智能制造標準體系結(jié)構(gòu)與框架_智能制造標準體系建設(shè)指南

　　智能制造標準體系

　　智能制造標準體系作為《中國制造2025》確定的主攻方向，目前智能制造在我國政策推動、財政支持、市場需求多重因素的助力下正加快落地：智能制造標準體系初步構(gòu)建，逐漸形成了“地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)協(xié)同推進，系統(tǒng)集成商、裝備制造商、研究機構(gòu)、用戶聯(lián)合實施”的良好氛圍。

　　在近日舉行的全國智能制造試點示范經(jīng)驗交流會上，工信部部長苗圩透露，自去年6月工信部聯(lián)合財政部啟動智能制造專項以來，已投入中央財政資金21.5億元，支持了93個重點項目。今年，兩部門繼續(xù)實施智能制造專項，已立項133個重點項目，同時將加快智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備的集成應用，系統(tǒng)推進智能制造。

　　據(jù)了解，今年立項的133個重點智能制造項目分布在全國25個省區(qū)，預計國家撥款52億元，接近去年中央對智能制造專項的1.5倍。智能制造專項實施以來，不僅支撐了國家智能制造標準體系建設(shè)，提高了智能制造裝備自主安全可控水平，而且?guī)由鐣顿Y100億元。

　　目前，我國長三角和珠三角的廣大制造企業(yè)已自發(fā)開展了“機器換人”，加快向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型。據(jù)江蘇、廣東、浙江等省份的初步統(tǒng)計，制造業(yè)每年固定資產(chǎn)投資中，設(shè)備投資達1萬億元，其中數(shù)字化、智能化裝備占了相當大的份額，且比重越來越高?！爸袊殉蔀槭澜缟献畲蟮闹悄苤圃煨枨笫袌?。”工信部副部長辛國斌表示，要主動利用好這一龐大的市場需求，把大力發(fā)展自主品牌的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)作為《中國制造2025》的重中之重，積極推進試點示范，實現(xiàn)自主品牌智能制造裝備和解決方案的大規(guī)模工程應用。

　　智能制造綜合標準化試驗驗證和智能制造新模式應用，是我國智能制造專項重點支持的兩大重點方向。近年來，我國在智能制造方面取得了顯著成績，智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備實現(xiàn)了重要突破，高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能儀器儀表等領(lǐng)域快速發(fā)展，信息通信技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邁上新臺階。但與制造強國相比，我國在智能制造方面還存在較大差距，制造業(yè)機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展很不平衡，一些突出問題迫切需要解決。

　　據(jù)了解，“十三五”期間，我國將聚焦“五三五十”重點任務，即：攻克高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等5類關(guān)鍵技術(shù)裝備，夯實智能制造標準、核心支撐軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大基礎(chǔ)，培育推廣離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務五種新模式，推進十大重點領(lǐng)域智能制造成套裝備集成應用，持續(xù)推動傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型。

　　據(jù)悉，下一步，我國將加快實施100項左右智能制造基礎(chǔ)共性標準和行業(yè)應用標準的修訂工作，通過智能制造工程、智能制造專項、試點示范、標準體系建設(shè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等措施的系統(tǒng)推進，夯實智能制造發(fā)展基礎(chǔ)，構(gòu)建新型制造體系，建設(shè)制造強國。

　　智能制造標準體系結(jié)構(gòu)與框架

　　智能制造標準體系結(jié)構(gòu)包括“A基礎(chǔ)共性”、“B關(guān)鍵技術(shù)”、“C重點行業(yè)”等三個部分，主要反映標準體系各部分的組成關(guān)系。智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

　　圖5 智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖

　　具體而言，A基礎(chǔ)共性標準包括基礎(chǔ)、安全、管理、檢測評價和可靠性等五大類，位于智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖的最底層，其研制的基礎(chǔ)共性標準支撐著標準體系結(jié)構(gòu)圖上層虛線框內(nèi)B關(guān)鍵技術(shù)標準和C重點行業(yè)標準；BA智能裝備標準位于智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖的B關(guān)鍵技術(shù)標準的最底層，與智能制造實際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密；在BA智能裝備標準之上是BB智能工廠標準，是對智能制造裝備、軟件、數(shù)據(jù)的綜合集成，該標準領(lǐng)域在智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖中起著承上啟下的作用；BC智能服務標準位于B關(guān)鍵技術(shù)標準的頂層，涉及到對智能制造新模式和新業(yè)態(tài)的標準研究；BD工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)標準與BE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準分別位于智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖的B關(guān)鍵技術(shù)標準的最左側(cè)和最右側(cè)，貫穿B關(guān)鍵技術(shù)標準的其它3個領(lǐng)域（BA、BB、BC），打通物理世界和信息世界，推動生產(chǎn)型制造向服務型制造轉(zhuǎn)型；C重點行業(yè)標準位于智能制造標準體系結(jié)構(gòu)圖的最頂層，面向行業(yè)具體需求，對A基礎(chǔ)共性標準和B關(guān)鍵技術(shù)標準進行細化和落地，指導各行業(yè)推進智能制造。

