“智能制造正成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)和核心內(nèi)容，是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然選擇。”工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長(zhǎng)張相木接受記者專(zhuān)訪時(shí)強(qiáng)調(diào)。

 

　　為把智能制造推向深入，工業(yè)和信息化部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)日前聯(lián)合發(fā)布了《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》（以下簡(jiǎn)稱《建設(shè)指南》）。張相木解讀指出，《建設(shè)指南》的制定以建立既符合我國(guó)國(guó)情，又與國(guó)際接軌的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系為目標(biāo)，以跨行業(yè)、跨領(lǐng)域融合創(chuàng)新為手段，統(tǒng)籌標(biāo)準(zhǔn)資源，優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)，聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域，從基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)、重點(diǎn)行業(yè)三個(gè)方面，構(gòu)建由5+5+10類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)組成的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架，為實(shí)施智能制造提供強(qiáng)有力的標(biāo)準(zhǔn)支撐。

 

　　“三步法”構(gòu)建智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系

 

　　關(guān)于《建設(shè)指南》編制的背景，張相木指出，2014年12月，工信部印發(fā)了《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于成立智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作組的函》，成立了由工信部部?jī)?nèi)司局牽頭，國(guó)內(nèi)智能制造相關(guān)標(biāo)委會(huì)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及行業(yè)專(zhuān)家共同參加的智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作組，正式啟動(dòng)了《建設(shè)指南》編制工作。

 

　　《建設(shè)指南》編制歷時(shí)一年，工作組系統(tǒng)研究了德國(guó)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖和RAMI4.0模型、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)等國(guó)外先進(jìn)成果，先后召開(kāi)4次工作會(huì)，調(diào)研了近百家智能制造相關(guān)企業(yè)，組織全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC28）、全國(guó)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC159)、全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC124)、全國(guó)信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC260)等標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)梳理了1000余項(xiàng)與智能制造相關(guān)的已發(fā)布、制定中的標(biāo)準(zhǔn)，確定了“統(tǒng)籌規(guī)劃，分類(lèi)施策”、“跨界融合，急用先行”、“立足國(guó)情，開(kāi)放合作”的建設(shè)原則，按照“三步法”思路構(gòu)建智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。

 

　　第一步：構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)界定對(duì)象、內(nèi)涵和外延

 

　　第一步，構(gòu)建智能制造系統(tǒng)架構(gòu)，界定智能制造標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)象、內(nèi)涵和外延，識(shí)別智能制造現(xiàn)有和缺失的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)知現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)間的交叉重疊關(guān)系。

 

　　張相木指出，在充分調(diào)研和學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究各類(lèi)智能制造應(yīng)用系統(tǒng)，提取其共性抽象特征，構(gòu)建出由系統(tǒng)層級(jí)、智能功能和生命周期組成的三維智能制造系統(tǒng)架構(gòu)，展示了智能制造的全貌。

 

　　智能制造的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)貫穿企業(yè)設(shè)備層、控制層、車(chē)間層、工廠層、協(xié)同層不同層面的縱向集成，跨智能功能不同級(jí)別的橫向集成，以及覆蓋產(chǎn)品全生命周期的端到端集成，體現(xiàn)在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)里就是系統(tǒng)層級(jí)、智能功能和生命周期三個(gè)坐標(biāo)軸。標(biāo)準(zhǔn)化是確保實(shí)現(xiàn)全方位集成的關(guān)鍵途徑。

 

　　智能制造的系統(tǒng)層級(jí)體現(xiàn)了裝備智能化和管理信息化，以及產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)。張相木指出，系統(tǒng)層級(jí)坐標(biāo)軸自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車(chē)間層、企業(yè)層和協(xié)同層，其中：

 

　　第一層設(shè)備層級(jí)是感知和執(zhí)行單元，包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識(shí)別、機(jī)器等，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；

 

　　第二層控制層級(jí)包括可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等；第三層車(chē)間層級(jí)由控制車(chē)間/工廠進(jìn)行生產(chǎn)的系統(tǒng)所構(gòu)成，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等；第四層企業(yè)層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，包括企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等；第五層協(xié)同層級(jí)代表產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流和智能服務(wù)等。

 

　　智能功能坐標(biāo)軸包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層，其中：第一層資源要素代表制造資源物理實(shí)體，包括設(shè)計(jì)施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車(chē)間和工廠等物理實(shí)體，也包括電力、燃?xì)獾饶茉?。此外，人員也可視為資源的一個(gè)組成部分。第二層系統(tǒng)集成是指通過(guò)信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實(shí)現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車(chē)間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)的集成。第三層互聯(lián)互通是指通過(guò)有線、無(wú)線等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。第四層信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享。第五層新興業(yè)態(tài)包括個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。

 

　　生命周期坐標(biāo)軸是由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)組成的鏈?zhǔn)郊?。生命周期中各?xiàng)活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。在智能制造的大趨勢(shì)下，企業(yè)從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)變，價(jià)值鏈得以延伸。

