件經(jīng)營及生產(chǎn)管控集成系統(tǒng)（緊固件工廠大腦）

FB-CL001山東潤通齒輪集團有限公司齒輪生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)（齒輪工廠大腦）

FB-ZZ001新泰鑫盛鑄造有限公司鑄造生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)（鑄造工廠大腦）

還有鋁合金、鑄造、鍛造、機加工、熱處理等項目正在洽商與實施。

9.3.測試床開放性

本測試床是聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司受山東省新泰市政府聘請，在山東新泰市建立的全國第一個縣級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP創(chuàng)新中心的試點項目，是我們首次采用統(tǒng)一信息模型在采用FB開發(fā)平臺上，對金屬零部件行業(yè)構建生產(chǎn)過程管控的試點項目，在項目進行過程中，

1、我們邀請了洛陽開遠智能精機有限公司參與測試床數(shù)控機床設備數(shù)據(jù)采集工作站系統(tǒng)的調研、設計、研發(fā)、實施。

2、我們邀請了青島前哨檢測設備工程公司參與測試床質量工程建設的調研、設計、研發(fā)、實施。

3、我們聯(lián)合了湖南東創(chuàng)智能裝備有限公司參與測試床工廠大腦FB與產(chǎn)線大腦（自動化機床生產(chǎn)線控制系統(tǒng)）之間的數(shù)據(jù)傳遞工程的調研、開發(fā)、實施。

十、其他信息

10.1.測試床使用者

本測試床是聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司與山東潤通齒輪集團有限公司共同建設的金屬零部件生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)測試床，有關金屬加工的基礎零部件生產(chǎn)過程管控的集成系統(tǒng)，經(jīng)過與潤通公司簽訂合作協(xié)議，可以在本測試床進行測試。

10.2.測試床知識產(chǎn)權說明

本項目的建設、運營知識產(chǎn)權歸聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司所有，山東潤通齒輪集團有限公司擁有使用權。

FB-CL測試床，是國內首次采用統(tǒng)一信息模型技術構建數(shù)字孿生和大數(shù)據(jù)優(yōu)化，盡管測試床一期已經(jīng)上線運行，每天已經(jīng)開始感知上萬的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，但技術仍在探索中，大數(shù)據(jù)積累需要時間，在系統(tǒng)能夠實現(xiàn)大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化后，聯(lián)合智造將申請知識產(chǎn)權或專利。

10.3.測試床運營及訪問使用

本測試床部署在電信云上，采用B/S系統(tǒng)，有關人經(jīng)授權都可以訪問和操作。

10.4.測試床資金

本測試床軟件系統(tǒng)目前預算投入資金600萬人民幣，預計由山東潤通齒輪集團有限公司投入210萬元，聯(lián)合智造（北京）科技發(fā)展有限公司投資390萬元。

10.5.測試床時間軸

本測試床2019年開始建設，預計2022年結束。

目前測試床一期工程已經(jīng)驗收，并開始運行，企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)已經(jīng)在測試床系統(tǒng)上實現(xiàn)實時映射，數(shù)字孿生。

2020年12月開始2期工程建設，目標是實現(xiàn)知識學習，分析預測。

2021年建設3期工程，目標是實現(xiàn)大數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化。

10.6.附加信息

中國擁有龐大的零部件制造和金屬加工企業(yè)，據(jù)我們調查數(shù)量有百萬之多，此測試床包含了完整的離散制造和金屬加工工藝路線。

1、對于大中型企業(yè)，此測試床的生產(chǎn)過程管控系統(tǒng)可以作為基礎零部件行業(yè)內所有金屬加工企業(yè)的生產(chǎn)過程管控的通用參考模型，在此基礎上對每個企業(yè)需求進行部分定制開發(fā)，可以節(jié)約開發(fā)費用50%以上，僅此一項，就可以為國家節(jié)約上千億的智能化化技術改造資金。

2、對于中小企業(yè)，如果將這套系進行二次開發(fā)，可以封裝成為各種基礎零部件細分行業(yè)生產(chǎn)過程管控APP，讓中小型企業(yè)直接或經(jīng)過微小的調整使用，其使用成本大約是定制開發(fā)的10%-15%。可以從300萬降低到30萬至45萬，達到中小企業(yè)可以承受的費用水平，這將會極大的推進中小企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的進程。

3、測試床采用統(tǒng)一信息模型技術，通過構建信息與物理世界融合的數(shù)字孿生體對離散工業(yè)的生產(chǎn)過程進行感知與管控，是否可以對流程工業(yè)進行感知與管控，是否可以對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、醫(yī)療、治安、智慧城市全面進行感知，是否通過構建行為過程場景數(shù)據(jù)鏈、進行知識學習、認知分析、推理預測、實現(xiàn)人工智能管控物理世界。希望工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)內同行共同探索智能化時代實現(xiàn)賽博物理系統(tǒng)和數(shù)字孿生的關鍵技術，探索數(shù)字技術從虛擬仿真到虛擬現(xiàn)實的飛躍，探索人工智能管控物理世界的技術路徑。