數字化車間可靠性通用要求2022-04-15發布2022-11-01實施國家標準化管理委員會I前言 V 12規范性引用文件 3術語和定義 14縮略語 25一般要求 35.1數字化車間可靠性要求 35.2數字化車間可靠性信息要求 66數字化車間可靠性工作項目要求 66.1基本要求 66.2可靠性工作項目 66.3數字化車間工作流程 77數字化車間可靠性管理要求 87.1基本要求 87.2制定可靠性工作計劃 87.3對承建方與外協/外購方的監督和控制 87.4可靠性評審 87.5故障管理 88數字化車間可靠性設計要求 98.1基本要求 98.2可靠性相關功能設計 98.3可靠性設計方法選擇 8.4典型數字化車間各功能層次的可靠性設計要求 9數字化車間可靠性驗證要求 9.1基本要求 9.2可靠性驗證 10數字化車間運行可靠性要求 10.1基本要求 10.2可靠性跟蹤與評價 附錄A(資料性)數字化車間可靠性模型示例 A.1數字化車間功能結構 A.2數字化車間可靠性框圖 A.3數字化車間可靠性模型 附錄B(資料性)數字化車間可靠性設計準則編制 ⅡB.1編制可靠性設計準則的步驟 B.2某生產線可靠性設計準則(例) 附錄C(資料性)數字化車間可靠性相關功能設計 C.1可靠性相關功能實現 C.2可靠性相關功能設計 附錄D(資料性)數字化車間對象可靠性屬性模型 D.1零部件 D.2中間件(在制品) D.3產品 D.4數字化設備 D.5數字化設備故障記錄 D.6數字化設備故障維修記錄 D.7數字化設備故障模式模型 附錄E(資料性)數字化車間設備狀態監測系統和可靠性管理案例 E.1概述 E.2機加工設備狀態監測和可靠性管理需求分析 E.3機加工設備狀態監測和可靠性管理系統設計與實現 附錄F(資料性)可靠性仿真試驗 參考文獻 圖1本文件與其他智能制造相關基礎標準的關系 圖2數字化車間可靠性工作流程圖 7圖3數字化車間工序可靠性模型 9圖A.1數字化車間體系結構圖 圖A.2數字化車間功能層次圖 圖A.3數字化車間功能原理示例圖 圖A.4數字化車間可靠性框圖 圖A.5數字化車間生產管理系統可靠性框圖 圖A.6數字化車間生產控制系統可靠性框圖 圖C.1數字化車間可靠性相關功能實現步驟 圖C.2典型數字化車間功能結構示意圖 圖C.3數字化車間可靠性相關功能需求圖 圖C.4數字化車間可靠性相關功能設計 圖E.1機加工設備狀態監測和可靠性管理模型框圖 圖E.2機加工設備狀態監測與可靠性管理系統設計 表1可靠性定性要求 3表2可靠性特征量 表3運行可靠性定性要求 5表D.1零部件可靠性屬性 表D.2中間件可靠性屬性 Ⅲ表D.3產品可靠性屬性 表D.4數字化設備可靠性屬性 表D.5數字化設備故障記錄屬性 表D.6數字化設備故障處理記錄屬性 表D.7數字化設備故障模式屬性模 V本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業聯合會提出。本文件由全國工業過程測量控制和自動化標準化技術委員會(SAC/TC124)歸口。本文件起草單位：機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、舍弗勒(中國)有限公司、廣東利元亨智能裝備股份有限公司、中國石油集團安全環保技術研究院有限公司、邁得醫療工業設備股份有限公司、浙江中控技術股份有限公司、國能智深控制技術有限公司、北京航空航天大學、中國科學院沈陽自動化VI開展數字化車間可靠性工作的目標是保證其持續生產出滿足要求的合格產品。如果數字化車間在設計及工程部署過程中沒有考慮有關可靠性問題，則可能導致數字化車間運行不可靠，生產出超過預期的不良品，造成資源浪費；或系統運行出現故障，增加維修成本，嚴重時還會導致生產中斷，帶來大量的經濟損失。因此，在數字化車間的設計、工程部署和運行過程中，明確提出數字化車間的可靠性要求，合理規定可靠性工作項目，并綜合運用可靠性設計、試驗和管理等技術，開展相關的可靠性工作，以保證數字化車間的可靠運行。數字化車間是智能制造的核心組成單元，提升數字化車間的整體運行可靠性，指導數字化車間的功能安全建設和信息安全建設，亟需相關標準進行規范和指導。因此根據國家智能制造標準體系建設指南要求，數字化車間可靠性通用要求、數字化車間功能安全要求和數字化車間信息安全要求等基礎共性標準都是智能制造標準體系框架中的一部分，如圖1所示。智能制造智能制造標準體系框架基礎共性標準數字化車間可靠性通用要求數字化車間信息安全要求數字化車問功能安全要求安全圖1本文件與其他智能制造相關基礎標準的關系1GB/T數字化車間可靠性通用要求1范圍本文件規定了數字化車間的可靠性通用要求，包括可靠性一般要求、可靠性工作項目要求、可靠性設計要求、可靠性管理要求和可靠性驗證要求等。本文件適用于新建或改造升級的數字化車間。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規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；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2422環境試驗試驗方法編寫導則術語和定義GB/T37393—2019數字化車間通用技術要求3術語和定義GB/T2422界定的以及下列術語和定義適用于本文件。軟件可靠性softwarereliability軟件在給定條件下、給定時間區間內完成要求功能的能力。設備綜合效率overallequipmenteffectiveness;OEE用來表現設備實際的生產能力相對于理論產能的比率。OEE=設備可用率(AF)×操作表現率(PF)×質量合格率(QF)失效率failurerate一個實體(單個元器件或系統)的可靠性參數[λ(t)],即λ(t)dt表示該實體在[0,t]之間未發生失效情況下，在[t,t+dt]內發生失效的概率。注2:失效率及其不確定度可用傳統的統計學由現場反饋數據估算，在使用壽命期間(即老化后至報廢前)一個簡單項的失效率幾乎等于常量，λ(t)=λ。注4:串聯項的失效率是每一個項失效率的和。[來源：GB/T20438.4—2017,3.6.16,有修改]2注1:規定條件包括數字化車間的環境條件、產品生產工藝要求、潛在接口、人的相互作用、使用和維護條件等。注2:規定生產任務包括產品類別及合格率要求、生產工藝流程要求等；為滿足產品合格率要求，數字化車間應具備生產過程可靠性的監控能力。