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(zhì)量。
4、隨著工廠的技術(shù)改造，企業(yè)采購了各種新設(shè)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(shè)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(shù)，重構(gòu)潤通公司信息化系統(tǒng)，提升潤通公司的質(zhì)量和效益。
項目目標: 構(gòu)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(gòu)成閉環(huán)，提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與經(jīng)濟效益。
1、采用統(tǒng)一信息模型，構(gòu)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(diào)用這些模塊，構(gòu)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(guān)聯(lián)，構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(gòu)建各種數(shù)字孿生的工業(yè)應用解決方案，通過企業(yè)內(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)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(gòu)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(guān)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(nèi)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(nèi)軟件開發(fā)公司、工業(yè)制造設(shè)備制造公司、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(zhuǎn)型提供技術(shù)路徑與行業(yè)解決方案。公司的技術(shù)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(shù)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(shù)與工業(yè)制造項目，包括：汽車、飛機、高鐵與機床工業(yè)技術(shù)的合資合作以及技術(shù)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(zhì)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(nèi)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(zhì)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(shù)，構(gòu)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(shù)、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(gòu)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(shù)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(diào)用這些模塊構(gòu)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(shè)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(gòu)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(zhì)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(diào)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(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)，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(guān)科室、車間、工段，指導操作，構(gòu)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(diào)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(shù)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(shù)，探索信息系與物理系統(tǒng)同步變化，通過構(gòu)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(shù)的認知和業(yè)務目標、業(yè)務邏輯結(jié)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(gòu)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(diào)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(shè)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(gòu)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(nèi)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(shù)，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(gòu)水平架構(gòu)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(shù)構(gòu)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(zhì)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(gòu)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(chǔ)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(shù)改造探索實施路徑。
四、測試床方案架構(gòu)
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(shè)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(zhuǎn)型起到示范作用。因為它是通過新一代數(shù)字技術(shù)的深入運用，構(gòu)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(shù)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(nèi)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(jié)果與EXEL表格統(tǒng)計結(jié)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(gòu)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(lǐng)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(jié)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(gòu)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(gòu)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(gòu)成人工智能去分析、預測產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與結(jié)果，并且通過大數(shù)據(jù)技術(shù)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(zhì)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(gòu)
一、測試床與AII總體架構(gòu)的關(guān)系
AII體系架構(gòu)2.0模型提出用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，構(gòu)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(shù)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(gòu)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(gòu)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(zhì)量。
3、建立大數(shù)據(jù)挖掘?qū)?/span>（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(diào)整企業(yè)資源配置和產(chǎn)品質(zhì)量控制，從而構(gòu)成大數(shù)據(jù)的閉環(huán)優(yōu)化，提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。
二、說明本測試床重點測試的新技術(shù)/新架構(gòu)
（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(gòu)技術(shù)，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(gòu)，包括：企業(yè)規(guī)劃層、工廠管理層、流程控制層、設(shè)備控制層、現(xiàn)場層，配制數(shù)據(jù)庫，連接設(shè)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(lǐng)域，包括工藝、質(zhì)量、設(shè)備等方面的軸線，和不同的工序的軸線所構(gòu)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(shè)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(gòu)模式：（服務器，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，應用）
3、緊密藕合設(shè)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(gòu)，改為微服務集成的水平架構(gòu)平臺模式
A、采用統(tǒng)一的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群操作，保證系統(tǒng)內(nèi)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(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關(guān)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(nèi)，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(diào)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(diào)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(gòu)建微服務組成的水平信息化架構(gòu)，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(guān)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(diào)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(shù)管理、生產(chǎn)管理、倉儲管理、車間管理、設(shè)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(guān)聯(lián)，構(gòu)成系統(tǒng)內(nèi)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(gòu)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(gòu)建各種應用服務來描述、認知、響應產(chǎn)品設(shè)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(nèi)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(nèi)
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(guān)聯(lián)起來構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈
從而通過統(tǒng)一信息模型內(nèi)部的數(shù)據(jù)模型和算法模型，以及調(diào)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(jié)構(gòu)連接起來，就構(gòu)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(gòu)成閉環(huán)，就可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的技術(shù)工藝知識進行自動學習、認知分析、預測調(diào)整，從而管控產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。
總之，我們的FB-CL測試床，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)在平臺層對傳統(tǒng)的工業(yè)IT架構(gòu)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(gòu)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(shù)來實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境IT架構(gòu)的重構(gòu)與解耦，解決垂直架構(gòu)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(gòu)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(gòu)2.0模型建設(shè)，采用企業(yè)、邊緣、設(shè)備三層結(jié)構(gòu)。
