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“智能制造正成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容，是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進工業(yè)向中高端邁進、建設(shè)制造強國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。”工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長張相木接受專訪時強調(diào)。

為引領(lǐng)智能制造推向深入，工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會日前聯(lián)合發(fā)布了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》（以下簡稱《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國情，又與國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)，聚焦重點領(lǐng)域，從基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)、重點行業(yè)三個方面，構(gòu)建由5+5+10類標(biāo)準(zhǔn)組成的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架，為實施智能制造提供強有力的標(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》，成立了由工信部部內(nèi)司局牽頭，國內(nèi)智能制造相關(guān)標(biāo)委會、科研機構(gòu)、企業(yè)以及行業(yè)專家共同參加的智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作組，正式啟動了《建設(shè)指南》編制工作。

《建設(shè)指南》編制歷時一年，工作組系統(tǒng)研究了德國工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖和RAMI4.0模型、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)等國外先進成果，先后召開4次工作會，調(diào)研了近百家智能制造相關(guān)企業(yè)，組織全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（TC28）、全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC159)、全國工業(yè)過程測量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC124)、全國信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(TC260)等標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會梳理了1000余項與智能制造相關(guān)的已發(fā)布、制定中的標(biāo)準(zhǔn)，確定了“統(tǒng)籌規(guī)劃，分類施策”、“跨界融合，急用先行”、“立足國情，開放合作”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)化的對象、內(nèi)涵和外延，識別智能制造現(xiàn)有和缺失的標(biāo)準(zhǔn)，認知現(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)借鑒國外先進成果的基礎(chǔ)上，通過研究各類智能制造應(yīng)用系統(tǒng)，提取其共性抽象特征，構(gòu)建出由系統(tǒng)層級、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)鍵是實現(xiàn)貫穿企業(yè)設(shè)備層、控制層、車間層、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、智能功能和生命周期三個坐標(biāo)軸。標(biāo)準(zhǔn)化是確保實現(xiàn)全方位集成的關(guān)鍵途徑。

智能制造的系統(tǒng)層級體現(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。張相木指出，系統(tǒng)層級坐標(biāo)軸自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層，其中：

第一層設(shè)備層級是感知和執(zhí)行單元，包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器等，是企業(yè)進行生產(chǎn)活動的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；第二層控制層級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)場總線控制系統(tǒng)（FCS）等；第三層車間層級由控制車間/工廠進行生產(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)層級實現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營管理，包括企業(yè)資源計劃系統(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)同層級代表產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息，實現(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體，包括設(shè)計施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。第二層系統(tǒng)集成是指通過信息技術(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)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù)，實現(xiàn)機器之間、機器與控制系統(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，實現(xiàn)信息協(xié)同共享。第五層新興業(yè)態(tài)包括個性化定制、遠程運維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。

生命周期坐標(biāo)軸是由設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動組成的鏈?zhǔn)郊Ｉ芷谥懈黜椈顒酉嗷リP(guān)聯(lián)、相互影響。在智能制造的大趨勢下，企業(yè)從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)變，價值鏈得以延伸。

第二步：分為五類關(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)映射為五類關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和重點行業(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)層級維度和智能功能維度的節(jié)點之間相互映射，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)與智能制造實際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密，位于關(guān)鍵技術(shù)這一類標(biāo)準(zhǔn)的最底層；“智能工廠”標(biāo)準(zhǔn)，是對智能制造裝備、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，推動生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型；重點行業(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，對基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行細化和落地，指導(dǎo)各行業(yè)推進智能制造。

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。根據(jù)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖，對各領(lǐng)域進行進一步細化，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，并明確待立項重點標(biāo)準(zhǔn)，力爭在2016年立項20項以上智能制造標(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》的亮點和創(chuàng)新點，是一個復(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，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)機器人和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，分別從點、線、面三個方面詮釋智能制造重點領(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)層級的控制層級，以及智能功能的系統(tǒng)集成層。工業(yè)機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)層級的設(shè)備層級和控制層級，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)層級的設(shè)備、控制、工廠、企業(yè)和協(xié)同五個層級，以及智能功能的互聯(lián)互通。

應(yīng)特別注意的三個問題

張相木特別指出，在解讀《建設(shè)指南》時應(yīng)特別注意以下三個問題：

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)行等功能的先進制造過程、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)體系不是一個大而全的體系，而是一個聚焦在數(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溃菍崿F(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)體系將進行動態(tài)調(diào)整和完善。智能制造是一個動態(tài)發(fā)展的龐大系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)界對智能制造的認識將是一個不斷深入的過程。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系也必然是一個動態(tài)調(diào)整更新的過程。我們力圖通過本版《建設(shè)指南》打造一個基礎(chǔ)框架，并建立起動態(tài)更新完善機制，以2~3年為周期及時開展標(biāo)準(zhǔn)體系更新、標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審和維護更新工作。

《中國制造2025》是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng)。工信部明確，2016年要扎實推進《中國制造2025》“1X”體系，開展城市試點示范，完善重大產(chǎn)業(yè)工程布局協(xié)調(diào)機制，堅持創(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，推動兩化深度融合發(fā)展。