 

　　第二步：分為五類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。

 

　　第二步，將智能制造系統(tǒng)架構(gòu)映射為五類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。

 

　　張相木指出，在深入分析標(biāo)準(zhǔn)化需求的基礎(chǔ)上，綜合智能制造系統(tǒng)架構(gòu)各維度邏輯關(guān)系，智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的生命周期維度、系統(tǒng)層級(jí)維度和智能功能維度的節(jié)點(diǎn)之間相互映射，描繪出了智能制造標(biāo)準(zhǔn)的完整需求，并可以歸納為由關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)來(lái)表示。

 

　　基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)作為關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)支撐，位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最底層；關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，“智能裝備”標(biāo)準(zhǔn)與智能制造實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密，位于關(guān)鍵技術(shù)這一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的最底層；“智能工廠”標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)智能制造裝備、軟件、數(shù)據(jù)的綜合集成，位于“智能裝備”和“智能服務(wù)”標(biāo)準(zhǔn)之間，在智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中起著承上啟下的作用；“智能服務(wù)”涉及到對(duì)智能制造新模式和新業(yè)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)研究，位于關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的頂層；“工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)”標(biāo)準(zhǔn)與“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”標(biāo)準(zhǔn)貫穿關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的其他3個(gè)領(lǐng)域，分別位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最左側(cè)和最右側(cè)，打通物理世界和信息世界，推動(dòng)生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型；重點(diǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最頂層，面向行業(yè)具體需求，對(duì)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化和落地，指導(dǎo)各行業(yè)推進(jìn)智能制造。

 

　　第三步：建立標(biāo)準(zhǔn)體系框架指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作

 

　　第三步，建立智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架，指導(dǎo)智能制造標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。

 

　　據(jù)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖，對(duì)各領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，形成智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架，在此基礎(chǔ)上，梳理標(biāo)準(zhǔn)體系中各領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系，并明確待立項(xiàng)重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)在2016年立項(xiàng)20項(xiàng)以上智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　張相木指出，智能制造系統(tǒng)架構(gòu)是《建設(shè)指南》的亮點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)體系框架的建立都是基于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)衍生而來(lái)，為了更好的理解系統(tǒng)架構(gòu)，下面將為更好的解讀和理解系統(tǒng)架構(gòu)，以可編程邏輯控制器（PLC）、工業(yè)機(jī)器人和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，分別從點(diǎn)、線、面三個(gè)方面詮釋智能制造重點(diǎn)領(lǐng)域在系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置。

 

　　PLC位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級(jí)的控制層級(jí)，以及智能功能的系統(tǒng)集成層。工業(yè)機(jī)器人位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級(jí)的設(shè)備層級(jí)和控制層級(jí)，以及智能功能的資源要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的所有環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級(jí)的設(shè)備、控制、工廠、企業(yè)和協(xié)同五個(gè)層級(jí)，以及智能功能的互聯(lián)互通。

 

　　應(yīng)特別注意的三個(gè)問(wèn)題

 

　　張相木特別指出，在解讀《建設(shè)指南》時(shí)應(yīng)特別注意以下三個(gè)問(wèn)題：

 

　　一是智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系面向跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的系統(tǒng)集成，聚焦數(shù)據(jù)交換、互聯(lián)互通，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系存在交集，但非包含關(guān)系。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)象是具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系與船舶、航空等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系之間有交集，相互之間不是覆蓋關(guān)系。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系不是一個(gè)大而全的體系，而是一個(gè)聚焦在數(shù)據(jù)、通訊和信息等方面的有限目標(biāo)體系。

 

　　二是智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系包含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)子體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施，包括工廠內(nèi)部工信部解讀智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南和外部網(wǎng)絡(luò)，是工業(yè)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)那?，是?shí)現(xiàn)智能制造各單元互聯(lián)互通的支撐技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)子體系是智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的一個(gè)重要組成部分。

 

　　三是隨著智能制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新模式新業(yè)態(tài)的不斷涌現(xiàn)，智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系將進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和完善。智能制造是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的龐大系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)界對(duì)智能制造的認(rèn)識(shí)將是一個(gè)不斷深入的過(guò)程。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系也必然是一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整更新的過(guò)程。我們力圖通過(guò)本版《建設(shè)指南》打造一個(gè)基礎(chǔ)框架，并建立起動(dòng)態(tài)更新完善機(jī)制，以2~3年為周期及時(shí)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系更新、標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審和維護(hù)更新工作。

 

　　《中國(guó)制造2025》是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)。工信部明確，2016年要扎實(shí)推進(jìn)《中國(guó)制造2025》“1X”體系，開(kāi)展城市試點(diǎn)示范，完善重大產(chǎn)業(yè)工程布局協(xié)調(diào)機(jī)制，堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，培育壯大高端制造業(yè)，瞄準(zhǔn)智能制造主攻方向，推動(dòng)兩化深度融合發(fā)展。