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文檔簡介
中國智能制造發(fā)展研究報告
標準化
中國電子技術標準化研究院
地址:北京市東城區(qū)安定門東大街1號
郵編:100007
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目錄
前言................................................................................................................................I
智能制造:標準先行...................................................................................................1
(一)世界主要國家持續(xù)關注智能制造.................................................................1
(二)上述國家智能制造戰(zhàn)略分析.........................................................................2
(三)國際標準化組織發(fā)力智能制造標準.............................................................3
(四)國際標準化組織智能制造標準現(xiàn)狀分析.....................................................4
系統(tǒng)推進:成效顯著...................................................................................................8
(一)探索期(2015-2017年).................................................................................9
(二)成長期(2018-2020年)...............................................................................12
(三)深化期(2021—至今).................................................................................17
標準應用:引領發(fā)展.................................................................................................28
(一)以評促建助力能力提升.................................................................................28
(二)標準加速工廠數字化進程.............................................................................30
(三)車間標準促進復制推廣.................................................................................32
(四)系統(tǒng)集成解決信息孤島.................................................................................34
(五)設備互聯(lián)互通提升工業(yè)數據供給.................................................................36
(六)智能裝備提升物流效率.................................................................................38
(七)機器視覺帶動質檢變革.................................................................................40
(八)個性化定制提升產品競爭力.........................................................................42
(九)遠程運維延長企業(yè)價值鏈.............................................................................44
(十)供應鏈協(xié)同重塑供銷業(yè)務.............................................................................45
行而不輟:未來可期.................................................................................................48
結語.............................................................................................................................50
附件1:面向場景應用標準群建設..........................................................................51
基礎篇—智能制造:標準先行
基礎篇
智能制造:標準先行
面對嚴峻復雜的國際形勢,世界主要國家積極把握新一
輪科技變革和產業(yè)變革的機遇,將智能制造作為搶占新競爭
優(yōu)勢的戰(zhàn)略選擇。尤其是面對新冠疫情突發(fā)等不確定因素對
全球經濟復蘇、產業(yè)鏈供應鏈安全穩(wěn)定造成的嚴重沖擊,智
能制造在賦能實體經濟發(fā)展、確保關鍵產品穩(wěn)定供給、提升
產業(yè)鏈供應鏈韌性方面發(fā)揮了不可替代的作用。
(一)世界主要國家持續(xù)關注智能制造
工業(yè)4.0概念最先由德國于2011年提出,本質是以機
械化、自動化和信息化為基礎,建立智能化新型生產模式與
產業(yè)結構。德國將標準化工作排在工業(yè)4.0八大關鍵領域的
首位,持續(xù)發(fā)布四版《工業(yè)4.0標準化路線圖》,梳理重點
方向的標準化需求,詳細闡述各方向的標準化進展和建議,
對德國工業(yè)4.0領域標準研制以及國際標準化合作具有指引
作用。
美國2012年以來持續(xù)發(fā)布智能制造系列戰(zhàn)略,2022年
10月發(fā)布了《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略》,更加突出強調為美國
制造業(yè)注入新活力的重要性以及構建制造業(yè)供應鏈彈性的
緊迫性,明確建議制定數據兼容性標準,實現(xiàn)智能制造的無
縫集成,引領智能制造未來發(fā)展。
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基礎篇—智能制造:標準先行
2021年11月,俄羅斯發(fā)布了《制造業(yè)數字化轉型戰(zhàn)略