數字化車間為滿足生產可靠性要求而提供的有關可靠性管理或控制的功能。4縮略語下列縮略語適用于本文件。AOI:自動光學檢測(AutomatedOpticalInspection)CAPP:計算機輔助工藝過程設計(ComputerAidedProcessPlanning)CS:總和檢驗碼(Checksum)DNC:計算機數字控制機床(ComputerNumericalControl)ERP:企業資源計劃(EnterpriseResourcePlanning)FMEA:失效模式與影響分析(FailureModeandEffectsAnalysis)FME(C)A:故障模式、影響和危害性分析(FailureMode,EffectsandCriticalityAnalysis)FTA:故障樹分析(FailureTreeAnalysis)HR:人力資源(HumanResource)ICT:信息與通信技術(informationandcommunicationstechnology)MES:制造執行系統(ManufacturingExecutionSystem)MQTT:消息隊列遙測傳輸(MessageQueuingTelemetryTransport)MTBF:平均故障間隔時間(MeanTimeBetweenFailure)MTTF:平均故障前時間(MeanTimeToFailure)MTTR:平均故障維修時間(MeanTimeToRepair)OPC/UA:OPC技術/統一架構(OLEforProcessControl/UnifiedArchitecture)PDM:產品數據管理(ProductDataManagement)PFH:危險失效平均頻率[h-1](averagefrequencyofadangerousfailureperhour)3PLC:可編程序控制器(ProgrammableLogicController)PLM:產品生命周期管理(ProductLifecycleManagement)SCADA:數據采集與監視控制系統(SupervisoryControlAndDataAcquisition)SMT:表面貼裝技術(SurfaceMountedTechnology)SOP:標準作業程序(StandardOperatingProcedure)SPI:串行外設接口(SerialPeripheralInterface)TCP/IP:傳輸控制協議/互聯協議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)THT:穿孔插裝技術(ThroughHoleTechnology)5一般要求5.1數字化車間可靠性要求數字化車間的可靠性是確保數字化車間能夠連續穩定運行的關鍵，本文件從定性、定量指標以及工作流程等角度規定了數字化車間可靠性的通用要求。5.1.2數字化車間設計可靠性要求數字化車間設計可靠性要求是指數字化車間設計和工程部署時需達到的可靠性要求，包括可靠性定性要求和可靠性定量要求。數字化車間在設計之初宜考慮其可靠性要求及實現方法，并在其建設過程中貫徹實施。數字化車間可靠性要求包括設計可靠性要求和運行可靠性要求。5.1.2.2數字化車間可靠性定性要求可靠性定性要求是為獲得可靠的數字化車間，對其設計、工程部署及其他方面提出的非量化要求，如簡化、冗余和系統恢復等。可選用的數字化車間可靠性定性要求如表1所示，也可根據數字化車間不同生產線或關鍵數字化設備提出特有的可靠性定性要求。表1可靠性定性要求序號名稱主要內容1余度設計通過使軟件、設備、零部件等運行在工作極限范圍內并有一定余度，或選擇質量等級較高的設備，或提高數字化車間產能設計余度等措施以提高數字化車間基本任務可靠性和安全性2環境防護設計選擇能抵消或影響環境作用(如溫度、振動、靜電、防塵等)的設計方案和設備，或提出能改變環境的方案，把環境應力控制在可接受范圍內，提高生產可靠性3信息保護與診斷技術驗等技術，使正在處理、傳輸或存儲的信息不被破壞和泄露，提高數字化車間信息可靠性4軟件可靠性設計通過貫徹軟件工程規范、采用軟件避錯和容錯技術、N版本編程法、模塊化法設計等手段，提高數字化車間軟件可靠性4表1可靠性定性要求(續)序號名稱主要內容5人因工程設計根據人因要素及作業習慣，通過合理的生產工藝布局和物流設計，以及防錯、避錯、糾錯、可觀測、可維修等工藝方法，使數字化車間便于操作和維修保養，提高運行可靠性6簡化設計通過減少數字化車間物流環節、規范信息流程、簡化管理要素等手段，以及提高工藝通用化、設備互換性等要求，提高數字化車間基本可靠性7確定關鍵子系統與設備根據子系統或設備的重要性和復雜性，確定關鍵子系統或設備的可靠性要求，并將有限資源用于提高關鍵子系統或設備的可靠性，以提高數字化車間的費效比8關鍵子系統或設備狀態監控及故障預測通過對數字化車間關鍵子系統或設備健康管理，實現故障監測、預警、報警等管理功能，并視情采取應急處理預案，提高數字化車間運行可靠性9系統重組與恢復技術在檢測、診斷出故障后，用后援備份模塊替換失效模塊，或者切除失效模塊，改變拓撲結間運行可靠性冗余技術用多于一種的途徑來完成規定的功能，以提高數字化車間的任務可靠性和安全性，如硬件冗余、軟件冗余、信息冗余、時間冗余等，提高數字化車間運行可靠性制定和實施外購軟件或設備可靠性管理大綱對關鍵外購、外協軟件或設備進行可靠性控制與管理，降低保障費用，提高數字化車間設計可靠性制定和貫徹可靠性設計準則將可靠性要求及使用中的約束條件轉換為設計邊界，給設計人員規定專門的技術要求和設計原則，以提高數字化車間設計可靠性設備系統軟件和資料管控對設備控制器軟件和操作系統等進行在線備份，對設備資料如圖紙等進行電子化存儲和查閱。以便在設備故障時能快速準確的獲取系統備份數據和設備資料，快速解決設備故障5.1.2.3數字化車間可靠性定量要求可靠性定量要求是數字化車間應具備的可靠性水平。可選用的可靠性指標如表2所示。表2可靠性特征量系統層次可靠性定量要求指標系統子系統MTTF、平均致命故障間隔時間、誤操作率、平均維修間隔時間、平均修復時間、平均不能工作時間、維修度、平均連續無故障時間、可用度設備MTBF、可靠度、MTTR或A、MTTF、任務準備時間、任務可靠度、平均致命故障間隔時間、誤操作率、平均維修間隔時間、平均修復時間、平均不能工作時間、維修度、設備使用率、平均替換間隔時間、設備綜合效率、μ軟件失效密度、失效解決率、故障密度、潛在故障率、故障排除率、測試覆蓋率、測試通過率、平均失效間隔時間、有效服務時間差、累計有效服務時間、避免宕機率、避免失效率、抵御誤操作率、平均宕機時間、平均恢復時間、易修復性、修復有效率部件MTBF、可靠度、MTTR或A元件λ注：MTBF:平均故障間隔時間；A:可用度；λ:故障率；MTTF:平均故障前時間；MTTR:平均故障維修時間；μ:維修率。