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建，逐漸形成了“地區、行業、企業協同推進，系統集成商、裝備制造商、研究機構、用戶聯合實施”的良好氛圍。

　　在近日舉行的全國智能制造試點示范經驗交流會上，工信部部長苗圩透露，自去年6月工信部聯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鍵技術裝備的集成應用，系統推進智能制造。

　　據了解，今年立項的133個重點智能制造項目分布在全國25個省區，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，提高了智能制造裝備自主安全可控水平，而且帶動社會投資100億元。

　　目前，我國長三角和珠三角的廣大制造企業已自發開展了“機器換人”，加快向數字化、網絡化、智能化轉型。據江蘇、廣東、浙江等省份的初步統計，制造業每年固定資產投資中，設備投資達1萬億元，其中數字化、智能化裝備占了相當大的份額，且比重越來越高。“中國已成為世界上最大的智能制造需求市場。”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，把大力發展自主品牌的智能制造裝備產業作為《中國制造2025》的重中之重，積極推進試點示范，實現自主品牌智能制造裝備和解決方案的大規模工程應用。

　　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，智能制造關鍵技術裝備實現了重要突破，高檔數控機床、工業機器人、智能儀器儀表等領域快速發展，信息通信技術日新月異，網絡基礎設施建設邁上新臺階。但與制造強國相比，我國在智能制造方面還存在較大差距，制造業機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區、不同行業、不同企業發展很不平衡，一些突出問題迫切需要解決。

　　據了解，“十三五”期間，我國將聚焦“五三五十”重點任務，即：攻克高檔數控機床與工業機器人、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類關鍵技術裝備，夯實智能制造標準、核心支撐軟件、工業互聯網三大基礎，培育推廣離散型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務五種新模式，推進十大重點領域智能制造成套裝備集成應用，持續推動傳統制造業智能轉型。

　　據悉，下一步，我國將加快實施100項左右智能制造基礎共性標準和行業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、工業互聯網等措施的系統推進，夯實智能制造發展基礎，構建新型制造體系，建設制造強國。

　　智能制造標準體系結構與框架

　　智能制造標準體系結構包括“A基礎共性”、“B關鍵技術”、“C重點行業”等三個部分，主要反映標準體系各部分的組成關系。智能制造標準體系結構圖如圖5所示。

　　圖5 智能制造標準體系結構圖

　　具體而言，A基礎共性標準包括基礎、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構圖的最底層，其研制的基礎共性標準支撐著標準體系結構圖上層虛線框內B關鍵技術標準和C重點行業標準；BA智能裝備標準位于智能制造標準體系結構圖的B關鍵技術標準的最底層，與智能制造實際生產聯系最為緊密；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、數據的綜合集成，該標準領域在智能制造標準體系結構圖中起著承上啟下的作用；BC智能服務標準位于B關鍵技術標準的頂層，涉及到對智能制造新模式和新業態的標準研究；BD工業軟件和大數據標準與BE工業互聯網標準分別位于智能制造標準體系結構圖的B關鍵技術標準的最左側和最右側，貫穿B關鍵技術標準的其它3個領域（BA、BB、BC），打通物理世界和信息世界，推動生產型制造向服務型制造轉型；C重點行業標準位于智能制造標準體系結構圖的最頂層，面向行業具體需求，對A基礎共性標準和B關鍵技術標準進行細化和落地，指導各行業推進智能制造。

　　智能制造標準體系框架由智能制造標準體系結構向下映射而成，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基礎共性”、“B關鍵技術”、“C重點行業”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指南

　　建設指南”明確了建設智能制造標準體系的總體要求、建設思路、建設內容和組織實施方式，從生命周期、系統層級、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”、“安全”、“管理”、“檢測評價”、“可靠性”等５類基礎共性標準和“智能裝備”、“智能工廠”、“智能服務”、“工業軟件和大數據”、“工業互聯網”等5類關鍵技術標準以及在不同行業的應用標準。為便于企業參閱，“建設指南”對現有智能制造相關標準按“基礎共性”、“關鍵技術”和“重點行業”進行了分類整理。