方向》,規(guī)定在生產實踐中積極應用人工智能、新型制造等
6項關鍵創(chuàng)新技術,并設置智能制造項目建立高效系統(tǒng),提
高勞動生產率,減低生產成本。
2020年3月,歐盟委員會發(fā)布了《歐洲新工業(yè)戰(zhàn)略》,
旨在幫助歐洲工業(yè)向氣候中立和數字化轉型,并提升其全球
競爭力和戰(zhàn)略自主性。其中指出了標準化工作對與單一市場
及行業(yè)競爭力的重要性,“單一市場依賴于經過標準化和認
證過的穩(wěn)健且運作良好的體系”,“制定新的標準和技術法
規(guī),以及歐盟更多地參與國際標準化機構的活動,對提高行
業(yè)競爭力至關重要?!?/p>
日本每年發(fā)布《制造業(yè)白皮書》,定期對日本制造業(yè)的
現(xiàn)狀和主要挑戰(zhàn)進行描述,并給出推動制造業(yè)發(fā)展的主要舉
措。2018年版《制造業(yè)白皮書》強調通過連接人、設備、系
統(tǒng)、技術等創(chuàng)造新的附加值,正式明確將互聯(lián)工業(yè)作為制造
業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,搶抓產業(yè)創(chuàng)新和社會轉型的先機。2020
年版《制造業(yè)白皮書》中指出推進以數字技術適應外部環(huán)境
變化,提高日本制造企業(yè)動態(tài)適應能力。
(二)上述國家智能制造戰(zhàn)略分析
各國注重結合自身制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀建立適合本國國情
的智能制造發(fā)展路徑,均注重智能制造頂層設計,打造多方
共同參與的生態(tài)發(fā)展環(huán)境。不同之處在于德國注重通過智能
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基礎篇—智能制造:標準先行
化手段對生產方式流程再造,美國注重應用前沿科技旨在引
領全球數字化轉型,歐盟注重建立單一市場及提升行業(yè)競爭
力,俄羅斯注重技術研發(fā)夯實轉型基礎,日本注重提升某一
制造環(huán)節(jié)的智能化與數字化程度。然而,美國、歐盟等國家
和地區(qū)戰(zhàn)略均將標準化視為組成部分之一,闡述了其重要
性,并強調從自身產業(yè)出發(fā)積極參與國際標準化的相關舉
措。
(三)國際標準化組織發(fā)力智能制造標準
ISO、IEC、ITU、IEEE等標準化組織在近年來紛紛加強
對智能制造標準化的關注力度,不僅設置了相關的委員會來
協(xié)調推進其內部的標準化工作,同時推動立項了一批重要的
國際標準。
ISO/TMB(國際標準化組織標準管理局)于2017年成
立ISO/SMCC(智能制造協(xié)調委員會),負責協(xié)調智能制造
相關工作,編寫智能制造用例。2021年8月,ISO/SMCC發(fā)
布《智能制造白皮書》,介紹智能制造的促成因素、增強因
素和影響效果,并提出ISO推進智能制造概念的路線圖。
IEC/SMB(國際電工委員會標準管理局)于2018年成
立IEC/SyCSM(智能制造系統(tǒng)委員會),負責統(tǒng)籌協(xié)調、
制定智能制造標準化的頂層設計及研制基礎標準。此外
IEC/SyCSM和ISO/SMCC共同成立了OF1智能制造標準圖
工作組,梳理智能制造相關國際標準和術語。
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基礎篇—智能制造:標準先行
IEC/TC65(工業(yè)測量控制和自動化技術委員會)與
ISO/TC184(自動化系統(tǒng)與集成技術委員會)聯(lián)合成立
JWG21智能制造參考模型聯(lián)合工作組,研制了IEC63339《智
能制造統(tǒng)一參考模型》國際標準,以提出全球統(tǒng)一的智能制
造參考模型。
ISO/IECJTC1(ISO、IEC第1聯(lián)合技術委員會)圍繞
數字孿生、人工智能、物聯(lián)網、大數據等智能制造重點賦能
技術,研制了ISO/IECCDV30173《數字孿生概念與術語》、
ISO/IECCD5392《信息技術人工智能知識工程參考架構》
等基礎性標準。
ITU(國際電信聯(lián)盟)下設的物聯(lián)網及其應用研究組認
為智能制造是物聯(lián)網技術的重要應用之一,開展智能制造相
關標準研制。
(四)國際標準化組織智能制造標準現(xiàn)狀分析
自2015年以來,ISO、IEC、ITU、IEEE等組織研制發(fā)
布的智能制造相關國際標準已覆蓋了基礎共性標準、智能裝
備標準、智能工廠標準、智能賦能技術標準等多個方面。
在基礎共性標準方面,聚焦了智能制造術語、用例、安
全性、可靠性、評估及檢測等細分方向,形成了IECTR
63283-1:2022《工業(yè)過程測量、控制和自動化智能制造第1
部分:術語和定義》、IECTR63283-2:2022《工業(yè)過程測量、
控制和自動化智能制造第2部分:用例》、IECTR
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基礎篇—智能制造:標準先行
63283-3:2022《工業(yè)過程測量、控制和自動化智能制造第3
部分:網絡安全挑戰(zhàn)》等標準,安全性國際標準分布占比達
57.89%,基礎共性相關國際標準分布情況如圖1所示。
圖1基礎共性相關國際標準分布情況
在智能裝備方面,主要涉及數控機床、控制系統(tǒng)、機器
人等細分方向,形成了ISO23704-1:2022《信息物理控制智
能機床系統(tǒng)(CPSMT)的一般要求第1部分:概述和基本原
則》、ISO23704-2:2022《信息物理控制智能機床系統(tǒng)(CPSMT)
的通用要求第2部分:用于減材制造的CPSMT參考架構》、
ISO11593:2022《工業(yè)環(huán)境機器人自動末端執(zhí)行器交換系
統(tǒng)詞匯》等標準。智能裝備相關國際標準分布情況如下圖2
所示。
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基礎篇—智能制造:標準先行
圖2智能裝備相關國際標準分布情況
在智能工廠方面,主要聚焦智能工廠設計、智能生產、
智能物流、智能管理等細分方向,形成了IEC62832-1:2020
《工業(yè)過程測量、控制和自動化數字工廠框架第1部分:
一般原則》、ISO16400-1:2020《自動化系統(tǒng)和集成虛擬生
產系統(tǒng)的設備行為目錄第1部分:概述》、IEC
62264-2:2015《企業(yè)控制系統(tǒng)集成第2部分:企業(yè)控制系統(tǒng)
集成的對象和屬性》等標準。智能工廠相關國際標準分布情
況如圖3所示。
圖3智能工廠相關國際標準分布情況
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基礎篇—智能制造:標準先行
在智能賦能技術方面,主要聚焦了大數據、人工智能、
邊緣計算、數字孿生、區(qū)塊鏈等細分方向,形成了ISO
8000-8:2015《數據質量第8部分:信息和數據質量:概念
和測量》、ISO/IEC20547-3:2020《信息技術大數據參考
架構第3部分:參考架構》、ISO/IECTS4213:2022《信
息技術人工智能機器學習分類性能評估》、ISO/IECTR
30164:2020《物聯(lián)網(IoT)邊緣計算》等標準。智能賦能
技術相關國際標準分布情況如圖4所示。
圖4智能賦能技術相關國際標準分布情況