5數字化車間可靠性定量要求應符合如下內容。a)對新建數字化車間應分析各生產要素(人機料法環測)對可靠性的影響，如工藝流程、設備精度、人員技術水平、物料使用要求等；對于數字化車間的升級改造，考慮先對現有系統進行可靠性評估。b)在選擇可靠性參數時，應分析數字化車間及生產任務特點、復雜程度及參數是否能且便于度量等因素。c)在滿足數字化車間運行任務成功性和加工精度要求的前提下，選擇的可靠性參數數量應最少且參數之間相互協調。d)在確定可靠性要求時，應同時明確故障判據和驗證方法。e)在確定數字化車間可靠性要求時，可單獨提出各子系統或關鍵設備的可靠性要求，包括設備綜合效率等(數字化車間軟件系統可靠性要求及驗證方法可參考GB/T29832.1、GB/T29832.2);沒有明確規定子系統或設備可靠性要求時，可通過可靠性分配的方法確定。5.1.2.4數字化車間可靠性要求的驗證在確定數字化車間可靠性要求時，應同時明確其驗證方法和驗收準則。在確定驗證方法時應注意以下問題：a)數字化車間可靠性驗收，應模擬數字化車間實際運行環境進行，允許利用現有的可靠性數據(特別是試驗結果)通過建模與仿真或其他綜合分析方法，評估數字化車間的可靠性水平是否符合規定要求；b)對關鍵子系統或設備，具備試驗條件時，可實施可靠性鑒定和驗收試驗；c)可靠性鑒定和驗收試驗應以統計方法為基礎，選擇適合的統計試驗方案和環境條件，環境條件應與數字化車間要求的環境條件一致。5.1.3數字化車間運行可靠性要求數字化車間投產運行時應根據其運行環境、操作人員、維護條件及人員水平等綜合因素，提出其運維可靠性要求。數字化車間運行可靠性定性要求如人員的培訓、系統故障應急處理及備品備件儲備要求等，如表3表3運行可靠性定性要求序號名稱主要內容1操作要求數字化車間各操作工位段的設計及操作要求及作業指導書2人員技能要求數字化車間工種設計及操作技能培訓要求、培訓材料、考核要求等3維護要求數字化車間的設計圖紙、設計說明書、工藝說明書；關鍵制造設備的維護要求、維護手冊、備件準備要求等4應急處理說明數字化車間運行故障分類、故障模式及糾正措施說明5環境要求數字化車間運行環境要求6可靠性信息要求數字化車間有關制造裝備、產品的故障信息的收集、分析和處理要求數字化車間運行可靠性定量要求可根據數字化車間可靠性設計定量要求確定，其可靠性特征量的選擇可參考表2。數字化車間投入運行后，需有計劃地安排并組織可靠性信息收集分析、運行可靠性評估與改進等工作，確認及優化數字化車間的可靠性水平。65.2數字化車間可靠性信息要求數字化車間可靠性信息包括數字化車間在論證、設計、工程部署和運行期間開展的各項可靠性工作中所產生的有關系統及設備可靠性的各種數據，可以是數字、圖表、符號、文字和曲線等。數字化車間可靠性信息要求主要包括：a)數字化車間的可靠性信息應作為數字化車間信息管理的重要內容；b)應明確數字化車間在設計、工程部署、調試和運行過程中對可靠性信息的要求，并將可靠性信息的收集、記錄、分析、處理和反饋等納入數字化車間信息管理系統；c)有關數字化車間的可靠性信息應建立有關信息模型，信息模型的建立可參考GB/T20720.2。6數字化車間可靠性工作項目要求6.1基本要求數字化車間的結構模型應以GB/T37393—2019中第5章作為基礎。明確數字化車間可靠性要求后，應根據其可靠性要求及驗證要求，選擇并確定其可靠性工作項目，細化可靠性工作流程，明確數字化車間在實現過程中的可靠性工作目標及考核方法。應按照數字化車間實際需求選擇可靠性工作項目，用可接受的生命周期費用實現規定的可靠性要求。6.2可靠性工作項目6.2.1可靠性工作項目范圍a)可靠性管理：制定可靠性工作計劃；對承建方與外協/外購方的監督與控制；可靠性評審；故障審查及組織等。可靠性管理工作項目的選擇參考第7章。分析；耐久性分析；采購件及設備的選擇與控制；確定可靠性關鍵分系統及設備；潛在回路分析；系統維修保障性分析；信息一致性分析；冗余設計分析；軟件容錯設計等。可靠性設計工作項目的選擇參考第8章。c)可靠性驗證：可靠性鑒定驗收試驗；仿真分析；可靠性驗證與評價等。可靠性驗證工作項目的選擇參考第9章。6.2.2可靠性工作項目的選擇數字化車間可靠性工作項目的選擇取決于其可靠性要求、采用的技術及具體工程部署，考慮的主要因素有：a)數字化車間可靠性定性、定量要求；b)制造產品的復雜度和質量要求；c)數字化車間的新技術含量；d)數字化車間工程部署技術復雜程度和可靠性水平；e)費用、進度及所處的階段等。6.2.3可靠性工作項目的確定要求應優先選擇經濟有效的可靠性工作項目，確定可靠性工作項目的因素包括：人員要求、可靠性策略、維護策略、數字化車間工程部署過程管理與控制策略和數字化車間運行可靠性管理策略等。a)人員要求，如：管理人員主導成立項目推進小組；創建數字化車間可靠性管理計劃，并設定各控7員之間的溝通等。b)可靠性策略，如：數字化車間可靠性模型及分配研究；數字化車間可靠性維護規劃與定期檢修設計等。c)維護策略，如：對設計缺陷采用重新設計；對不滿足可靠性要求的設備重新選型等。d)數字化車間工程部署過程管理與控制策略，如：采購滿足可靠性要求的設備及子系統；核心關鍵設備應具備精確技能，能遵從、平衡和緊跟；對設備精準操作應有標準操作規程；對設備的維護要有準確的措施等。e)數字化車間運行可靠性管理策略，如：對制造系統能夠進行失效原因分析；跟蹤關鍵性能指標(KPI);精煉策略等檢測與改進。6.2.4可靠性工作與其他相關工作的協調可靠性工作應與其他相關工作相協調，主要包括：a)可靠性工作應與安全性等相關工作相協調，結合開展以減少重復；b)從可靠性工作獲得的信息應能夠滿足有關安全性等工作的輸入要求，在設計過程中，應明確這些接口關系，例如，與安全性規定的各項工作的關系。6.2.5可靠性工作項目的評審需對選擇的可靠性工作項目進行評審，并確保其實施能使得數字化車間的可靠性要求實現。6.3數字化車間工作流程確定可靠性工作項目后，應按照有關工作流程開展可靠性工作。數字化車間可靠性工作流程可參考圖2。