还剩17页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
智能制造标准体系建设内容分析
一、智能制造标准体系建设内容
(一)智能制造标准体系建设基础共性标准基础共性标准主要包括基础、安全、管理、检测评价和可靠性等五个部分
1、基础标准基础标准主要包括术语定义、参考模型、元数据与数据字典、标识等四个部分术语定义标准用于统一智能制造相关概念,为其他各部分标准的制定提供支撑;参考模型标准用于帮助各方认识和理解智能制造标准化的对象、边界、各部分的层级关系和内在联系;元数据和数据字典标准用于规定智能制造产品设计、生产、流通等环节涉及的元数据命名规则、数据格式、数据模型、数据元素和注册要求、数据字典建立方法,为智能制造各环节产生的数据集成、交互共享奠定基础;标识标准用于对智能制造中各类对象进行唯一标识与解析,建设既与制造企业已有的标识编码系统兼容,又能满足设备IP化、智能化等智能制造发展要求的智能制造标识体系
2、安全标准安全标准主要包括功能安全和信息安全两个部分化以及与外部交换需求工业互联网标准主要包括体系架构、网联技术、资源配置、和网络设备等四个部分1体系架构标准体系架构标准主要包括企业内部不同层级网络互联,以及企业与设计/供应链/制造/服务/消费协作模式下的互联互操作技术等工厂内网络标准;体现企业互联、业务互联、产业互联的工业外网络标准2网联技术标准网联技术标准主要包括保障机器之间、机器与控制系统之间、企业上下游之间的低时延、高可靠连接与智能交互的网络组网技术标准;针对现场设备级、车间监测级及工厂管理级的不同需求的工业无线网络标准;针对工业现场总线、工业以太网、工业布缆的工业有线通信标准3资源管理标准资源管理标准主要包括在工业互联网中应用的IPv6标准;适用于工业环境的无线频谱规划的频谱和信息协同标准4网络设备标准网络设备标准主要包括网络设备、通信协议、接口等工业网关、工业交换机和芯片及通信模块标准三智能制造标准体系建设重点行业标准依据基础共性标准和关键技术标准,围绕《中国制造2025》中提出的十大重点领域,同时兼顾传统制造业转型升级的需求,优先在十大重点领域率先实现突破,并逐步覆盖智能制造全应用领域,各行业结合本行业发展需求和智能制造水平,制定重点行业的智能制造标准智能制造标准体系与航空、船舶、石化、钢铁等制造业领域标准体系之间不是从属关系,内容存在交集交集部分是智能制造标准体系中的重点行业应用标准例如,船舶工业标准体系用于指导船舶相关产品设计、制造、试验、修理管理和工程建设等,智能制造标准体系中的船舶行业重点标准涉及到船舶制造环节中的互联互通等智能制造相关的内容分析
二、聚焦创新全力推进智能制造向纵深发展十三五期间,我国制造业发展取得了长足进步,工业增加值由
23.5万亿元增加到
31.3万亿元,连续11年成为世界最大的制造业国家看到成绩的同时,更要清晰地看到我国制造业的差距,大而不强的问题尚未得到根本解决,关键装备、制造工艺、关键工业软件等方面还依赖于进口,产业基础仍然薄弱近期,工业和信息化部等八部门联合印发的《十四五智能制造发展规划》(以下简称《规划》),文件很重要,发布时间也很及时纵观规划全文,从总体上来看,规划整体站位高、内容全、措施实、亮点突出、针对性强,是我国加快制造业转型升级的一份纲领性、指导性文件,明确提出了未来五年我国深入推进智能制造目标、任务、行动、措施尤其在以下几个方面,更进一步强调了我国智能制造下一阶段发展的难点和重点一是聚焦智能制造的本质智能制造,智能是手段,制造是本质,智能制造要面向制造过程《规划》在目标中特别明确提出要立足制造本质,要以工艺、装备为核心,以数据为基础,依托制造单元、车间、工厂、供应链等载体,充分表明了十四五智能制造发展重点聚焦于制造本身,其他技术都是手段,都要向制造本质服务二是突出工业软件和核心装备的自主可控智能制造的建设离不开工业软件和智能装备的支撑工业软件和核心装备的研发、攻关不是一家企业的事情,需要通过装备制造商、高校、科研院所、用户企业、解决方案供应商多方的聚力、联合攻关,突破问题,实现基础零部件、装置和工业软件的自主可控通过工业软件、制造装备与工艺过程的深度融合,推动石化工业转型升级,提升生产过程的数字化、网络化、智能化水平,带动工业软件和装备的更