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
發(fā)展篇
系統(tǒng)推進:成效顯著
我國智能制造標準化工作伴隨著制造業(yè)轉型升級、高質
量發(fā)展,逐漸形成了具有中國特色的智能制造標準化工作機
制,從探索期走過成長期邁入深化期。標準化主要工作及成
效如圖5所示。
圖5標準化主要工作及成效
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
(一)探索期(2015-2017年)
智能制造作為我國制造強國建設的主攻方向,是我國制
造業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢、實現(xiàn)轉型升級的關鍵所在。智能制
造是制造技術與信息技術的深度融合與創(chuàng)新集成,標準是智
能制造發(fā)展的重要技術基礎,我國智能制造標準化工作與國
際先進國家?guī)缀跬瑫r起步,因此智能制造標準化工作只能在
探索中前進,在前進中探索。通過3年的努力,我國探索出
了一條以政策為指引,標準體系構建為重點任務,綜合標準
化項目為手段,國內國際并行的多部門聯(lián)動協(xié)調推進的道
路。探索期亟待解決的問題及主要做法如圖6所示。
圖6探索期亟待解決的問題及主要做法
政策明確智能制造標準化支撐引領工作定位。我國制造
業(yè)增加值規(guī)模連續(xù)五年位居世界首位,經濟發(fā)展進入新常
態(tài),建立起門類齊全、獨立完整的制造體系,與此同時,也
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
存在制造業(yè)大而不強、自主創(chuàng)新能力弱、資源能源利用效率
低、產業(yè)結構不合理等多種亟待解決的問題。在此背景下,
為全面貫徹黨的十八大和十八屆二中、三中、四中全會精神,
2016年8月和12月先后印發(fā)《智能制造工程實施指南
(2016-2020)》和《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》。
《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》的發(fā)布明確了智能
制造的范疇和智能制造標準化工作的支撐地位,給出智能制
造探索期標準化工作的目標、任務等內容,為后續(xù)智能制造
標準化工作指明了方向。
智能制造標準化協(xié)調工作機制為標準化工作保駕護航。
在政策的指引和前期已有標準化工作基礎前提下,2016年8
月22日,國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部會同國
家發(fā)展和改革委員會、科技部、財政部、中國工程院等有關
部門,組織全國專業(yè)標準化技術委員會、研究機構、企業(yè)、
專家,成立了國家智能制造標準化協(xié)調推進組、總體組和專
家咨詢組,形成了以總體組為牽引的協(xié)調推進工作機制。一
方面充分利用現(xiàn)有多部門協(xié)調、多標委會協(xié)作的工作機制,
形成合力,凝聚國內外標準化資源,充分調動標準化各利益
相關方的積極性,扎實構建滿足產業(yè)發(fā)展所需的智能制造標
準體系;另一方面由于智能制造是一項復雜的系統(tǒng)工程,在
探索過程中必然會出現(xiàn)的重復立項、技術交叉等問題,通過
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
總體組實現(xiàn)了信息技術、系統(tǒng)集成、安全、儀器儀表等制造
業(yè)關鍵技術領域的協(xié)調統(tǒng)一。
標準體系為智能制造標準研制提供依據。在工業(yè)和信息
化部、國家標準化委員會等多部門指導下,國家智能制造標
準化總體組組織各成員單位,集專家咨詢組智慧,在分析國
際智能制造標準化發(fā)展趨勢基礎上,立足我國工業(yè)的實際情
況,站在產業(yè)的高度,運用系統(tǒng)的分析方法針對智能制造標
準化對象及其相關要素進行整體標準化研究,做好頂層設
計,制定并印發(fā)了《國家智能制造標準體系建設指南(2015
年版)》,解決了智能制造標準立項過程中,體系位置無據
可依的問題,科學地提出了基礎共性、關鍵技術、行業(yè)應用
構成的標準體系架構。
標準化試驗驗證項目加速標準供給力度。依據國家標準
體系,梳理不同領域標準化缺失情況,探索了一條以智能制
造標準化專項引領制定標準的道路。工業(yè)和信息化部自2015
年起累計支持163項智能制造綜合標準化試驗驗證項目,引
導龍頭企業(yè)、科研院所聯(lián)合開展標準研制和試驗驗證,搭建
191個標準試驗驗證平臺,為標準研制、技術研發(fā)、解決方案
錘煉、產業(yè)應用推廣提供了“一站式”服務平臺,形成了近
500多項標準草案,為后續(xù)智能制造標準立項奠定了基礎,
截止到2017年,發(fā)布53項國家標準,新增38項國家標準
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
計劃立項。
堅持開放合作提升國際標準化工作能力。智能制造標準
化工作一直堅持國內國際同步開展的原則,不僅有序推進國
內智能制造標準化工作,也積極開展雙邊、多邊合作,2015
年5月,中德雙方共同簽署《中德智能制造/工業(yè)4.0標準化
工作組組成方案》,并就智能制造參考架構進行了深入合作,
截止到2017年,共計發(fā)布6項報告。組織我國專家積極參與
國家標準化工作,發(fā)布13項國際標準,學習國際先進經驗的
同時,也貢獻了我國的成功經驗,國際標準化組織研究吸納
我國智能制造參考架構、美國智能制造生態(tài)系統(tǒng)、德國工業(yè)
4.0參考模型、日本工業(yè)價值鏈計劃等先進成果,歸納提出智
能制造統(tǒng)一參考模型。
(二)成長期(2018-2020年)
經過探索期,智能制造標準化工作在組織建設、頂層規(guī)
劃、標準研制、國際標準化等方面都形成了一批成果,在2018
年是全面貫徹黨得十九大精神的開局之年,正式進入了成長
期。習近平總書記在兩院院士大會上的講話明確指出“要推
進互聯(lián)網、大數據、人工智能同實體經濟深度融合,做大做
強數字經濟。要以智能制造為主攻方向推動產業(yè)技術變革和
優(yōu)化升級,推動制造業(yè)產業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉變,以
“鼎新”帶動“革故”,以增量帶動存量,促進我國產業(yè)邁
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
向全球價值鏈中高端?!薄T谶@一階段,智能制造標準化工
作重點從初步構建逐步轉向頂層規(guī)劃迭代完善、重點領域標
準研制、行業(yè)智能制造標準實施路徑探索,在國際標準化關
鍵領域取得了關鍵進展。成長期主要工作及主要做法如圖7
所示。
圖7成長期主要工作及主要做法
政策持續(xù)引導明確階段性任務。為推動制造強國建設,
加快實現(xiàn)高質量發(fā)展,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關于做好
2018年工業(yè)質量品牌建設工作的通知》,通知中不僅提出要
“深入實施智能制造工廠,總結發(fā)展經驗和模式,加快智能
制造在重點領域和傳統(tǒng)行業(yè)的普及及應用”,還明確了“完
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
善智能制造標準體系,加快基礎共性與關鍵技術標準研制,
支持標準推廣應用和國際合作?!钡葮藴驶蝿铡?/p>