可靠性工作流程可靠性工作流程可靠性要求及分析可靠性要求評ji可袋性：作項月確定可靠性工作項日和日標可靠竹設計與再設計可靠性設計評審系統集成及n靠性設備、分系統等的可靠性驗證與評價系統運行初期可靠性跟蹤與評價訂靠性驗收可靠性設計(第8章)可靠性管理(第7章)可靠性驗江(第9章)圖2數字化車間可靠性工作流程圖87數字化車間可靠性管理要求7.1基本要求應針對數字化車間可靠性要求的實現過程進行可靠性管理規劃，并開展可靠性管理工作，以保證數字化車間在設計、工程部署和運行各階段的工作效果能滿足其可靠性要求。可靠性管理工作的重點是影響數字化車間可靠性水平的關鍵子系統和設備，以及影響產品生產可靠性的關鍵工藝流程及設備。數字化車間的可靠性管理技術有制定可靠性工作計劃、對承建方與外協/外購方的監督和控制、可7.2制定可靠性工作計劃制定可靠性工作計劃的目的是為了有計劃地組織、協調、實施和檢查數字化車間的可靠性工作，以實現規定的可靠性要求。可靠性工作計劃的內容可包括：——數字化車間合同計劃開展的可靠性工作項目，包括承建方自行安排的可靠性工作項目；——可靠性工作的管理機構、組織職能和權限；——可靠性工作相互協調和共用與傳遞信息的說明；——數字化車間可靠性工作的進度安排；——相應的保證條件與資源等。7.3對承建方與外協/外購方的監督和控制對承建方與外協/外購方的監督和控制的目的是通過各種工作途徑和工作方式，對承建方與外協/外購方的可靠性工作進行及時、有效的監督和控制，確保數字化車間的設計、設備采購、工程部署均能滿足可靠性要求。監督與控制的主要內容是可靠性相關工作的實施及效果，內容可包括：——可靠性定量與定性要求及驗證方法；——可靠性工作項目的要求；——可靠性工作實施效果；——對外協/外購設備與軟件的管理和控制；——參加承建方設計評審、工程部署效果評審的規定等。7.4可靠性評審可靠性評審的目的是通過評審及早發現數字化車間設計和工程部署中存在的問題并采取有效措施，以確保可靠性工作按預定的技術與管理要求進行，并能夠達到規定的可靠性要求。數字化車間可靠性評審分可靠性工作項目評審、可靠性工作計劃評審、設計評審、外協/外購設備與軟件的可靠性評審、工程部署可靠性評審、運行初期可靠性評審等。各評審工作的設計和實施，可參考有關標準進行。7.5故障管理故障管理的目的是通過建立有關故障處理機制，防止故障重復出現，從而保證數字化車間可靠性。故障管理包括建立故障管理組織，故障的收集、分析、糾正方法和流程，并納入數字化車間的信息管理。9GB/T41392—20228數字化車間可靠性設計要求8.1基本要求應根據經濟和技術水平等條件，針對數字化車間可靠性要求的實現，在其方案設計、工程部署和投入運行等過程中，選擇相應的可靠性設計技術，開展可靠性設計工作。數字化車間可靠性設計時，需考慮數字化生產信息透明化、不良品的控制和統計分析、工藝路線的自動控制和生產設備的實時狀態監控等功能。數字化車間可靠性設計技術包括：可靠性相關功能設計、制定并實施可靠性設計準則、可靠性建模、可靠性預計、可靠性分配、FME(C)A分析、FTA分析等。數字化車間可靠性建模可參考附錄A,制定可靠性設計準則可參考附錄B。8.2可靠性相關功能設計可靠性相關功能設計主要包括生產工序數字化可靠性設計、工藝流程數字化可靠性設計和關鍵數字化設備健康管理設計等。生產工序數字化可靠性設計應分析人、機、料、法、環、測等因素對生產工序質量的影響，并建立數字化模型。數字化車間工序可靠性參考模型如圖3所示。技能及培訓技能及培訓操作規程情緒管理等可靠運行維護保養運行保障性等采購存儲加工等工藝過程監管工藝及流程效果分析等環境及控制等檢測方法等人機料法壞測生產工序可靠性模型圖3數字化車間工序可靠性模型工藝流程數字化可靠性設計應分析前后工序之間銜接、測試標準、檢驗條件以及時間頻率等因素影響、前后工序質量控制要點等，并建立相關數字化控制流程。關鍵生產數字化設備健康管理應包括設備的故障模式、故障原因及故障影響等，并對關鍵影響參數進行實時監測，必要時可通過設計預警或緊急停車等功能，避免因設備故障造成生產不良后果。可靠性相關功能設計應結合數字化車間生產管理系統的功能設計進行，其設計過程包括需求分析、功能設計和功能符合性測試等，可參考附錄C。產品及其相關原材料與中間件、數字化設備等可靠性相關模型設計應綜合其數字化模型考慮，其可靠性相關模型設計可參考附錄D;其數字化模型的屬性與描述可參考GB/T20720.2。可靠性相關功能數據流模型設計可參考GB/T20720.1。8.3可靠性設計方法選擇數字化車間可靠性設計方法選擇基本要求：——在需求分析時，應根據生產工藝要求和可靠性管理要求，提出數字化車間可靠性相關功能設計——在方案論證時，應結合現有技術及數據，綜合利用可靠性框圖分析、可靠性建模、可靠性預計、可靠性分配等技術，以論證數字化車間可靠性要求是否可實現；——在設計之初，需制定數字化車間可靠性設計準則，以指導其可靠性設計，如：生產環境要求、信息存儲要求、軟件及關鍵設備選型要求、系統重組與恢復要求等；——在設計過程中，需根據數字化車間可靠性相關功能設計要求開展可靠性相關功能設計；應貫徹實施數字化車間可靠性設計準則，并綜合利用可靠性建模、可靠性分配、可靠性預計等技術，以分析數字化車間的設計是否滿足可靠性要求；對關鍵子系統和設備可選擇FME(C)A分析、FTA等技術開展可靠性設計分析。注1:若某些軟件或設備因制造條件所限，無法確認其滿足數字化車間可靠性要求時，采用第三方對軟件或設備開展可靠性評價工作，以確保其滿足可靠性設計準則要求。注2:若數字化車間的設計無法滿足可靠性要求時，修改數字化車間的可靠性要求，或通過如加強運行維護等措施來彌補。注3:對數字化車間的改進，考慮數字化車間的薄弱環節，如關鍵子系統、關鍵設備等。8.4典型數字化車間各功能層次的可靠性設計要求8.4.1典型數字化車間的功能層次典型數字化車間的功能層次劃分可參考A.1,應對數字化車間MES(制造執行系統)系統、控制系統和關鍵設備狀態監測系統的可靠性設計提出相應的分析要求和關聯量指標。8.4.2數字化車間MES(制造執行系統)系統可靠性分析要求和關聯量指標數字化車間MES(制造執行系統)系統可分別對車間層級和產線層級進行生產管理、設備管理、過程控制、數據追溯、數據分析和生產可視化管理，應實時監控基于OEE的車間及產線生產指標和基于OEE的設備性能指標。設備管理應采集設備工作狀態數據、產出數據、故障信息數據等進行準確的OEE計算。