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?qū)⑻搶崒臄?shù)字孿生結(jié)構(gòu)連接起來，構(gòu)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(shù)工藝和人、機、料資源、進行預測分析與優(yōu)化調(diào)整，從而優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和資源配置。
云下4層分別是：網(wǎng)絡(luò)安全層、邊緣管控層、設(shè)備管控層、數(shù)據(jù)采集層(5G應用）。
1、網(wǎng)絡(luò)安全層：按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0模型構(gòu)建，包括兩層安全防護，企業(yè)設(shè)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(zhuǎn)，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(shè)備層：設(shè)備層的設(shè)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(shè)備裝有實時調(diào)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(diào)整加工數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。
4、數(shù)據(jù)采集層：建立企業(yè)5G網(wǎng)絡(luò)，利用5G網(wǎng)絡(luò)部署靈活，覆蓋范圍大，滿足工業(yè)場景對網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(zhuǎn)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(zhì)增效。
4.4.方案重點技術(shù)
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(gòu)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(diào)整，數(shù)字化轉(zhuǎn)型對企業(yè)駕馭新技術(shù)提出了極大挑戰(zhàn)。
二、FB-CL測試床與現(xiàn)有國內(nèi)外技術(shù)對比
1、跨業(yè)務間的數(shù)據(jù)集成與共享技術(shù)是近年來的創(chuàng)新技術(shù)，它采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，解耦與重構(gòu)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(shù)IT與工業(yè)技術(shù)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(chǔ)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(diào)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(shù)，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(shù)。
4、FB-CL測試床的探索，嘗試利用統(tǒng)一信息模型技術(shù)，探索通過對生產(chǎn)管理過程構(gòu)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(shù)
我們采用的統(tǒng)一信息模型技術(shù)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(shù)，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(zhì)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(gòu)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(shù)，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(gòu)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(diào)用統(tǒng)一信息模型技術(shù)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(gòu)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(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（包括5G網(wǎng)絡(luò)），
我們的FB-CL測試床，通過建設(shè)企業(yè)內(nèi)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(shù)、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(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、設(shè)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(luò)與企業(yè)1500多現(xiàn)場操作工人、生產(chǎn)調(diào)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(zhì)量及出入庫數(shù)據(jù)。
在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上，調(diào)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)建各種應用服務，來描述產(chǎn)品設(shè)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(gòu)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(gòu)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(nèi)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(nèi)；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(gòu)建報工數(shù)字孿生體
采用統(tǒng)一數(shù)字模型技術(shù)，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(gòu)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(zhì)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(diào)度員手機APP進行確認，完成工序報工和流轉(zhuǎn)
（3）不合格產(chǎn)品數(shù)量由質(zhì)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(guān)聯(lián)，構(gòu)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(zhì)量。
通過對企業(yè)人事、物料、設(shè)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?qū)a(chǎn)品生產(chǎn)過程關(guān)聯(lián)，構(gòu)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(gòu)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(gòu)建人工智能來分析，預測產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與結(jié)果，輸出解決方案，管控產(chǎn)品質(zhì)量。
如圖所示：
（四）利用統(tǒng)一API接口技術(shù)，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(gòu)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(diào)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(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（包括5G網(wǎng)絡(luò)），實現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的融合，構(gòu)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(diào)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(shù)創(chuàng)新性及先進性
提質(zhì)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)是第四次工業(yè)革命顛覆性的創(chuàng)新，是統(tǒng)一技術(shù)通過新一代數(shù)字技術(shù)的深入運用，構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(diào)用各種機理模型和算法模型，構(gòu)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(shù)可以通過構(gòu)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?qū)α鞒坦I(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(gòu)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(shù)路徑。
4.6.方案安全風險控制
本測試床是按照AII總體架構(gòu)2.0模型建設(shè)，采用企業(yè)、邊緣、設(shè)備三層結(jié)構(gòu)。
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(luò)安全層、
2、邊緣管控層、
3、設(shè)備管控層、
4、數(shù)據(jù)采集層(5G應用）。
網(wǎng)絡(luò)安全層，按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0模型構(gòu)建，包括兩層安全防護，企業(yè)設(shè)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(shè)，預計2023年結(jié)束。
（一）目前測試床已經(jīng)基本完成第一期建設(shè)，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(diào)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(gòu)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(zhì)量的需要，構(gòu)建軟件服務，實現(xiàn)測試床基于統(tǒng)一信息模型，構(gòu)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(gòu)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(shè)實施（預計2021年實現(xiàn)），
FB-CL系統(tǒng)測試床下一步的建設(shè)目標，是通過統(tǒng)一的標識代碼，構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(zhì)量的節(jié)點，并予以改進，實現(xiàn)測試床對產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)過程的管控能力。
（三）測試床最終的建設(shè)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(guān)聯(lián)，構(gòu)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(chǔ)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(gòu)建可以關(guān)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(gòu)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(diào)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(shù)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(nèi)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(nèi)軟件開發(fā)公司、工業(yè)制造設(shè)備制造公司、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(zhuǎn)型提供技術(shù)路徑與行業(yè)解決方案。公司的技術(shù)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(shù)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(shù)與工業(yè)制造項目，包括：汽車、飛機、高鐵、與機床工業(yè)技術(shù)的合資合作以及技術(shù)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(zhì)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(chǔ)零部件企業(yè)構(gòu)建軟件對生產(chǎn)管理過程的貼身服務。既調(diào)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(nèi)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(gòu)建生產(chǎn)、管理、工藝、倉儲、物流等各種解決方案APP。通過調(diào)用FB平臺上的數(shù)字孿生體為企業(yè)構(gòu)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(zhì)量和交付時間的分析與預測。