標準體系緊跟產業(yè)技術發(fā)展趨勢。為加快推進智能制造
綜合標準化工作,加強頂層設計,發(fā)揮智能制造標準規(guī)范和
引領作用,國家智能制造標準化總體組在工業(yè)和信息化部、
國家標準化管理委員會指導下,組織成員單位、專家咨詢組
專家分析了國際智能制造標準化發(fā)展趨勢,總結我國智能制
造標準化需求,發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南
(2018年版)》。在這一階段,繼續(xù)延續(xù)了基礎共性、關鍵
技術、行業(yè)應用的總體架構,緊跟技術發(fā)展趨勢,完善并規(guī)
范了各部分組成,如將“BD工業(yè)軟件和大數據”調整成了涵
蓋人工智能、工業(yè)大數據、工業(yè)軟件、工業(yè)云和邊緣計算的
“智能賦能技術”。
標準研制成果實現(xiàn)了量的突破。基于前期綜合標準化專
項形成的一批經過試驗驗證、平臺研制和現(xiàn)場驗證的國家標
準草案,這一時期國家標準申請立項135項,新增立項較探
索期增加255.63%,即包含了統(tǒng)一認識的《智能制造系統(tǒng)架
構》,又包含了《數字化車間通用技術要求》等數字化車
間/智能工廠建設、《智能制造大規(guī)模個性化定制通用要
求》等新模式應用等國家標準計劃,如,2015年,“功能安
全和工業(yè)信息安全標準研究和驗證平臺建設”項目中《數字
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
化車間信息安全要求》《數字化車間功能安全要求》《數字
化車間可靠性通用要》等數字化車間標準草案全部于2018
年完成標準立項。截止至2020年,成長期發(fā)布86項,新增
發(fā)布較探索期增長62.26%,為解決標準化實踐過程中互聯(lián)互
通的問題,在加大研制的同時,通過采標發(fā)布了一批“OPC
統(tǒng)一架構”、“工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成”等國家標準。
行業(yè)智能制造標準實踐路徑探索逐步開展。隨著智能制
造標準化工作的縱深推進,涌現(xiàn)出一批應用標準指導生產、
管理的具有鮮明行業(yè)特色的龍頭企業(yè),如,海爾依據大規(guī)模
個性化定制標準開發(fā)的COSMO平臺實現(xiàn)了消費電子定制生產
整個產品生產周期3-7天,產品交付周期目前達到7-15天,
從整體的運營效率上,生產效率提升60%,資金周轉天數
(CCC)達到-10天。船舶行業(yè)依托前期“海洋工程裝備及高
技術船舶智能制造綜合標準化試驗驗證研究”“海洋工程裝
備智能制造綜合標準化應用驗證”等專項研究基礎,船舶裝
備針對行業(yè)多品種、小批量、離散性的特點,以打造具有協(xié)
同設計和制造能力的智能船廠為目標,船舶制造企業(yè)、工藝
研究院所、標準科研機構聯(lián)合制定并發(fā)布了《船舶行業(yè)智能
制造標準體系建設指南(2020版)》。除船舶行業(yè)外,印刷
行業(yè)還以行業(yè)標準形式開展了行業(yè)標準體系探索,并發(fā)布了
《印刷智能制造標準體系表》行業(yè)標準。
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
智能制造關鍵領域國際標準取得明顯進展。2018年至
2020年,國際標準新增發(fā)布15項。組織制定了數據模型、
系統(tǒng)集成等基礎標準,建立對于智能制造基礎框架、交互規(guī)
范、可靠性等內容的共同認識。如,IEC/TC65制定發(fā)布《工
業(yè)自動化設備和系統(tǒng)可靠性》系列標準,ISO/IECJTC1制定
發(fā)布物聯(lián)網領域參考架構、傳輸互操作等系列標準,智能制
造協(xié)調委員會和智能制造系統(tǒng)委員會聯(lián)合制定《智能制造標
準圖譜》等。在新興技術與制造業(yè)融合領域,數字孿生、人
工智能、5G等成績喜人。如ISO/IECJTC1推動研制了《數
字孿生概念和術語》、ISO/TC184推動研制了《制造業(yè)數
字孿生框架》系列標準、IEC/SC65C制定了《基于5G技術
的工業(yè)無線通信網絡技術規(guī)范》等。在積極參與國際標準化
工作同時,中德工業(yè)4.0標準化工作組,持續(xù)推進合作交流,
召開副部長級會議,形成中德系統(tǒng)架構互認等領域的63項
合作共識,共計發(fā)布《中德智能制造/工業(yè)4.0功能安全白
皮書》等13項報告,經過中德雙方專家研究對比互認36項
標準。為多維度推動國際標準化工作,成立電氣與電子工程
師協(xié)會智能制造標準化委員會。
組織建設順應智能制造發(fā)展需求。為在新形勢下更好地
推進智能制造標準化工作,2020年,工信部會同市場監(jiān)管總
局推動國家智能制造標準化協(xié)調推進組、總體組和專家咨詢
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
組換屆工作。一方面,協(xié)調推進組組長由兩部委有關領導擔
任,進一步提升了智能制造標準化工作的協(xié)調力度;另一方
面,總體組還擴充了像鋼鐵、印刷、有色等細分行業(yè)技術委
員會和西門子、施耐德、菲尼克斯等外資企業(yè),從組織架構
上不斷完善確保智能制造標準化工作先進性。
(三)深化期(2021—至今)
經歷了探索期、成長期,在“十四五”開局之年,智能
制造標準化工作邁入了深化期,在這一階段,前期標準研制
成果逐漸成熟發(fā)布,在關鍵數字化車間建設、智能服務等場
景形成一批標準群,除新增關鍵技術領域繼續(xù)加強標準研制
外,逐漸從標準研制的重心向應用推廣轉移。深化期工作重
點和主要任務如圖8所示。
圖8深化期工作重點和主要任務
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
堅持智能制造標準化工作基礎支撐地位不動搖?!丁笆?/p>
四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出“深化推進標準化工作”,
并針對標準化工作制定了詳細的智能制造標準領航行動。與
上一個時期相比,標準體系建設不僅要迭代更新《國家智能
制造標準體系》,還要加快開展紡織、石化、建材等具體細
分領域行業(yè)應用標準體系;標準研制在加快數字孿生、人機
協(xié)作、智慧動應力等基礎共性和關鍵技術標準制修訂國家標
準外,還要加快開展行業(yè)應用標準研制;標準推廣應用首次
提出要開展智能制造應用試點,并形成國家、行業(yè)、團體標
準協(xié)調配套的標準群,并將試點成果在中小企業(yè)和行業(yè)上下
游企業(yè)進行推廣;標準國際合作繼續(xù)堅持加強雙邊、多邊標
準化交流機制,積極參與國際標準化活動,提升中國方案貢
獻度。
標準體系建設形成“國家+行業(yè)”的體系支撐架構。為
深入貫徹《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五
年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》《國家標準化發(fā)展綱要》
《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》關于完善智能制造標準體
系的工作部署,工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會聯(lián)
合發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南(2021版)》,