工藝管理應統一管理機器參數，核心產線工藝流程。數據追溯應實現產品質量數據追溯、產品生產過程數據追溯、生產工藝參數追溯、產品來料的精確和批次追溯等。數據分析和可視化管理應實現從設備、產線到車間級的數據分析和可視化。OEE分析應單獨分析設備可用率(AF),操作表現率(PF)和質量合格率(QF)。以上數據應從設備控制器中獲取，以保證數據的準確性和可靠性。8.4.3數字化車間控制系統可靠性分析要求和關聯考量指標數字化車間控制系統可靠性分析要求如下所示。a)控制系統的故障率要求，應依據數字化車間生產線的可靠性要求通過可靠性分配的方法確定選用的控制系統故障率要求。控制系統按實際配置的故障率應滿足分配的故障率要求。b)控制系統環境適應性要求，控制系統應申明電磁兼容特性、防腐蝕特性、儲運及運行溫度范圍、抗振動特性滿足數字化工廠的實際環境。c)控制系統狀態監測，控制系統應提供故障診斷，發生軟硬件故障時能通過指示燈或軟件實時報警。應具備故障記錄和歷史查詢能力。d)控制系統故障裕度要求，對連續生產要求高的場合應采用控制系統的冗余。高要求的控制系統的電源、通信總線、控制器、通信接口模塊、I/O模塊應支持冗余。一旦工作模塊發生故障，應能自動切換到備用模塊工作。需連續運行的控制系統的所有模塊應支持在線插拔、更換。e)控制系統備件管理要求，管理控制系統的備品備件以達到設計的MTTR時間要求。f)控制系統應提供設備狀態(自動、故障、等待等)、設備產出、故障信息等數據，并可根據通過接口供其他系統采集。8.4.4數字化車間關鍵設備狀態監測系統可靠性分析要求和關聯考量指標數字化車間設備狀態監測系統和可靠性管理案例參考附錄E,數字化車間的關鍵設備狀態監測系統的可靠性分析要求包括：a)完整性要求，應涵蓋設備運行狀態和故障狀態的關鍵數據，系統的數據采樣周期、采樣長度，應滿足設備狀態分析的需求；饋和決策等各階段的時延應與設備生產工藝流程的時間響應需求一致；c)準確性要求，應能保證準確反映關鍵設備的狀態信息，可通過數據自動化收集、數據清洗、規整、據的采集、分析等過程及軟硬件接口的設置應不干擾控制系統，不對設備正常的運行產生影響；e)環境適應性要求，關鍵設備狀態監測系統的硬件設計應滿足生產場合電磁兼容性、防腐蝕特性、抗振特性和運行及存儲的溫濕度等環境適應性要求；f)系統故障率要求，關鍵設備狀態監測系統的故障率應滿足數字化車間總體故障率的要求，系統故障率應低于監測對象故障率，設備本身的故障應能提供指示燈、遠程實時報警等，并提供故障記錄和歷史查詢。應通過模塊化設計、冗余設計、分布式布置等方式，提升系統故障裕度，降低系統故障率。9數字化車間可靠性驗證要求9.1基本要求數字化車間在設計、工程部署過程中，應結合其可靠性要求及驗證要求，開展相應可靠性驗證工作，以驗證數字化車間是否滿足可靠性要求。可用于數字化車間的可靠性驗證技術有軟件可靠性測試、設備鑒定驗收試驗、現場運行試驗、系統仿真分析等。試驗的開展可參考相關標準。9.2可靠性驗證對數字化車間開展有關可靠性驗證時，宜滿足如下要求：a)數字化車間可靠性驗證的目的是驗證數字化車間及其關鍵系統和設備是否滿足可靠性要求；b)數字化車間的可靠性驗證首先考慮模擬現場運行；c)條件不具備時，數字化車間可靠性驗證可利用相似系統現場運行數據并結合仿真試驗進行，也可只針對關鍵子系統或設備開展可靠性試驗，可靠性仿真試驗的實施可參考附錄F;d)數字化車間關鍵設備的可靠性試驗可參考相關設備可靠性試驗標準進行，環境試驗可參考GB/T2422中的定義；e)嵌入式軟件的可靠性測試可參考GB/T28171進行；f)數字化車間生產管理軟件的可靠性測試可參考GB/T29832.3進行。10數字化車間運行可靠性要求數字化車間投入使用后，應開展運行可靠性跟蹤和評估相關工作，包括可靠性信息收集、運行可靠性評估和可靠性改進等，確保數字化車間的運行滿足可靠性要求。10.2可靠性跟蹤與評價數字化車間運行可靠性跟蹤和評估如下：a)數字化車間運行中，應重點開展各子系統或設備的可靠性信息收集工作，并將此類信息作為可靠性評估的主要分析依據；b)對于運行中出現的故障，應首先對照分析數字化車間設計時的FME(C)A或FTA是否已經c)對于新出現的故障應重點分析其故障模式及原因，分析采用的方法有FME(C)A、FTA等，并將分析結果補充到數字化車間設計時的FME(C)A分析中，以作為數字化車間可靠性改進依據；d)數字化車間運行可靠性評價應充分利用現有條件，可采用可靠性設計分析技術，利用子系統及設備的試驗和/或現場運行數據進行，也可利用相似系統的現場運行數據進行。層GB/T41392—2022層(資料性)數字化車間可靠性模型示例A.1數字化車間功能結構結合GB/T37393—2019,數字化車間體系結構如圖A.1所示。企業級制造資源企業級制造資源資源層產品生命周期管理功能模塊車間計劃與調度質量控制和迫溯基礎設施數字化制造設備工藝執行管理車間設備管理系統集成數字化輔助設備企業資源計劃生產物流管理信息基礎設施執行層基礎層結合GB/T20720.3—2010中圖2的功能劃分，數字化車間功能層次圖如圖A.2所示。數字化車問功能模塊質量控制和追溯質量控制和追溯控制，生產過程優化控制時數字化輔助設備生產線n控制2——監測，生產過程的監督控制和自動控制，時限；小時、分鐘、秒、毫秒數字化輔助設備數字化制造設備信息基礎設施車間計劃與調度生產物流管理數字化制造設備數字化輔助設備工藝執行管理車問設備管理生產線1控制生產控制第2層第3層第層第(1圖A.2數字化車間功能層次圖由數字化車間功能層次圖分析數字化車間功能原理，數字化車間功能原理示例圖如圖A.3所示。GB/T41392—2022數字化車問生產管理數字化車問生產管理系統工藝執行質量控制和迫溯數字化車間生產控制系統生產線n控制系統數字化制造設備數字化輔助設備生產線1控制系統數字化輔助設備生產物流車間計劃與調度車間設備管理數字化輔助設備信息基碰圖A.3數字化車間功能原理示例圖A.2數字化車間可靠性框圖根據數字化車間功能原理示例圖，自上而下建立數字化車間可靠性模型。數字化車間可靠性模型可分為：數字化車間生產管理系統和數字化車間生產控制系統，如圖A.4所示。數字化車間生產控制系統數字化車間生產控制系統產管理系統圖A.4數字化車間可靠性框圖根據工程軟件的部署方式，數字化車間生產管理系統可分為：數字化車間生產管理軟件系統、硬件系統和通信系統，硬件系統又可分為數據服務器、應用服務器、操作終端等，通信系統可分為路由設備、網絡和通信協議等，如圖A.5所示。