　　智能制造標準體系框架由智能制造標準體系結(jié)構(gòu)向下映射而成，是形成智能制造標準體系的基本組成單元。智能制造標準體系框架包括“A基礎(chǔ)共性”、“B關(guān)鍵技術(shù)”、“C重點行業(yè)”三個部分。智能制造標準體系框架如圖6所示。

　　圖6 智能制造標準體系框架（手機橫過來看）

　　智能制造標準體系建設(shè)指南

　　建設(shè)指南”明確了建設(shè)智能制造標準體系的總體要求、建設(shè)思路、建設(shè)內(nèi)容和組織實施方式，從生命周期、系統(tǒng)層級、智能功能等３個維度建立了智能制造標準體系參考模型，并由此提出了智能制造標準體系框架，框架包括“基礎(chǔ)”、“安全”、“管理”、“檢測評價”、“可靠性”等５類基礎(chǔ)共性標準和“智能裝備”、“智能工廠”、“智能服務”、“工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等5類關(guān)鍵技術(shù)標準以及在不同行業(yè)的應用標準。為便于企業(yè)參閱，“建設(shè)指南”對現(xiàn)有智能制造相關(guān)標準按“基礎(chǔ)共性”、“關(guān)鍵技術(shù)”和“重點行業(yè)”進行了分類整理。

　　“建設(shè)指南”以聚焦制造業(yè)優(yōu)勢領(lǐng)域、兼顧傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級為出發(fā)點，按照“共性先立、急用先行”原則，主要面向跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的系統(tǒng)集成類標準，通過統(tǒng)籌標準資源、優(yōu)化標準結(jié)構(gòu)，重點解決當前推進智能制造工作中遇到的數(shù)據(jù)集成、互聯(lián)互通等基礎(chǔ)瓶頸問題。“建設(shè)指南”采取滾動修訂制度，每２－３年修訂后發(fā)布。

　　1、基本原則

　　統(tǒng)籌規(guī)劃，分類施策。統(tǒng)籌標準資源，優(yōu)化標準結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)梳理國內(nèi)智能制造相關(guān)標準，以滿足智能制造發(fā)展需求為目標。聚焦《中國制造2025》提出的10大重點發(fā)展領(lǐng)域，兼顧傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，結(jié)合不同行業(yè)發(fā)展水平和行業(yè)特點，形成智能制造重點行業(yè)應用標準，構(gòu)建相互銜接、協(xié)調(diào)配套的標準體系。

　　跨界融合，急用先行。根據(jù)智能制造跨領(lǐng)域、跨行業(yè)及高度集成、系統(tǒng)融合等特點，針對當前推進智能制造工作中遇到的數(shù)據(jù)集成、互聯(lián)互通等關(guān)鍵瓶頸問題，優(yōu)先制定數(shù)據(jù)接口、通訊協(xié)議、語義標識等基礎(chǔ)共性標準。

　　立足國情，開放合作。結(jié)合我國智能制造標準基礎(chǔ)差，行業(yè)發(fā)展不平衡等特點，充分考慮標準的適用性，加強具有自主知識產(chǎn)權(quán)的標準制定與產(chǎn)業(yè)化，加強與先進制造國家和國際標準化組織的交流溝通，適時將我國自主知識產(chǎn)權(quán)標準上升為國際標準，同時，將適合我國制造業(yè)發(fā)展需求的國際標準適時轉(zhuǎn)化為國家標準，建立兼容性好、開放性強的智能制造標準體系。

　　2、建設(shè)目標

　　根據(jù)當前制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，智能制造標準體系將在５年內(nèi)建成并逐步完善，共分兩個階段完成：第一階段（2016-2017年）主要解決標準體系融合貫通和基礎(chǔ)標準缺失的問題，第二階段（2018-2020年）主要解決標準體系完善及標準在全制造業(yè)領(lǐng)域推廣應用的問題。具體是：

　　到2017年，初步建立智能制造標準體系。制定60項以上智能制造重點標準，按照“共性先立、急用先行”的立項原則，制定參考模型、術(shù)語定義、標識解析、評價指標等基礎(chǔ)共性標準和數(shù)據(jù)格式、通訊協(xié)議等關(guān)鍵技術(shù)標準，探索制定重點行業(yè)智能制造標準，并率先在《中國制造2025》十大重點領(lǐng)域取得突破。推動智能制造國家標準上升成為國際標準，標準應用水平和國際化水平明顯提高。

　　到2020年，建立起較為完善的智能制造標準體系。制修訂500項以上智能制造標準，基本實現(xiàn)基礎(chǔ)共性標準和關(guān)鍵技術(shù)標準全覆蓋，智能制造標準在企業(yè)得到廣泛的應用驗證，在制造業(yè)全領(lǐng)域推廣應用，促進我國智能制造水平大幅提升，我國智能制造標準國際競爭力顯著提升。