第三版國家標準體系在集成體系架構不變的前提下,不僅增
加了人員能力、數字孿生、區(qū)塊鏈、智慧供應鏈等基礎共性
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
和關鍵技術內容,還根據行業(yè)智能制造發(fā)展需求將更多民生
領域行業(yè)納入到行業(yè)應用部分。國家標準體系不斷優(yōu)化的同
時,逐漸向各行業(yè)智能制造標準體系沿伸,形成了“國家+
行業(yè)”的創(chuàng)新標準頂層設計,國家標準體系與行業(yè)標準體系
的關系如圖9所示。遵照國家智能制造標準體系建設指南,
部分行業(yè)在智能制造企業(yè)典型經驗和應用實踐的基礎上,凝
練行業(yè)共性需求,引導船舶總裝、建材、石化、有色、鋼鐵、
紡織等14個行業(yè)開展細分行業(yè)標準體系建設,形成了“國
家+行業(yè)”的標準體系支撐架構。目前,船舶總裝、建材、
印刷、石化已發(fā)布,有色已完成公開征求意見,細分行業(yè)智
能制造標準體系研制情況如圖10所示。
圖9國家標準體系與行業(yè)標準體系的關系
19
發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
圖10細分行業(yè)智能制造標準體系研制情況
智能制造國家標準基本實現(xiàn)全覆蓋,行業(yè)標準進入加速
研制階段。根據國家智能制造標準化總體組對《國家智能制
造標準體系建設指南》附件3中智能制造基礎共性和關鍵技
術國家標準狀態(tài)跟蹤及數量統(tǒng)計,截止到2022年10月31
日,國家標準共計發(fā)布343項,在研72項國家標準,除通
用標準外,還包含3項已發(fā)布和1項在研的覆蓋船舶總裝、
電力裝備、汽車電子的具有行業(yè)特色的國家標準,國家標準
發(fā)布增速明顯;行業(yè)標準研制進度加快,共計發(fā)布15項,
在研14項,較成長期,發(fā)布量增長率達550%、立項增長率
達150%,主要覆蓋印刷、電子、鋼鐵、機械/旋轉電機、輕
工、紡織、機械/低壓電器、通信/石化、有色金屬等9個細
分行業(yè)。在標準數量不斷增長的同時,為更好的指導標準應
用,以標準編制者和企業(yè)應用實踐為出發(fā)點,初步統(tǒng)計形成
了263項核心標準,其中,已發(fā)布165項,制定中61項,
待立項37項,基本能滿足企業(yè)實踐需求,智能制造核心標
準分布如圖11所示。
20
發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
21
發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
22
發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
23
發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
圖11智能制造核心標準分布圖
標準群建設基本實現(xiàn)企業(yè)規(guī)劃、建設、運營管理、服務
模型等主要場景全覆蓋。根據企業(yè)實踐需求,國家智能制造
標準化總體組對《國家智能制造標準體系建設指南》附件3
中智能制造基礎共性和關鍵技術國家標準開展了面向場景
的標準群梳理,形成了覆蓋頂層規(guī)劃、智能工廠建設、智能
生產及管理、智能服務等方面的評建一體化、數字化車間、
智能工廠、信息安全防護、集成優(yōu)化、裝備互聯(lián)互通、數字
化仿真、工藝設計數字化、生產計劃優(yōu)化、質量管控、物流
倉儲、大規(guī)模個性化定制、遠程運維、預測性維護、網絡協(xié)
同制造、網絡協(xié)同設計等16個具體場景的“標準群”,智能
制造標準群場景覆蓋情況如圖12所示。這些標準群已面向不
同場景開展應用實踐,形成了初步成效。如,代表性基礎共
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
性標準為行業(yè)、企業(yè)實施智能制造提供了參考,《智能制造
能力成熟度模型》《智能制造能力成熟度評估方法》已在機
械、石化、紡織、建材、食品、電子、醫(yī)藥等31多個行業(yè)獲
得應用,16個地區(qū)依據標準開展了區(qū)域級智能制造評估評
價,超過4萬多家企業(yè)通過平臺完成能力成熟度自評估,徐
工、中車等企業(yè)依照標準開展了集團級智能制造能力提升專
項行動。與此同時,機床、船舶、電氣設備、動力電池等行
業(yè)已經在數字化車間、智能工廠、網絡協(xié)同制造、遠程運維
等方面進行了行業(yè)探索,并形成了面向行業(yè)應用的標準。機
床行業(yè)由于其離散型制造、產品結構與制造工藝比較復雜及
產品維護難度高等特點,更聚焦車間工廠建設、遠程運維;
船舶行業(yè)由于其多品種、小批量、離散性、工序多等特點更
聚焦網絡協(xié)同制造。
圖12智能制造標準群場景覆蓋情況
標準應用推廣進入新階段。應用推廣既是深化期的重要
任務也是主要特征,2022年工業(yè)和信息化部、國家標準化管
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
理委員會聯(lián)合開展了“2022年度智能制造標準應用試點”工
作,共計收到33個省、自治區(qū)、直轄市及計劃單列市的219
個項目申報書,覆蓋了26個制造業(yè)行業(yè)二級分類,主要工業(yè)
門類實現(xiàn)全覆蓋。其中,智能車間/工廠建設類173個,占申
報總數的79%,試點應用數量最多的標準除前面提到的評估
標準外,《智能工廠通用技術要求》《數字化車間通用技
術要求》《工業(yè)企業(yè)信息化集成系統(tǒng)規(guī)范》等總體要求及規(guī)
范類建設類標準得到了企業(yè)普遍的仍可。此外,從申報情況,
我們還發(fā)現(xiàn)越來越多的中小企業(yè)開始探索以標準指導車間
和工廠建設、機器視覺產業(yè)逐步形成、個性化大規(guī)模定制和
遠程運維等模式創(chuàng)新逐漸成熟。
國際標準研制和國際合作工作取得質的飛躍。我國重點
領域國際標準取得突破,牽頭研制44項智能制造國際標準,
并已發(fā)布34項;成立智能制造系統(tǒng)委員會中國專家委員會,
中德智能制造工業(yè)4.0標準化工作組共計發(fā)布14項報告、
達成102項共識,中德智能制造/工業(yè)4.0標準化工作組成
果物如圖13所示。如,ISO/IECJTC1發(fā)布《物聯(lián)網實時物
聯(lián)網框架》、IECTC65發(fā)布《工業(yè)過程測量控制和自動化智
能制造》定義、用力及安全等系列標準。ISO/TC184牽頭研
制ISO23218《工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成機床數控系統(tǒng)》系
列標準,實現(xiàn)了我國在機床數控系統(tǒng)領域主導國際標準“從
0到N”的突破。
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發(fā)展篇—系統(tǒng)推進:成效顯著
圖13中德智能制造/工業(yè)4.0標準化工作組成果物
“十四五”期間,我們將從標準群建設、標準推廣應用、
前瞻性新興技術領域等方面發(fā)力,加快行業(yè)標準研制步伐、
加大標準推廣應用力度、加強先導性創(chuàng)新性標準研究等方面
逐步推動智能制造標準化工作。
27
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