利用FB集成系統(tǒng)構(gòu)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(shè)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(shù)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(zhì)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(shù)，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(shù)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(quán)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(chǔ)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(shù)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(shù)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(chǔ)零部件行業(yè)銷售、采購、生產(chǎn)、計劃、設(shè)備、能源、模具、倉儲、工藝各種應用APP，并在FB平臺是構(gòu)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(jié)果
1、FB-CL測試床可通過在手機APP輸入生產(chǎn)領(lǐng)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(diào)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(gòu)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(gòu)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(shè)企業(yè)內(nèi)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(shù)、生產(chǎn)、倉儲、財務部門和生產(chǎn)車間、工段，連接生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)線、連接現(xiàn)場工人、調(diào)度與檢測人員，構(gòu)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(shù)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(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(nèi)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(diào)用，構(gòu)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(shè)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(gòu)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(shù)構(gòu)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(gòu)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(shù)持續(xù)企業(yè)優(yōu)化資源配置，提高產(chǎn)品質(zhì)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(shù)，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(nèi)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(nèi)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(shù)構(gòu)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(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)，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(diào)企業(yè)人、機、料，保障產(chǎn)線需求，掌控了設(shè)備運行與健康狀態(tài)以及設(shè)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(zhì)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(zhì)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(shè)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(zhuǎn)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(gòu)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(shù)，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(diào)用微服務構(gòu)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(nèi)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(zhì)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(shù)，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(shù)，將數(shù)字孿生技術(shù)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(gòu)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(gòu)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(guān)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(diào)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(diào)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(diào)用FB平臺上的微服務，構(gòu)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(jié)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(zhì)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?qū)ιa(chǎn)環(huán)節(jié)構(gòu)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(zhì)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(gòu)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(shè)目標，是通過統(tǒng)一的標識代碼，構(gòu)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(gòu)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(zhì)量的節(jié)點，并予以改進，驗證測試床對產(chǎn)品質(zhì)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(guān)聯(lián)，構(gòu)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(zhì)量。
由于本測試床是第一次對統(tǒng)一信息模型技術(shù)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(chǔ)上，繼續(xù)探索基于統(tǒng)一信息模型的數(shù)字孿生構(gòu)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(chǔ)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(gòu)建可以關(guān)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(gòu)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(jié)果是根據(jù)輸入端客戶對產(chǎn)品交期要求的變化，實時調(diào)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(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(zhì)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(gòu)建企業(yè)效益挖掘?qū)樱么髷?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(diào)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(gòu)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(jié)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(gòu)成閉環(huán)，持續(xù)優(yōu)化調(diào)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(gòu)，因為：
一、統(tǒng)一信息模型技術(shù)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(gòu)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(shù)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(nèi)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(shè)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(shù)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(gòu)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(zhì)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(gòu)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(shè)備數(shù)據(jù)采集工作站系統(tǒng)的調(diào)研、設(shè)計、研發(fā)、實施。
2、我們邀請了青島前哨檢測設(shè)備工程公司參與測試床質(zhì)量工程建設(shè)的調(diào)研、設(shè)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(diào)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(shè)的金屬零部件生產(chǎn)過程管控集成系統(tǒng)測試床，有關(guān)金屬加工的基礎(chǔ)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(quán)說明
本項目的建設(shè)、運營知識產(chǎn)權(quán)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(quán)。
FB-CL測試床，是國內(nèi)首次采用統(tǒng)一信息模型技術(shù)構(gòu)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(shù)仍在探索中，大數(shù)據(jù)積累需要時間，在系統(tǒng)能夠?qū)崿F(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(quán)或?qū)＠?/span>
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(guān)人經(jīng)授權(quán)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(shè)，預計2022年結(jié)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(shè)，目標是實現(xiàn)知識學習，分析預測。
2021年建設(shè)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(diào)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(chǔ)零部件行業(yè)內(nèi)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(chǔ)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(shù)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(chǔ)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(diào)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(luò)化、智能化的進程。
3、測試床采用統(tǒng)一信息模型技術(shù)，通過構(gòu)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(gòu)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(nèi)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(guān)鍵技術(shù)，探索數(shù)字技術(shù)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(shù)路徑。