新迭代,形成双向正反馈三是明确智能制造行动路径智能制造建设按照一横、一纵进行两向发力,明确了清晰的路线图和行动方案横向围绕车间、工厂、供应链等,开展多场景、全链条、多层次应用智能化示范应用,培育推广智能制造新模式;纵向按照领域进行细分,细分为装备制造、电子信息、原材料、消费品等领域,直击行业的痛点和需求例如原材料领域智能制造建设重点是要满足安全生产、降耗减碳、提质降本等需求重点建设方向是要利用人工智能技术、机器人及专家经验等技术,实现工艺流程优化、工序动态协同、资源高效配置、无人作业、设备远程健康诊断、智慧决策支持等四是强化标准的引领作用标准是经济社会发展的基础,是一个国家核心竞争力水平的体现大力发展智能制造相关标准,对引领我国制造业高质量发展有非常重要的作用《规划》提出要统筹推进国家智能制造标准体系和行业应用标准体系建设,加快基础共性和关键技术标准制修订,现有标准的优化、协同、交流及贯标执行面向石化工业,智能制造任重道远石化工业是国民经济的重要基础产业和支柱产业,是制造业的重要组成部分,也是智能制造的主战场,从行业经济规模看是仅次于轻工、机械的第三大行业,在工业经济总量的占比一直高居12%左右为推动我国石化产业实现高质量发展,石化智能制造势在必行,而且应该先试先行一要开展分子工程在原材料物性表征和过程优化的应用,加快基于分子工程的工业软件的研发和推广应用,实现石油资源分子级的充分利用石油资源的绿色、高效及高值化利用需要从分子层次认识石油分子的组成及转化规律,构建分子层次的精细化过程模型,实现原料选择、工艺设计、过程优化、产品调合更加合理和科学,提升石化工业的整体优化水平,使每一个分子资源得到充分利用二要大力推进新一代传感装备的应用融合边缘计算、大数据、人工智能等,加快面向石化易燃易爆、有毒有害环境的装备研制和推广应用,加快生产制造全过程数字化改造,实现全要素全环节的动态泛在感知、互联互通、数据集成和智能管控;实现人、物、过程、设备、环境互联,达到全面感知、实时分析、科学决策和精准操作的目标三要强化数据要素的驱动作用加强全要素、全产业链数据的有效集成、汇聚、治理和应用,实现数据->信息->知识-〉资产的转变,激发数据要素的转型动力,通过数据在工艺改进、运行优化、质量管控、生产异常预警、生产指挥、安全环保和决策判断等方面的应用,实现高效运营管理,提升智能决策、精益制造和精准服务能力四要充实完善石化智能制造标准体系,全面打造和推广面向石化制造各环节的智能化场景和智能工厂示范围绕生产一体化优化、生产集成管控、资产全生命周期管理三条业务主线,形成生产管控、供应链管理、设备管理、能源管理、安全管理、环保管理六大业务域的智能化场景,夯实工业互联网平台等基础设施,实现产业链级、工厂级、装置级的智能制造水平的全面提升
三、下游产品市场的持续增长智能制造设备的下游客户目前主要包括消费电子制造、汽车及零部件制造等行业以消费电子为例,经过多年的发展,我国消费电子产业已形成长三角、珠三角等产业集群,产业区域优势明显,目前我国已拥有完整消费电子产业链,加工工业发达,拥有全球大部分消费电子行业产能智能制造设备的下游客户目前主要包括消费电子制造、汽车及零部件制造等行业以消费电子为例,经过多年的发展,我国消费电子产业已形成长三角、珠三角等产业集群,产业区域优势明显,目前我国已拥有完整消费电子产业链,加工工业发达,拥有全球大部分消费电子行业产能2021年,全国规模以上电子信息制造业增加值同比增长
15.7%,快于全部规模以上工业增速
6.1个百分点下游产品市场的持续增长将有效带动智能制造行业的发展,为智能制造行业的发展提供了有效的支撑
四、深入实施智能制造推动制造业高质量发展新中国成立以来,成功地走出了一条适合中国国情的工业化道路,建立了门类齐全的现代工业体系,用几十年时间走完了发达国家几百年的工业化历程第一阶段是新中国成立之初到1978年组织实施了156个重大工程项目,大力发展以两弹一星为代表的国防科技工业,奠定了现代工业化的基础第二阶段为1979年到2012年工业实现了从小到大的跨越,世界500种主要工业产品中有四成以上产品产量位居世界第一特别是加入WT0后,我国深度融入全球产业分工体系,制造业规模体量迅速扩大第三阶段为2012年至今制造业在由大到强的道路上迈出坚实步伐综合实力稳步增强,供