實踐篇
標準應用:引領發(fā)展
為加快推動制造業(yè)企業(yè)運用標準化方式組織生產、經
營、管理和服務,發(fā)揮標準對促進制造業(yè)轉型升級、引領創(chuàng)
新驅動的支撐作用,已形成的16個場景的標準群建設情況
相差較大,從標準群標準數量及應用情況來看智能工廠、信
息安全較其它標準群更加完善,智能制造標準群分布數量如
圖14所示。本報告基于2022年標準應用試點材料圍繞關鍵
十大場景提煉總結標準應用實踐經驗。
圖14智能制造標準群分布數量
(一)以評促建助力能力提升
國家標準群
基礎共性的評價類標準《智能制造能力成熟度模型》《智
能制造能力成熟度評估方法》《流程型智能制造能力建設指
南》《離散型智能制造能力建設指南》已初步構建了智能制
造能力評估及提升的方法體系,智能制造能力評估及提升方
法體系如圖15所示。
28
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
圖15智能制造能力評估及提升方法體系
智能制造能力成熟度模型提出的五個等級劃分,通過智
能制造能力成熟度評估,企業(yè)結合行業(yè)特色,參考建設指南
針對產品生命周期和不同系統(tǒng)層級的數據采集能力、互聯(lián)互
通能力、數據可視化能力、數據分析能力、決策優(yōu)化能力進
行了技術升級或改造,取得了顯著成效。
標準實踐
(1)實施路徑
以某機械裝備企業(yè)為例,首先將標準深度融入企業(yè)十四
五數字化戰(zhàn)略,圍繞1條主線“以智能制造能力成熟度為抓
手,全力打造徐工智造4.0新模式”一條主線,加速智能制
造標準體系建設與海外數字化管理等兩大任務,推進智造組
織模式、大數據運營、新技術場景研究等三項創(chuàng)新,實現(xiàn)研
發(fā)數字化、制造智能化、供應鏈敏捷化、服務智慧化、管理
卓越化、信息安全體系化的六大能力提升。整體按照“能
29
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
力水平自評價→精準對標再提升→能力等級正式認定→持
續(xù)優(yōu)化對外賦能”的實施路徑,推動標準落地。
(2)實施成效
截止2022年上半年,該機械裝備企業(yè)累計智造4.0工廠
15座在建、1座建成,產能總體提升25.02%,制造周期縮短
21.51%,生產效率提升13.45%,一次交驗不合格率降低
31.90%,設備綜合利用率達到64.14%,裝配線自動化率平均
達到87.02%,智能制造成效顯著。
(二)標準加速工廠數字化進程
國家標準群
智能工廠設計現(xiàn)階段已形成《智能制造虛擬工廠信息
模型》《智能制造虛擬工廠參考架構》《智能工廠建設導
則》《智能工廠數字化交付》等系列標準,初步構建了涵蓋
“設計-交付-行業(yè)應用”的智能工廠設計標準群,智能工廠
設計標準群如圖16所示。
圖16智能工廠設計標準群
30
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
智能工廠設計內容是在智能制造標準體系、安全體系的
指導下,開展物理工廠與虛擬工廠的同步設計工作。物理工
廠是實體工廠與各級信息化應用系統(tǒng)的總稱,實體工廠包括
智能裝備、基礎設施、物聯(lián)網與控制系統(tǒng)的相關內容,信息
化應用系統(tǒng)主要涵蓋車間級信息化應用系統(tǒng)、企業(yè)級信息化
應用系統(tǒng)與基于云的應用服務。虛擬工廠是通過數字化的手
段在虛擬的數字世界中構建一個與物理工廠相對應的數字
鏡像,即物理工廠的“數字孿生體”,包括各類幾何實體模
型、仿真模型及相關數據資源。物理工廠和虛擬工廠通過數
字孿生技術實現(xiàn)雙向映射,實現(xiàn)數據的雙向傳遞和迭代進化
的目標。
標準實踐
(1)實踐路徑
以某新能源動力電池智能工廠設計項目為例,基于標準
化的智能工廠設計內容,綜合運用基于精益的工藝物流規(guī)劃
設計、工廠信息模型建模、工藝物流仿真、智能產線和智能
物流系統(tǒng)、工廠物聯(lián)網、信息化系統(tǒng)規(guī)劃設計與系統(tǒng)集成等
技術,開展面向實體工廠、虛擬工廠、車間物聯(lián)網系統(tǒng)、車
間信息化系統(tǒng)的規(guī)劃設計工作。實現(xiàn)物流、工藝流、信息流
31
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
的全面集成,實現(xiàn)生產制造過程的自動化、標準化、規(guī)模化、
高效化,打造一個生產設備網絡化、生產數據可視化、生產
現(xiàn)場少人化、生產過程透明化和生產決策智能化的智能工
廠。
(2)實踐成效
設計項目有效的支撐了整個智能工廠的建設過程,通過
數字化交付實踐,項目設計周期縮短30%,多專業(yè)二三維高
效協(xié)同作業(yè),設計差錯率減少40%,錯漏碰缺基本避免;數
字孿生工廠交付實現(xiàn)車間/產線虛擬試生產,工廠運營效率
提升20%。
(三)車間標準促進復制推廣
國家標準群
基礎共性的智能生產類標準《數字化車間通用技術要
求》《數字化車間術語和定義》《數字化車間可靠性通用
要求》《數字化車間功能安全要求》《數字化車間信息安全
要求》等系列標準已初步構建形成數字化車間標準群,給出
較完善的數字化車間基礎要求和指標體系,數字化車間建設
標準群如圖17所示。
32
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
圖17數字化車間建設標準群
數字化車間作為智能制造的核心單元,涉及信息技術、
自動化技術、機械制造、物流管理等多個技術領域,因此,
統(tǒng)一的通用技術要求是我國實現(xiàn)數字化車間建設、完善智能
制造標準體系所必備的基礎條件。數字化車間系列標準統(tǒng)一
了數字化車間的概念認識,給出了數字化車間的基本要求,
規(guī)范了數字化車間核心功能模塊的數字化特征,構建了數字
化車間系統(tǒng)架構,為數字化車間的建設提供了重要參考。
標準實踐
(1)實踐路徑
以某儀器儀表企業(yè)為例,基于數字化車間系列標準開展
車間建設與運行,實現(xiàn)了數字化設計制造一體化,并與控制
33
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
閥智能選型系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)和PLC運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了
綜合集成應用,實現(xiàn)了企業(yè)之間圍繞產品復雜度和制造組織
復雜度的數字化業(yè)務互聯(lián),消除了信息的不對稱性,提高了
客戶的感知價值,創(chuàng)新并示范了傳統(tǒng)裝備制造企業(yè)的定制
化、網絡化協(xié)同制造技術及管理體系。通過車間IT基礎設施
建設和數字化工位的互聯(lián)互通,構建了支持工藝過程和生產
管理持續(xù)改進的數字化環(huán)境,能夠以更短的生命周期實現(xiàn)不
同種類產品的柔性化工藝路線,在低成本的前提下生產出高
質量的定制產品,并以高水平質量滿足客戶的個性化需求。
(2)實踐成效
該儀器儀表企業(yè)通過標準指導建成數字化車間大大提
升生產效率,新增銷售額超過110億元,新增利潤超過24億
元,新增稅收超過6億元。目前數字化車間相關標準已經廣
泛應用于航空航天、船舶、機械制造、電子電器、動力電池、
機器人等行業(yè),指導了吳忠儀表、秦川機床、盟訊電子、施
耐德電氣等近百家企業(yè)的數字化車間建設。
(四)系統(tǒng)集成解決信息孤島