數字化車間生產管理硬件系統數字化車間生產數字化車間生產管理硬件系統數字化車間生產管理通信系統管理軟件系統a)數字化車間生產管理系統可靠性框圖應用服務器數據服務器應用服務器數據服務器操作終端**+1**b)數字化車間生產管理硬件系統可靠性框圖信源信源輸入變換發送信道接收輸出變換信宿c)數字化車間生產管理通信系統可靠性框圖圖A.5數字化車間生產管理系統可靠性框圖數字化車間生產管理系統根據功能也可分為車間計劃與調度系統、工藝執行系統、生產物流系統、質量控制和追溯系統、車間設備管理系統，各系統再分為軟件系統、硬件系統和通信系統，如此下去，直到數字化車間設計的最小單元，例如，需外購的電腦或者路由設備等。同理，根據數字化車間的生產線分布，數字化車間生產控制系統可分數字化車間中控系統、數字化車間生產線控制系統和通信系統等。其可靠性框圖的建立過程如圖A.6所示。數字化車間中控系統生產線n數字化車間中控系統生產線n控制系統通信系統a)數字化車間生產控制系統可靠性框圖中控系統通信系統配電系統…中控系統通信系統配電系統…b)生產線n控制系統可靠性框圖接山設備控制器嵌入式接山設備控制器軟件系統c)生產線n中控系統可靠性框圖圖A.6數字化車間生產控制系統可靠性框圖A.3數字化車間可靠性模型根據數字化車間的可靠性框圖，建立數字化車間的基本可靠性模型，見式(A.1)。Rs——數字化車間可靠度；R?——數字化車間生產管理控制系統可靠度；R?——數字化車間生產控制系統可靠度。(資料性)數字化車間可靠性設計準則編制B.1編制可靠性設計準則的步驟編制數字化車間可靠性設計準則的步驟如下。a)由可靠性工作管理部門負責，會同相關技術人員，成立可靠性設計準則編制工作組。b)工作組收集并分析有關標準、規范、指南、手冊等，歸納、整理形成可靠性設計準則初稿。c)可靠性工作管理部門組織設計相關人員等，對可靠性設計準則初稿進行討論。工作組據討論意見進行修訂，形成數字化車間可靠性設計準則修訂稿。d)修訂稿再次征求意見經修改后定稿，報數字化車間項目管理部門審核、認可，經批準后實施。B.2某生產線可靠性設計準則(例)為保證生產線可靠性，在開發過程中遵守下列開發準則。a)控制程序開發的復雜程度。1)避免程序過長：系統采用模塊化設計，每個模塊的每個功能又采用獨力開發設計的方式，以電子檔案動態鏈接文件的方式進行開發。使得每個功能的開發設計能夠簡單化，避免太過龐大的程序使問題難以查找，最后再透過MES的系統平臺，集成為一整套完整的MES系統。這樣的開發設計包括了所有客戶端的操作功能。客戶端的操作功能包括了●生產管理系統：生產任務單管理、重工作業管理；●編碼規則管理：包括產品序列號、外箱、棧板號等編碼規則設定與標簽打印方式設定；●現場資料收集：生產線產品序列號流程與組裝部品防錯、不良品維修分析記錄；●SMT防錯系統：對SMT車間生產及生產設備進行管控；●警示預警系統：偵測警示條件是否成立，并發布警示告警動作；●電子化SOP:實時顯示生產任務單在該工站的SOP;●查詢報表：查詢生產數據如工作中心在制品區(WIP)查詢、不良品查詢、生產履歷、流程卡查詢等；●電子看版：實時統計當前作業與生產數據，目視化管理。2)每個功能的每個執行動作以結構化與事件驅動的方式進行設計，讓程序的執行過程能限制在特定的程序范圍內，讓不同的執行動作獨立運行不會相互影響。b)用戶輸入的數據簡單化。盡量避免人為輸入，提高數據的準確性與可用性，包括：1)跨系統整合：轉入基本數據并回傳作業結果數據到ERP上，減少二次輸入動作。整合內●導入HR人員賬號數據，以記錄影響生產質量要素中的人員基礎數據來源；2)條形碼化輸入，簡化輸入動作。包括車間所有數據采集點，皆采用條形碼化方式進行讀取與記錄。終檢、不良品維修記錄；不良品；●整合外購的檢測設備，無須再次輸入檢測數據。整合的設備包括：——SMT段的SPI設備，自動讀取SPI測試報告電子文件；——THT段的AOI設備，自動讀取AOI測試報告電子文件；——THT段的ICT設備，自動讀取ICT測試報告電子文件；●人員靜電測試，自動讀取靜電測試記錄的測試報告電子文件；●整合外購設備，無須再次輸入檢測數據。整合的設備包括：——SMT回流焊爐爐溫透過TCP/IP自動采集；——THT波峰焊爐爐溫透過TCP/IP自動采集；——涂覆高溫固化爐爐溫透過TCP/IP自動采集。3)自制環境監控設備，無須抄寫數據。4)自動讀取識別，自動判定。SMT/涂覆進板自動讀取：系統自動判斷是否符合生產線的生爐爐溫等生產條件滿足，即進行送板生產。c)系統每個模塊的每個功能，所進行的可靠性設計原則如下。1)避錯原則：●輸入數據條形碼化，減少人為輸入錯誤；2)查錯原則：●程序異常控制，包括內存讀取錯誤、未初始化錯誤等，在客戶端顯示錯誤信息應立即中斷程序，不準許繼續執行；●超時異常控制，包括網絡通信異常、控制3min未響等應立即中斷程序；●檢查客戶端計算機所運行的系統功能對數據庫的數據存取；●檢查產線數據采集器對數據庫的數據存取；●網絡通信封包異常檢測，宜用CheckSum檢查封包是否異常，異常應重新發送。應檢測的設備包括：客戶端計算機、SMT上料使用的無線PDA、產線使用的數據采集器等。3)容錯原則：宜采用雙向通信設計，15s無反饋應中斷聯機，每隔10s應重新嘗試聯線。涉及設備包括：產線使用的數據采集器、SMT/涂覆控制進板的I/O控制器、SMT回流焊爐爐溫采集設備、THT波峰焊爐爐溫采集設備、涂覆高溫固化爐爐溫采集設備。(資料性)數字化車間可靠性相關功能設計C.1可靠性相關功能實現數字化車間的可靠性相關功能的實現步驟如圖C.1所示。數字化車間的可靠性相關數字化車間的可靠性相關功能需求分析數字化車間的可靠性相關信息及信息流需求分析數字化車間的產品制造工藝流程需求分析設計可靠性相關功能及流程可靠性相關功能的測試和評價圖C.1數字化車間可靠性相關功能實現步驟對以上步驟的解釋如下。a)數字化車間的可靠性相關功能需求分析。結合產品KPI要求及生產工藝設計要求(如：產品質量合格率、產品制造質量影響因素、生產活動的容錯/防錯機制等),分析數字化車間可靠性相關功能要求(如對原材料可靠性檢驗、部件及產品可靠性的過程控制等)。b)數字化車間的可靠性相關信息及信息流需求分析。如：元器件、原材料可靠性信息、零部件及產品可靠性信息、關鍵設備可靠性及工序能力分析信息等。c)數字化車間的產品制造工藝流程需求分析。