给体系质量大幅提升,重点领域创新取得重大突破,企业实力显著增强近年来,新一代信息技术蓬勃发展并加速向制造业全链条、全流程渗透融合,催生了智能制造这种全新的生产方式世界各国纷纷将智能制造作为突破点,抢抓未来竞争主导权我国实施智能制造工程,开展试点示范,大力打造数字化车间、智能工厂,取得了积极成效一是深入推进智能化改造,企业生产效率持续提升实施305个智能制造试点示范项目和420个新模式应用项目,培育超过6000家智能制造系统解决方案供应商,智能制造装备市场满足率超过50%,炼化、印染、家电等领域智能制造水平处于世界领先水平二是大力培育服务型制造,新业态新模式加速涌现纺织服装、家居等领域大规模个性化定制模式快速发展,网络化协同设计在航空、汽车领域获得广泛应用,工程机械、电力设备、风机制造等领域远程运维服务逐步壮大,一批制造企业加快向制造+服务产品+服务转变三是加快建设工业互联网,有效赋能千行百业工业互联网网络、平台、安全三大体系初步成形,培育较大型工业互联网平台超过150个,连接设备数量超过7800万台(套),服务中小企业过万家我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程,要坚持走中国特色新型工业化道路,以智能制造为主攻方向,大力发展数字经济,推动数字经济和实体经济深度融合,实现经济体系的全面优化升级一是加快产业数字化转型加快云计算、大数据、人工智能等新技术与制造业融合发展,推动重点行业数字化改造、智能化升级,建设智慧产业链供应链,打造以智能工厂为载体的智能生产新场景二是积极推动数字产业化推动电子信息行业软、硬件协同发展,与通信行业融合发展,壮大新型显示、区块链、车联网、虚拟现实等新兴产业,打造一批世界级数字产业集群三是加快建设信息基础设施适度超前部署信息基础设施技术创新和建设布局,深化5G、物联网、大数据等在各行业、各领域融合应用,大力发展工业互联网,推动工业企业和工业设备上云上平台四是加快智能制造产业生态体系建设完善智能制造标准体系,加快关键核心技术攻关突破,大力发展智能制造装备和产品,培育一批高水平、专业化的系统解决方案供应商,加快推广成熟的经验模式五是加强人才培养强化智能制造相关学科专业建设,在培养复合型人才和跨学科人才上下功夫,在智能制造领域加快形成一批大国工匠
五、开展新业态和新模式培育与发展工作,促进制造业转型升级研究服务型制造发展,鼓励有条件的大型企业设立设计中心,组织开展工业电子商务行业和区域试点充分发挥云计算、物联网、大数据等新一代信息通信技术对制造模式的变革作用,以重点行业或领域的新技术应用试点为牵引,积极培育新技术、新业态、新模式积极开展制造业新业态培育适应互联网与制造业融合以及智能制造转型发展趋势,把服务型制造发展作为制造业转型升级的核心任务,作为专项及政策支持的重点方向,研究制定服务型制造发展的指导意见,开展典型行业应用示范,积极支持企业拓展在线监控、全生命周期管理、融资租赁、智慧物流、合同能源管理、供应链金融等新业务加强新一代信息技术在制造业中的集成应用研究云计算、物联网、大数据等技术对制造模式的影响,建立大数据采集共享渠道,在线采集工业企业研发、制造、管理、服务等各环节的数据信息,鼓励大型企业设立设计中心,开展面向行业产业集群的工业云试点,编制出台工业云服务平台建设指南推动大数据在工业企业研发、制造、管理、服务等各环节深度应用,指导各地探索面向不同行业、区域的数据驱动型企业发展模式,支持面向工业大数据核心设备、分析工具和行业应用平台的研发和应用示范,积极培育新技术、新业态、新模式
六、建立健全标准化工作体系,占领智能制造发展制高点把握智能制造发展的特点和规律,发挥标准的引领作用,整合国内标准化资源,开展智能制造标准化工作,加强顶层设计,推动新一代信息技术在制造业的集成应用,占领智能制造发展制高点编制智能制造标准化路线图深入分析研究智能制造标准化需求和国际标准化发展趋势,编制智能制造标准化战略和标准化路线图,明确标准化工作的策略、目标以及标准研制重点领域,指导开展标准化工作功能安全标准用于保证安全控制系统在危险发生时正确地执行其安全功能,从而避免因设备故障或系统功能失效而导致人身伤害、环境破坏及经济损失,主要包括功能安全要求和功能安全实施和管理等两个部分信息安全标准用于保证信息系统不因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露,系统能连续可靠正常地运行,主要包括软件安全、设备信息安全、网络信息安全、数据安全、信息安全防护等五个部分