國家標準群
標準在實現(xiàn)系統(tǒng)集成發(fā)揮著關鍵作用。目前智能制造的
系統(tǒng)集成標準已經形成了以《智能制造系統(tǒng)架構》為頂層
指導,以《數字化車間通用技術要求》《智能工廠通用技
術要求》為實施目標,以《全分布式工業(yè)控制網絡》《OPC
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實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
統(tǒng)一架構》《ERP、MES與控制系統(tǒng)之間軟件互聯(lián)互通接口》
《制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)規(guī)范》為集成規(guī)范的標準群,系統(tǒng)
集成標準群如圖18所示。
圖18系統(tǒng)集成標準群
標準實踐
(1)實踐路徑
以某汽車電子企業(yè)為例,運用標準化方式組織汽車電子
行業(yè)的設計、生產、經營、管理和服務,通過敏捷設計、異
地同步設計、虛擬與現(xiàn)實技術相結合、產業(yè)全功能工藝布局、
大數據收集和分析、精益供應鏈協(xié)同等手段,建立覆蓋裝備、
物料、產品、人員、工控、信息系統(tǒng)的工廠物聯(lián)網;構建智
能駕駛輔助系統(tǒng)全生命周期管理系統(tǒng)PLM、生產數據采集系
統(tǒng)SCADA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、企業(yè)資源計劃ERP、智能物流
管理系統(tǒng)iWMS、全面質量管理系統(tǒng)QMS等,并實現(xiàn)各系統(tǒng)之
間的數據集成;構建網絡協(xié)同制造平臺,實現(xiàn)設計、制造、
35
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
供應鏈和服務的協(xié)同;構建遠程運維服務平臺,實現(xiàn)車載智
能終端在線信息更新、安全網關控制、在線軟件升級、用戶
功能個性化定制、面向智能駕駛的大數據收集與分析、產品
故障在線診斷與維護等服務,探索形成汽車電子行業(yè)智能制
造新模式。
(2)實踐成效
通過項目實踐,實現(xiàn)了33條SMT表面元件貼裝線,12
條車載空調控制器生產線,11條車載導航生產線,7條車載
儀表生產線,6條車載收放機生產線,5條標清高清攝像頭
生產線,3條顯示模組生產線,所有設備均聯(lián)網率100%,產
線自動化率達約47%,滿足了面向多批次、少批量、個性化
定制模式下的整車廠客戶對質量、成本和交期的要求,為高
度協(xié)同的生產系統(tǒng)建設提供了參考。
(五)設備互聯(lián)互通提升工業(yè)數據供給
國家標準群
數控裝備是數字化車間的重要組成部分,但是數控裝備
種類繁多,通信協(xié)議不統(tǒng)一、數據多源異構,數控裝備成為
車間的“信息孤島”。通過自主研發(fā)數控裝備互聯(lián)互通及互
操作標準,實現(xiàn)了數控裝備之間、數控裝備與DNC、SCADA
以及MES等業(yè)務系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通及互操作?!稊悼匮b備
互聯(lián)互通及互操作通用技術要求》《數控裝備互聯(lián)互通及
互操作設備描述模型》《數控裝備互聯(lián)互通及互操作面向
36
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
實現(xiàn)得模型映射》《數控裝備互聯(lián)互通及互操作一致性》
等系列標準分別從總體要求、模型建立、與MTConnect、OPC
UA以及其他信息模型的映射實現(xiàn)方法、規(guī)則及流程等方面進
行了規(guī)定,解決了通訊協(xié)議不統(tǒng)一、信息孤島等問題,數控
裝備互聯(lián)互通互操作標準關系如圖21所示。
圖21數控裝備互聯(lián)互通互操作標準關系圖
標準實踐
(1)實踐路徑
以某壓縮機制造企業(yè)為例,應用國家、行業(yè)、團體標
準,合理構建企業(yè)智能制造標準體系,在智能制造標準體系
實施過程中,基于在信息化、自動化、遠程診斷、大數據等
相關技術的創(chuàng)新研發(fā)和經驗積累,規(guī)劃并構建了數字化車間
37
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
建設項目,并以此為基礎在全集團范圍內推廣智能工廠建設
和數字化轉型經驗。為保證實施效果,集團規(guī)劃了數字化車
間各業(yè)務系統(tǒng)的可視化方案,將MES、DNC、MDC、EAM等業(yè)
務系統(tǒng)與數控裝備實現(xiàn)互聯(lián)互通,將運行數據推向數字化車
間運營系統(tǒng),實現(xiàn)生產過程、設備管理等業(yè)務領域的數據透
明化和可視化。
(2)實踐成效
應用標準實現(xiàn)了數字化車間數控裝備的互聯(lián)互通,同時
將數字化轉型應用到用戶關系維護和售后服務中,實現(xiàn)了用
戶服務敏捷化,通過建設云服務平臺和遠程監(jiān)測與故障診斷
中心,實現(xiàn)對用戶機組的在線監(jiān)測和故障診斷,服務用戶387
家,監(jiān)測機組總數達4000余臺,在線消除故障82臺次,指
導用戶立即停機避免更大損失41臺次,有效保障了用戶的
機組安全和經濟利益。
(六)智能裝備提升物流效率
國家標準群
《物流機器人信息系統(tǒng)通用技術規(guī)范》、《物流機器
人控制系統(tǒng)接口技術規(guī)范》已初步構建了智能物流系統(tǒng)標
準群,智能物流系統(tǒng)標準群如圖19所示。
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實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
圖19智能制造柔性自動化生產線和物流系統(tǒng)標準群
在降低企業(yè)物流成本的發(fā)展過程中,智能物流發(fā)展大勢
所趨。在廠內物流場景,運用智能物流裝備和信息系統(tǒng),實
現(xiàn)智能物流運作,提高服務水平,降低生產成本。
標準實踐
(1)實施路徑
面對汽車行業(yè)主機廠尤其是新能源汽車制造出現(xiàn)的新
變化、新趨勢,如何滿足多車型、定制化產品的高效制造需
求,同時保證安全生產,柔性的廠內物流解決方案成為了汽
車行業(yè)變革的關鍵首選。以某汽車主機廠為例,為了解決用
工成本走高、安全生成壓力大、汽車消費個性化、“最后100
米”難題等訴求,以打造智能化柔性內物流為目標,基于汽
車主機廠內物流實際痛點和智能化升級需求,充分發(fā)揮AMR
設備智能化調度、柔性配送和精細管理的特點,設計針對性
的智能化物流方案,打造覆蓋沖壓、焊裝、涂裝、總裝等全
39
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
工藝、全場景解決方案,實現(xiàn)收貨、入庫、出庫、物流配送
的智能化。整體按照“需求及分析→方案設計及定制→現(xiàn)場
測試→上線運行”的實施路徑,推動廠內物流智能化和柔性
化落地。
(2)實施成效
截止目前,該汽車主機廠已將前期廠內物流的智能化和
柔性化探索成果推廣到15個工廠,AMR設備應用超多1500
臺。有效的保證了物料配送的準確性和及時性,部分工廠已
經全面取消了人工牽引車配送模式,減少了人工叉車司機數
量,人力成本得到了顯著的減少,物流配送引起的安全事故