　　3、建設(shè)思路

　　國家智能制造標準體系按照“三步法”原則建設(shè)完成。

　　第一步，通過研究各類智能制造應用系統(tǒng)，提取其共性抽象特征，構(gòu)建由生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能組成的三維智能制造系統(tǒng)架構(gòu)，從而界定智能制造標準化的內(nèi)涵和外延，識別智能制造現(xiàn)有和缺失的標準，認知現(xiàn)有標準間的交叉重疊關(guān)系；

　　第二步，在深入分析標準化需求的基礎(chǔ)上，綜合智能制造系統(tǒng)架構(gòu)各維度邏輯關(guān)系，將智能制造系統(tǒng)架構(gòu)的生命周期維度和系統(tǒng)層級維度組成的平面自上而下依次映射到智能功能維度的五個層級，形成智能裝備、智能工廠、智能服務、工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等五類關(guān)鍵技術(shù)標準，與基礎(chǔ)共性標準和重點行業(yè)標準共同構(gòu)成智能制造標準體系結(jié)構(gòu)；

　　第三步，對智能制造標準體系結(jié)構(gòu)分解細化，進而建立智能制造標準體系框架，指導智能制造標準體系建設(shè)及相關(guān)標準立項工作。

　4、建設(shè)內(nèi)容

　　基礎(chǔ)共性標準主要包括基礎(chǔ)、安全、管理、檢測評價和可靠性等五個部分，如圖7所示。

　　圖7 基礎(chǔ)共性標準子體系

　　1、基礎(chǔ)標準

　　基礎(chǔ)標準主要包括術(shù)語定義、參考模型、元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)字典、標識等四個部分。

　　術(shù)語定義標準用于統(tǒng)一智能制造相關(guān)概念，為其他各部分標準的制定提供支撐；

　　參考模型標準用于幫助各方認識和理解智能制造標準化的對象、邊界、各部分的層級關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系；

　　元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)字典標準用于規(guī)定智能制造產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)涉及的元數(shù)據(jù)命名規(guī)則、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)元素和注冊要求、數(shù)據(jù)字典建立方法，為智能制造各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集成、交互共享奠定基礎(chǔ)；

　　標識標準用于對智能制造中各類對象進行唯一標識與解析，建設(shè)既與制造企業(yè)已有的標識編碼系統(tǒng)兼容，又能滿足設(shè)備IP化、智能化等智能制造發(fā)展要求的智能制造標識體系。

　　2、安全標準

　　安全標準主要包括功能安全和信息安全兩個部分。

　　功能安全標準用于保證安全控制系統(tǒng)在危險發(fā)生時正確地執(zhí)行其安全功能，從而避免因設(shè)備故障或系統(tǒng)功能失效而導致人身傷害、環(huán)境破壞及經(jīng)濟損失，主要包括功能安全要求和功能安全實施和管理等兩個部分。信息安全標準用于保證信息系統(tǒng)不因偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)能連續(xù)可靠正常地運行，主要包括軟件安全、設(shè)備信息安全、網(wǎng)絡信息安全、數(shù)據(jù)安全、信息安全防護等五個部分。

　　3、管理標準

　　管理標準主要包括信息安全管理體系和兩化融合管理體系兩個部分。

　　信息安全管理體系標準用于根據(jù)各行業(yè)智能制造特點和需求，聚焦制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制定智能制造信息安全管理標準，主要包括管理標準和安全監(jiān)管等兩個部分。兩化融合管理體系標準用于指導相關(guān)企業(yè)建立創(chuàng)新管理機制，保持可持續(xù)競爭優(yōu)勢，通過標準化工作改進兩化融合過程管理機制，主要包括要求、基礎(chǔ)和術(shù)語、實施指南、評估規(guī)范、審核指南等五個部分。

　　4、檢測評價標準

　　檢測評價標準主要包括測試項目、測試方法、測試設(shè)備、指標體系、評價方法、實施指南等六個部分。

　　測試項目標準用于指導智能制造裝備和系統(tǒng)在測試過程中的科學排序和有效管理。測試方法標準用于針對不同類型的智能制造裝備和系統(tǒng)，制定包括試驗內(nèi)容、方式、步驟、過程、計算分析等內(nèi)容的標準。測試設(shè)備標準用于保證智能制造裝備質(zhì)量和系統(tǒng)測試過程中，測試設(shè)備的穩(wěn)定運行和測試指標的精準可靠。指標體系標準用于對各智能制造應用領(lǐng)域、應用企業(yè)和應用項目開展評估，促進企業(yè)不斷提升智能制造水平。評價方法標準用于指導智能制造企業(yè)開展項目評價，制定智能制造評價指標體系。實施指南標準用于指導智能制造項目評價過程中開展具體實施工作。

　　5、可靠性標準

　　可靠性標準主要包括過程和技術(shù)方法兩個部分。

　　過程標準用于對智能制造系統(tǒng)可靠性要求、風險管理和壽命費用的分析，主要包括智能制造系統(tǒng)可靠性管理、智能制造裝備故障預測及健康管理和智能制造系統(tǒng)綜合保障等三個部分。技術(shù)方法標準用于指導智能制造系統(tǒng)可靠性分析評估和智能裝備可靠性設(shè)計及試驗驗證。