如：工藝方案、工藝布局、工藝流程及工裝設備需求，應覆蓋從來料檢驗到成品入庫各環節的不同可靠性要求的產品生產工藝流程。d)數字化車間的可靠性相關功能模塊及流程設計。如：原材料可靠性管理功能及流程、產品各部件可靠性驗證及流程管理、可靠性數據管理流程等。e)數字化車間的可靠性相關功能測試和評價。通過數字化車間單元測試和集成測試等，驗證及評價可靠性相關功能是否滿足生產工藝要求。C.2可靠性相關功能設計C.2.1典型數字化車間根據GB/T37393—2019的定義，典型數字化車間的功能包括：生產運行管理、物流運行管理、質量運行管理、維護運行管理，以及數字化制造和輔助設備，各功能范疇分別包含一個或多個功能模塊或基礎設施。數字化車間功能結構及其信息接口關系如圖C.2所示。推業執行文誅計劃與調度信息運維計劃一推業執行文誅計劃與調度信息運維計劃一收發料信息村 巧_—數字化工之作息一—質量要求及反饋結只反饋個問訂單下甲只下甲車間計劃與調度執行反饋執行反饋工藝執行管理檢指令次母控剖檢指令結具反使質量運行管理質量控制和追溯一物料需求一采購、庫存等信息生產物流管耳維護運行管理午間設備管理檢驗數據沒備運行參數數了4.間基礎設備數寧化例造設備數字化輔助設備圖C.2典型數字化車間功能結構示意圖C.2.2典型數字化車間的可靠性相關功能需求分析數字化車間的可靠性相關功能需求分析可結合其生產運行管理、物流運行管理和質量運行管理、維護運行管理等系統需求分析進行。a)生產運行管理系統的可靠性相關功能需求分析。——生產過程有關零部件及成品可靠性信息管理。應對生產過程中零部件及成品進行單件編號，采集、分析和管理相關可靠性信息，特別是故障——物料、半成品、成品等可靠性篩選管理。應對物料、半成品和成品篩選試驗的管理，實現對篩選效果與試驗方案閉環管理。——生產環境控制。應對影響生產質量的溫度、濕度、靜電等應力因素進行監控，并綜合質量檢測，實現產品生產最佳應力條件分析。b)物流運行管理系統的可靠性相關功能需求分析。——物料、半成品、成品的可靠性驗收、可靠性存儲管理。針對物料出庫、半成品及成品入庫應有相關可靠性檢驗要求，對存放倉庫需有環境應力要求及其監控等。——備品備件的可靠性管理、可靠性儲存管理。針對備品備件入庫和出庫應有相關可靠性檢驗要求，對存放倉庫需有環境要求及其監控等。c)質量運行管理系統的可靠性相關功能需求分析。——物料可靠性追溯管理。應對采購、生產、使用過程中有關物料的可靠性追溯進行管理。——半成品、成品可靠性追溯管理。生產、使用過程中，應對有關半成品及成品的可靠性檢測及故障追溯進行管理。d)維護管理系統的可靠性相關功能需求分析。——設備主動維修\檢修管理。根據關鍵設備的可靠性水平、故障模式及原因、關鍵參數預測模型等信息，建立設備的主動維修或檢修機制。e)設備運行管理的可靠性相關功能需求分析。——關鍵設備故障預測及健康管理。根據設備維護管理可靠性有關信息，對設備的故障預測模型進行修正完善。——關鍵設備FMEA/FTA動態維護管理。建立設備FMEA/FTA信息庫，并根據設備維護管理可靠性有關信息，補充完善設備FMEA/FTA信息庫。典型數字化車間可靠性相關功能需求如圖C.3所示。物料、半成品、成品的可靠性驗收、可靠性存儲管理備品備件的可靠性管理、n?靠性儲存管理設備主動維修/設備被動維護管理設備故障報告/分析/糾正措施系統二二.關健設備故障預測及健康管理關鍵設備FMEA/FTA動態維護管理物料可靠性半成品、成品追溯管理可靠性追溯管理針對物料、半成品、成品等可靠性篩選管理生產過程有關零部件及成品可靠性信息管理監測與控制C.2.3.1生產運行管理的可靠性相關信息需求生產運行管理的可靠性相關信息需求包括：a)車間計劃與調度可靠性相關信息要求：輸入：生產訂單信息需包括產品可靠性有關信息，否則按照默認的制造可靠性水平執行生產；輸出：●生產運行結果反饋需包括制造產品可靠性有關信息；●物料需求需包括對物料可靠性的有關要求，否則按照物料默認可靠性要求配置。b)工藝執行管理可靠性相關信息要求：輸入：●數字化工藝信息需包括產品可靠性相關信息；●質量控制結果反饋信息需包括產品及物料可靠性信息；●作業執行反饋需包括的產品可靠性信息；輸出：●執行反饋需包括產品可靠性信息；●檢驗指令需包括可靠性有關檢驗指令。C.2.3.2質量運行管理可靠性相關信息要求工序質量控制和追溯要求：輸入：●質量要求反饋需包括物料/半成品/成品可靠性有關信息；●檢驗指令需包括物料/半成品/成品可靠性檢驗要求；●檢驗數據需包括物料/半成品/成品可靠性要求；輸出：●制造過程質量信息需包括物料/半成品/成品可靠性有關信息；●質量控制結果反饋需包括物料/半成品/成品可靠性結果；●檢驗參數需包括物料/半成品/成品可靠性檢驗結果。C.2.3.3設備運行管理可靠性相關信息要求車間設備管理要求：輸入：●建立資產、單元的功能列表；對資產的重要性排序；資產風險和失效模式分析，形成可靠性●關鍵設備的故障模式及糾正措施；輸出：●設備的故障預警信息；C.2.3.4物流運行管理可靠性相關信息要求生產物流管理要求：輸入：●配送需求包括可靠性需求；●收發料可靠性異常反饋；輸出：●配送反饋包括可靠性需求；●收發料信息包括可靠性信息。C.2.4典型數字化車間可靠性相關功能設計數字化車間可靠性相關功能的模塊及流程設計，應結合數字化車間生產運行管理、物流運行管理、質量運行管理、維護運行管理等系統的設計綜合考慮，可作為各子系統的管理內容。典型的設計如企業制造資源管理企業制造資源管理車間生產計劃/生產運行車間訂單結果反饋采購、庫存等信息物料消耗_工—-備件庫存頂警信總質量運行管理物料平成/成I品質員信息采供1|質量分析及運測1PFMA動態維護管半成肅/成品可靠理性增長管班設備非正常運行預警信總產品質量相關制造設備檢驗數據輔功沒備運行狀態jl.管理|物料庫合理備件庫管班關鍵沒備FMEA/FTA動態維護管理剖造設備運行狀態管理反備維修/檢修音理維修沒備及人員管理質量控制結果反饋物流運行管理維護管理基礎設備運行狀態i半成m庫合理檢驗指令成品喜管理1生jl.——-:圖C.4數字化車間可靠性相關功能設計(資料性)數字化車間對象可靠性屬性模型表D.1給出了數字化車間零部件(含元部件、材料等)可靠性屬性模型。屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是一個零部件的唯一標識WG129875264可靠性特征量用于表示零部件可靠性特征量λ、次數、MTBF出廠可靠性水平用于表示零部件可靠性水平0.3FIT、10萬次、20萬h運行環境條件用于描述零部件環境使用參數溫度范圍、濕度范圍可靠性模型用于記錄零部件某特性量與激活能和所施加應力的關系零部件加速模型出廠可靠性篩選試驗條件用于描述零部件在采購出廠時，供應商所執行的可靠性篩選試驗條件溫度應力，70℃,時長80h,不加電生產可靠性篩選試驗方法用于描述零部件在用于生產前的可靠性篩選試驗方法描述15℃/3min,溫度保持時間30min,10個循環周期，加電水平用于記錄零部件的實際可靠性水平表現0.4FIT、8萬次故障模式及原因用于記錄零部件的主要故障模式及原因開路原因有：引出線與電極接觸不良；引出線與電極接觸表面氧化等D.2中間件(在制品)表D.2給出了數字化車間中間件可靠性屬性模型。屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是一個特定中間件的唯一標識可靠性特征量用于表示中間件可靠性特征量可靠性水平用于表示中間件可靠性水平0.3FIT、10萬次方法用于描述中間件用于下一道生產工序前的可靠性篩選試驗方法描述15℃/3min,溫度保持時間30min,10個循環周期，加電可靠性篩選效果用于記錄中間件的可靠性篩選效果故障檢出率98%故障模式及原因用于記錄該中間件故障模式及原因如：部件FMEA分析結果D.3產品表D.3給出了數字化車間產品的可靠性屬性模型。屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是一個特定產品的唯一標識PD129875264可靠性特征量用于表示產品可靠性特征量MTBF、MTTF、km固有可靠性水平用于表示產品固有可靠性水平10000h、2萬km使用可靠性水平用于表示產品使用可靠性水平8000h、1.8萬km核心部件用于記錄產品的核心部件核心部件ID可靠性篩選試驗用于描述產品出廠可靠性篩選試驗方法15℃/3min,溫度保持時間30min,10個循環周期，加電可靠性篩選效果用于記錄產品可靠性篩選效果故障檢出率98%故障模式及原因用于記錄該產品的故障模式及原因結果產品維修記錄用于記錄產品有關的維修情況現場維修記錄統計信息D.4數字化設備表D.4給出了數字化車間數字化設備的可靠性屬性模型。表D.4數字化設備可靠性屬性屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是一個特定設備的唯一標識ZB129875264可靠性特征量用于表示數字化設備的可靠性特征量MTBF、MTTF核心部件用于記錄數字化設備的核心部件部件ID可靠性水平用于表示數字化設備的可靠性水平故障模式及原因用于記錄該數字化設備的故障模式及原因設備故障模式及原因庫設備開機時間用于記錄設備開始時間等信息—保養記錄用于描述數字化設備有關的保養記錄保養記錄單維修記錄用于描述數字化設備有關的維修記錄維修記錄單故障趨勢用于描述設備的故障趨勢，并預測下次故障點設備質量衰減模型，及關鍵參數值D.5數字化設備故障記錄表D.5給出了數字化車間數字化設備的故障記錄屬性模型。屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是設備一個特定故障的唯一標識F129875264設備名稱用于記錄設備信息設備ID故障發生時間記錄故障發生的時間故障觀測者記錄故障發現人員信息故障件記錄故障件名稱——故障現象描述故障——故障核實記錄故障核實人及時間信息—故障處理意見記錄故障處理意見送修、自己修D.6數字化設備故障維修記錄表D.6給出了數字化車間數字化一個設備故障的處理記錄屬性模型。表D.6數字化設備故障處理記錄屬性屬性名描述示例在信息交換的范疇內，是一個特定設備的唯一標識WX129875264故障ID用于記錄故障信息——故障原因記錄故障發生原因—故障類別記錄該故障是否是因為設備自身原因所致其他設備故障引起故障維修措施記錄設備的維修措施更換謀部件維修時間記錄設備的維修時間——維修人員記錄維修人員信息D.7數字化設備故障模式模型表D.7給出了數字化設備故障模式模型屬性模型。表D.7數字化設備故障模式屬性模屬性名描述示例在信息交換的范疇內，數字化設備的故障模式的唯一標識WX329875264故障模式故障模式的描述—故障危害度等級描述該故障模式造成的維護程度如嚴重影響生產等故障原因記錄該故障發生的原因設計不符合要求、使用不符合要求等糾正措施記錄該故障糾正方法——(資料性)數字化車間設備狀態監測系統和可靠性管理案例E.1概述數字化車間能夠全面結合生產制造計劃，物料管理與輸送，產品工藝管理，車間設備資源管理、質量的綜合競爭能力，滿足市場日益增長的多品種、小批量需求。加工設備作為數字化車間生產計劃流程、質量流程、工藝流程、物流流程的關鍵節點，其狀態監測和可靠性管理是數字化車間總體可靠性的重要組成部分。E.2機加工設備狀態監測和可靠性管理需求分析數字化車間設備狀態監測和可靠性管理模型如圖E.1所示。運維計劃設備維護可靠性管理備品備件管理生產運行可靠性管理生產管理設備狀態信息作業任務生產信息設備狀態監測與可靠性管理設備狀態數據機加工設備狀態監測系統質量數據質量要求運維計劃質量運行可靠性管理質量管理加工質量信息圖E.1機加工設備狀態監測和可靠性管理模型框圖對以上模型的解釋如下：a)可靠性功能需求分析數字化車間中，機加工設備作為生產網絡的關鍵節點，在接收生產管理、質量管理系統的作業任務、質量要求的同時，需為車間的數字化系統提供現場的基礎數據，用于生產統計、質量控制、設備狀態分析，并根據設備狀態進行維護管理。設備的狀態監測與可靠性管理相關功能包括如下內容。1)設備狀態的監測。根據設備的潤滑、振動、溫度、噪聲、載荷等數據，分析設備的運行狀態，評估設備的健康狀況和可靠性水平，作為生產管理的輸入。2)設備故障預測。根據設備運行狀態的評估結果、歷史數據趨勢分析和關鍵參數預測模型，預測設備的故障，作為生產管理的輸入。3)加工過程質量評估。根據設備狀態(如振動水平)和故障預測(預警和報警),綜合評估工件加工過程中的質量信息，作為產品質量管理的輸入。4)設備FMEA/FTA動態維護管理。根據設備的故障信息，建立設備的故障模型，匯總FE-MA/FTA信息，作為設備維護管理系統的輸入。5)設備維護信息管理。通過上述設備狀態監測、故障預測、加工過程質量評估、FMEA/FTA動態維護信息集成，指導設備運維計劃的制定，支撐設備維護的決策，形成設備可靠性管理的閉環。b)信息需求分