發(fā)生率顯著降低,內物流智能化、柔性化水平顯著提高。
(七)機器視覺帶動質檢變革
國家標準群
機器視覺在線檢測較傳統(tǒng)的人工目檢在效率、精度等方
面具有顯著優(yōu)勢,解決了人工目檢在大批量生產、產品高質
量存在的問題,可以大幅提高生產效率和自動化程度,為企
業(yè)帶來生產方式及產品質量變革。目前《智能制造機器視
覺在線檢測系統(tǒng)通用要求》已發(fā)布,《智能制造機器視覺
在線檢測測試方法》已報批,與前期科研項目成果物《智
能制造機器視覺在線檢測系統(tǒng)系統(tǒng)集成規(guī)范》《智能制造
機器視覺在線檢測系統(tǒng)互聯(lián)互通規(guī)范》《智能制造機器視
40
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
覺在線檢測系統(tǒng)場景定義與部署需求》等標準草案構成了
產品測試、部署應用的標準群,機器視覺標準群如圖20所示。
圖20機器視覺標準群
標準實踐
(1)實踐路徑
以某汽車整車制造企業(yè)為例,應用機器視覺標準群挖掘
整車制造過程中的沖、焊、涂、鑄等多個視覺場景需求,通
過場景分析、成像驗證、工程化方案、實驗室集成、算法開
發(fā)驗證、現(xiàn)場部署、模型收斂等過程,實現(xiàn)了軟硬件集成和
部署應用。針對多個場景的應用需求,為實現(xiàn)視覺項目的統(tǒng)
一管理、計算算力的中心部署,開發(fā)了工業(yè)AI視覺平臺系
統(tǒng)用以解決在工業(yè)機器視覺方面的算力、服務器投入、快速
部署等問題。
(2)實踐成效
應用機器視覺標準群指導實現(xiàn)了3個車型21種零件覆
蓋沖、焊、涂、鑄等多場景的視覺檢測部署應用,提升了沖
壓鈑金外觀、焊點群、整車漆面外觀等多種缺陷檢測能力,
41
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
通過“傳統(tǒng)圖像處理方法+深度學習”的方法對圖像特征進
行處理、識別、判斷,大大降低零件的錯、漏檢率,實現(xiàn)了
零件外觀品質的智能化、無人化檢測,解決人工由于疲勞等
原因造成的錯漏檢,大大提高了漆膜檢測的準確性和可靠
性。
(八)個性化定制提升產品競爭力
國家標準群
大規(guī)模個性化定制是基于新一代信息技術和柔性制造
技術,以模塊化設計為基礎,以接近大批量生產的效率和成
本提供能滿足客戶個性化需求的一種智能服務模式,貫穿需
求交互、研發(fā)設計、計劃排產、柔性制造、物流配送和售后
服務的全過程。個性化大規(guī)模定制已制定了通用要求、需求
交互要求、設計要求及生產要求一系列標準,有效指導了家
電、汽車、家具、化妝品等行業(yè)搭建大規(guī)模個性化定制系統(tǒng)
架構,實現(xiàn)經營模式創(chuàng)新,在研發(fā)周期、降低庫存、縮短交
期等方面取得了顯著成效,大規(guī)模個性化定制標準群如圖21
所示。
圖21大規(guī)模個性化定制標準群
42
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
標準實踐
(1)實踐路徑
以某服務制造企業(yè)為例,將標準內容納入到日常實施和
運營生產中應用,指導大模個性化定制流程的升級迭代。通
過分析國內外相關技術與相關標準的內容,明確需要攻關的
關鍵技術,對信息化硬件、信息化軟件、智能制造設備進行
優(yōu)化配置。推動需求交互、研發(fā)設計、供應鏈管理、柔性制
造、企業(yè)治理等子平臺的建設和應用,構建大規(guī)模個性化定
制綜合應用平臺,實現(xiàn)了企業(yè)業(yè)務流程優(yōu)化。
(2)實踐成效
通過大規(guī)模個性化定制標準群指導,已突破基于智能算
法的數據庫、基于模塊化設計的定制平臺、基于圖像識別技
術的拍照量體、基于“遺傳科學”算法的研發(fā)設計等多個制
約大規(guī)模個性化定制設計的關鍵技術。實現(xiàn)了數據驅動的大
規(guī)模個性化定制模式,形成了“需求數據采集、設計、排產、
制版、生產、物流、客服”標準化生產體系,生產效率提升
30%以上,生產成本下降20%以上,年產定制服裝百萬套件,
產品銷往97個國家。同時,企業(yè)基于服裝定制領域的成功
經驗,形成了標準化的解決方案,并推廣至服裝鞋帽、假發(fā)、
機械、電子、自行車、摩托車、家具、建材、門窗、家紡、
化妝品、珠寶等多個制造行業(yè)的百余家企業(yè)應用,帶動的轉
43
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
型升級企業(yè)已達15000家以上,孵化合作的國內外服裝定制
品牌企業(yè)10000家以上。
(九)遠程運維延長企業(yè)價值鏈
國家標準群
隨著新一代信息技術的飛速發(fā)展,裝備制造業(yè)企業(yè)不再
是單純的設備制造商發(fā)展成為其設備的運維服務商,在總結
遠程運維相關實踐成果的基礎上,形成了以《信息技術遠
程運維技術參考模型》《智能制造遠程運維系統(tǒng)通用要求》
等國家標準為核心的遠程運維標準群,有力地指導了遠程運
維新模式的發(fā)展,遠程運維標準群應用場景如圖22所示。
圖22遠程運維標準群應用場景
標準實踐
(1)實踐路徑
以某機床制造企業(yè)為例,通過應用遠程運維標準群,開
展遠程運維服務平臺建設,并根據設備、企業(yè)實際情況,自
主研發(fā)設計兼顧標準RS485、RS232、PROFINET等多種傳
44
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
輸協(xié)議的工業(yè)網關,云端接口以支持WiFi/4G等通訊方式
連接至云平臺,實現(xiàn)現(xiàn)場設備數據采集和傳輸。以云為基礎,
實現(xiàn)多租戶模式,支持企業(yè)自定義用戶、角色、權限、分組
等基礎功能;支持微服務部署,便于快速擴展應用;提供計
算、存儲、網絡資源,支持動態(tài)彈性擴容,根據項目使用情
況,動態(tài)調整資源伸縮,使資源利用最大化。通過遠程運維
服務平臺的建設,對下承接機床采集數據,對上幫助工業(yè)APP
快速開發(fā)和落地,有效整合云上云下資源,使應用場景落地,
提供統(tǒng)一注冊、統(tǒng)一服務、統(tǒng)一管理平臺。
(2)實踐成效
通過遠程運維標準指導企業(yè)實現(xiàn)了從傳統(tǒng)機床制造企
業(yè)向智能服務商轉變,尤其在當前防控疫情、復工復產協(xié)同
推進過程中,利用遠程運維云服務平臺助力伙伴企業(yè)抗擊疫
情,解決客戶工藝處理、異常報警、機床操作等問題,保障
客戶機床高效快速運轉,實現(xiàn)接入設備11109臺,服務1200
余家企業(yè)用戶,為電力電氣、電梯、家用電器、汽車及汽車
零部件、專業(yè)鈑金加工等行業(yè)提供包括設備監(jiān)測、設備診斷、
預測性維護、能耗管理、在線工藝、配件商城、遠程服務、
生產管理、標識解析等服務。
(十)供應鏈協(xié)同重塑供銷業(yè)務
國家標準群
45
實踐篇—標準應用:引領發(fā)展
盡管對于2021版國家智能制造標準體系來講,智慧供應
鏈方向屬于新增部分,但是借鑒國家已有標準,形成了以《供
應鏈管理業(yè)務參考模型》為核心標準,供應鏈管理、供應鏈
數字化平臺建設、供應鏈質量和安全等標準為要素的標準
群,圍繞企業(yè)采購營銷等業(yè)務開展了標準應用,供應鏈標準
群如圖23所示。
圖23供應鏈標準群
標準實踐
(1)實踐路徑
以某裝備制造集團為
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