3、管理标准管理标准主要包括信息安全管理体系和管理体系两个部分信息安全管理体系标准用于根据各行业智能制造特点和需求,聚焦制造关键环节,制定智能制造信息安全管理标准,主要包括管理标准和安全监管等两个部分管理体系标准用于指导相关企业建立创新管理机制,保持可持续竞争优势,通过标准化工作改进过程管理机制,主要包括要求、基础和术语、实施指南、评估规范、审核指南等五个部分
4、检测评价标准检测评价标准主要包括测试项目、测试方法、测试设备、指标体系、评价方法、实施指南等六个部分推进智能制造综合标准化工作成立智能制造综合标准化领导小组,负责协调智能制造标准化各部门、行业开展智能制造综合标准化体系建设及规划工作,组织开展智能制造基础、通用标准研制工作,组织研究国内外智能制造标准化进展,推进智能制造综合标准化体系示范应用
七、我国劳动力成本持续的替代效应在目前我国劳动力成本持续上升的背景下,自动化设备能够提高产品质量、提升生产效率及节约劳动力成本的综合优势逐渐凸显随着我国自动化设备的技术水平和设备质量不断提升,在可预见的未来,消费电子产品制造、汽车及其零部件制造、医疗器械制造、机械设备制造、仓储物流等领域以自动化设备投入取代劳动力投入的趋势将更加显著,自动化设备行业的发展前景日趋光明测试项目标准用于指导智能制造装备和系统在测试过程中的科学排序和有效管理测试方法标准用于针对不同类型的智能制造装备和系统,制定包括试验内容、方式、步骤、过程、计算分析等内容的标准测试设备标准用于保证智能制造装备质量和系统测试过程中,测试设备的稳定运行和测试指标的精准可靠指标体系标准用于对各智能制造应用领域、应用企业和应用项目开展评估,促进企业不断提升智能制造水平评价方法标准用于指导智能制造企业开展项目评价,制定智能制造评价指标体系实施指南标准用于指导智能制造项目评价过程中开展具体实施工作
5、可靠性标准可靠性标准主要包括过程和技术方法两个部分过程标准用于对智能制造系统可靠性要求、风险管理和寿命费用的分析,主要包括智能制造系统可靠性管理、智能制造装备故障预测及健康管理和智能制造系统综合保障等三个部分技术方法标准用于指导智能制造系统可靠性分析评估和智能装备可靠性设计及试验验证
(二)智能制造标准体系建设关键技术标准关键技术标准主要包括智能装备、智能工厂、智能服务、工业软件与大数据、工业互联网等五个部分
1、智能装备标准智能装备是指在其基本功能以外具有数字通信和配置、优化、诊断、维护等附加功能的设备或装置,一般具有感知、分析、推理、决策、控制能力,是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合智能装备标准主要包括传感器及仪器仪表、嵌入式系统、控制系统、人机交互系统、增材制造和工业机器人等六个部分1传感器及仪器仪表标准传感器及仪器仪表标准主要包括数据交换、特性与分类、性能评定、智能化要求等通用技术标准;时钟同步、接口、功能块、设备集成、互操作性等集成标准;现场总线、工业以太网、工业无线、安全通信、高可用通信、符合性等通信协议标准2嵌入式系统标准智能制造标准体系中的嵌入式系统标准主要包括嵌入式系统接口规范、通信协议、性能要求等三个部分3控制系统标准智能制造标准体系中的控制系统标准主要包括可编程序控制器PLC、分布式控制系统DCS、现场总线控制系统FCS等编程语言和接口两个部分4人机交互系统标准智能制造标准体系中的人机交互系统标准主要包括工业控制领域人机交互的图形图标、功能属性和注册管理等图形图标标准;体感描述语言、手势命令和功能属性等触摸体感标准;语音命令、语义理解和语义库等语音语义标准;生物特征识别技术接口、生物特征数据交换格式等生物特征识别标准5增材制造标准增材制造标准主要包括设计规范、文件格式、数据质量保障、文件存储和数据处理等模型设计标准,以及增材制造装备和接口标准等6工业机器人标准工业机器人含移动机器人等标准主要包括数据格式、通信协议、通信接口、控制语义等通信标准;工业机器人编程和操作图形用户接口、编程系统和机器人控制间的接口等接口标准;制造过程机器人与人协同作业、机器人与机器人协同作业、以及机器人与生产线协同作业等协同标准