　　“建設指南”以聚焦制造業優勢領域、兼顧傳統產業轉型升級為出發點，按照“共性先立、急用先行”原則，主要面向跨領域、跨行業的系統集成類標準，通過統籌標準資源、優化標準結構，重點解決當前推進智能制造工作中遇到的數據集成、互聯互通等基礎瓶頸問題。“建設指南”采取滾動修訂制度，每２－３年修訂后發布。

　　1、基本原則

　　統籌規劃，分類施策。統籌標準資源，優化標準結構，系統梳理國內智能制造相關標準，以滿足智能制造發展需求為目標。聚焦《中國制造2025》提出的10大重點發展領域，兼顧傳統產業轉型升級，結合不同行業發展水平和行業特點，形成智能制造重點行業應用標準，構建相互銜接、協調配套的標準體系。

　　跨界融合，急用先行。根據智能制造跨領域、跨行業及高度集成、系統融合等特點，針對當前推進智能制造工作中遇到的數據集成、互聯互通等關鍵瓶頸問題，優先制定數據接口、通訊協議、語義標識等基礎共性標準。

　　立足國情，開放合作。結合我國智能制造標準基礎差，行業發展不平衡等特點，充分考慮標準的適用性，加強具有自主知識產權的標準制定與產業化，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權標準上升為國際標準，同時，將適合我國制造業發展需求的國際標準適時轉化為國家標準，建立兼容性好、開放性強的智能制造標準體系。

　　2、建設目標

　　根據當前制造業發展現狀，智能制造標準體系將在５年內建成并逐步完善，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領域推廣應用的問題。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、術語定義、標識解析、評價指標等基礎共性標準和數據格式、通訊協議等關鍵技術標準，探索制定重點行業智能制造標準，并率先在《中國制造2025》十大重點領域取得突破。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，基本實現基礎共性標準和關鍵技術標準全覆蓋，智能制造標準在企業得到廣泛的應用驗證，在制造業全領域推廣應用，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、建設思路

　　國家智能制造標準體系按照“三步法”原則建設完成。

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

　　第二步，在深入分析標準化需求的基礎上，綜合智能制造系統架構各維度邏輯關系，將智能制造系統架構的生命周期維度和系統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、工業軟件和大數據、工業互聯網等五類關鍵技術標準，與基礎共性標準和重點行業標準共同構成智能制造標準體系結構；

　　第三步，對智能制造標準體系結構分解細化，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及相關標準立項工作。

　4、建設內容

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

　　圖7 基礎共性標準子體系

　　1、基礎標準

　　基礎標準主要包括術語定義、參考模型、元數據與數據字典、標識等四個部分。

　　術語定義標準用于統一智能制造相關概念，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、各部分的層級關系和內在聯系；

　　元數據和數據字典標準用于規定智能制造產品設計、生產、流通等環節涉及的元數據命名規則、數據格式、數據模型、數據元素和注冊要求、數據字典建立方法，為智能制造各環節產生的數據集成、交互共享奠定基礎；

　　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，建設既與制造企業已有的標識編碼系統兼容，又能滿足設備IP化、智能化等智能制造發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在危險發生時正確地執行其安全功能，從而避免因設備故障或系統功能失效而導致人身傷害、環境破壞及經濟損失，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不因偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統能連續可靠正常地運行，主要包括軟件安全、設備信息安全、網絡信息安全、數據安全、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各行業智能制造特點和需求，聚焦制造關鍵環節，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管等兩個部分。兩化融合管理體系標準用于指導相關企業建立創新管理機制，保持可持續競爭優勢，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、基礎和術語、實施指南、評估規范、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，制定包括試驗內容、方式、步驟、過程、計算分析等內容的標準。測試設備標準用于保證智能制造裝備質量和系統測試過程中，測試設備的穩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域、應用企業和應用項目開展評估，促進企業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方法兩個部分。

　　過程標準用于對智能制造系統可靠性要求、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綜合保障等三個部分。技術方法標準用于指導智能制造系統可靠性分析評估和智能裝備可靠性設計及試驗驗證。