2、智能工厂标准智能工厂是以打通企业生产经营全部流程为着眼点,实现从产品设计到销售,从设备控制到企业资源管理所有环节的信息快速交换、传递、存储、处理和无缝智能化集成智能工厂标准主要包括智能工厂建设规划、系统集成、智能设计、智能生产、智能管理和智能物流等六个部分
(1)建设规划标准建设规划标准主要包括智能工厂的基本功能、设计要求、设计模型类标准等总体规划标准;达成智能工厂规划设计要求所需的仿真分析、协同设计和建设实施标准等实施指南标准;基于智能工厂的工艺流程及布局模型、生产过程模型和组织模型等系统建模标准;针对为员工提供人性化工作条件的设计标准
(2)系统集成标准系统集成标准主要包括定义智能制造软件互操作能力描述及制造单元匹配准则等互操作准则;集成功能模块描述,集成能力评估等集成能力标准规范;用于智能制造软件能力描述的接口服务和协议及相关模板规范、访问/查找能力描述接口和按需进行匹配的过程定义等测试应用服务接口标准;用于开放过程控制的统一架构(OPCUA)、电子设备描述语言(EDDL)、现场设备工具技术(FDT)、现场总线仪器设备集成(FDI)等现场设备集成标准
(3)智能设计标准智能设计标准主要包括产品数字化定义、产品数字化样机、设计仿真、工艺仿真、数字化试验等产品设计仿真标准;对产品仿真结果进行优化,描述优化模型,优化方法等智能优化设计标准4智能生产标准智能生产标准主要包括生产过程控制系统诊断、维护类标准和生产过程系统先进控制与优化类标准两部分生产过程控制系统诊断、维护类标准,包括定义智能生产系统诊断、能力评估和维护的通用要求;生产过程系统先进控制与优化类标准,包括生产制造系统控制与优化软件功能集成架构、功能模块、信息交互方式等标准5智能管理标准智能管理标准主要包括制造报文规范、MES应用等车间级管理标准;企业经营决策管理、计划管理、生产管理、技术管理、质量管理、人事管理、财务管理、设备管理、物流管理等企业级管理标准产品信息可视化、设备信息可视化、库存信息可视化、生产状态可视化、能源监管可视化等可视化管理标准6智能物流标准智能物流标准主要包括用于识别原材料、零部件、装备和产品信息的条码、电子标签等标准;用于工厂内部的自动引导车等设备标准;用于工厂内部及工厂间的立体仓库等智能物流装备标准
3、智能服务标准智能服务以提供新业务、新模式为着眼点,综合利用企业内部和外部的各类资源,提供各类规范、可靠的新型服务智能服务标准主要包括个性化制造、远程运维和工业云等三个部分1个性化定制标准个性化定制标准主要包括满足大规模个性化生产的个性化定制设计规范、交互规范和生产管理流程规范等三个部分2远程运维标准远程运维标准主要包括平台接口规范、通用要求、安全规范、监控规范和应急管理规范等五个部分3工业云标准工业云标准主要包括接口和协议等资源共享标准和服务能力标准两个部分
4、工业软件和大数据标准工业软件和大数据围绕企业信息系统的纵向集成和横向集成,为打通工业软件数据链、实现工业大数据的综合应用提供支撑工业软件和大数据主要包括工业大数据、产品与系统、服务与管理等三个部分1工业大数据标准工业大数据标准主要包括面向生产过程智能化、产品智能化、新业态新模式智能化、管理智能化以及服务智能化等的数据处理技术标准;数据质量、能力成熟度、数据资产管理、数据开放共享和交易等数据管理标准2产品与系统标准产品与系统标准主要包括软件产品、工具、系统和平台的功能定义、业务模型、技术要求和接口规范等工业软件标准;企业资源计划、供应链管理、客户关系管理、制造执行系统、产品生命周期管理、过程控制系统等工业软件集成标准3服务与管理标准服务与管理标准主要包括面向工业软件的开发、集成、外包和运维的服务流程和服务能力,面向工业云服务的服务目录、服务水平协议、服务质量、服务采购等服务要求标准;工业软件质量的度量和资产维护等工业软件质量标准和工业软件资产管理标准
5、工业互联网标准工业互联网以泛在互联、低成本计算、安全可信、可互操作的工业信息基础设施为着眼点,构建贯穿工厂内全层级、工厂外全价值链的高可靠、高带宽、高连接数、低时延的工厂内网络和工厂外网络,实现产品全生命周期的信息追踪和管理,满足工厂内部智能化、网络。