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工信部 国家标准委:《国家智能制造标准体系建设指南(2018年版)》(征求意见稿)

北极星输配电网  来源:北极星输配电网整理    2018/1/16 9:58:05  我要投稿  

3. 智能特征

智能特征是指基于新一代信息通信技术使制造活动具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等一个或多个功能的层级划分,包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态等五层智能化要求。

(1)资源要素是指企业对生产时所需要使用的资源或工具进行数字化过程的层级;

(2)互联互通是指通过有线、无线等通信技术,实现装备之间、装备与控制系统之间,企业之间相互连接功能的层级;

(3)融合共享是指在互联互通的基础上,利用云计算、大数据等新一代信息通信技术,在保障信息安全的前提下,实现信息协同共享的层级;

(4)系统集成是指企业实现智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂,乃至智能制造系统集成过程的层级;

(5)新兴业态是企业为形成新型产业形态进行企业间价值链整合的层级。

智能制造的关键是实现贯穿企业设备层、单元层、车间层、工厂层、协同层不同层面的纵向集成,跨资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态不同级别的横向集成,以及覆盖设计、生产、物流、销售、服务的端到端集成。

(二)智能制造标准体系结构

智能制造标准体系结构包括“A 基础共性”、“B 关键技术”、“C 行业应用”等三个部分,主要反映标准体系各部分的组成关系。智能制造标准体系结构图如图 2 所示。

具体而言,A 基础共性标准包括通用、安全、可靠性、检测、评价等五大类,位于智能制造标准体系结构图的最底层,其研制的基础共性标准支撑着标准体系结构图上层虚线框内 B 关键技术标准和 C 行业应用标准。B 关键技术标准是智能制造系统架构智能特征维度在生命周期维度和系统层级维度所组成的制造平面的投影,其中 BA 智能装备对应智能特征维度的资源要素,BB 智能工厂对应智能特征维度的系统集成,BC 智能服务对应智能特征维度的新兴业态,BD 智能使能技术对应智能特征维度的融合共享,BE 工业互联网对应智能特征维度的互联互通。C 行业应用标准位于智能制造标准体系结构图的最顶层,面向行业具体需求,对 A 基础共性标准和 B 关键技术标准进行细化和落地,指导各行业推进智能制造。

智能制造标准体系结构中明确了智能制造的标准化需求,与智能制造系统架构具有映射关系。以大规模个性化定制模块化设计规范为例,它属于智能制造标准体系结构中 B 关键技术-BC 智能服务中的大规模个性化定制标准。在智能制造系统架构中,它位于生命周期维度设计环节,系统层级维度的企业层和协同层,以及智能特征维度的新兴业态。其中,智能制造系统架构三个维度与智能制造标准体系的映射关系及示例解析详见附件 2。

(三)智能制造标准体系框架

智能制造标准体系框架由智能制造标准体系结构向下映射而成,是形成智能制造标准体系的基本组成单元。智能制造标准体系框架包括“A 基础共性”、“B 关键技术”、“C 行业应用”三个部分,如图 3 所示。

三、建设内容

(一)基础共性标准

基础共性标准用于统一智能制造相关概念,解决智能制造基础共性关键问题,包括通用、安全、可靠性、检测、评价等五个部分,如图 4 所示。

1. 通用标准

通用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,又能满足设备互联网协议(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、信息安全和人因安全三个部分。功能安全标准用于保证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生产事故,包括面向智能制造的功能安全要求、功能安全系统设计和实施、功能安全测试和评估、功能安全管理等标准。信息安全标准用于保证智能制造领域相关信息系统及其数据不被破坏、更改、泄露,从而确保系统能连续可靠地运行,包括软件安全、设备信息安全、网络信息安全、数据安全、信息安全防护及评估等标准。人因安全标准用于避免在智能制造各环节中因人的行为造成的隐患或威胁,通过合理分配任务,调节工作环境,提高人员能力,以保证人身安全,预防误操作等,包括工作任务、环境、设备、人员能力、管理支持等标准。

3. 可靠性标准

可靠性标准主要包括工程管理、技术方法两个部分。工程管理标准主要对智能制造系统的可靠性活动进行规划、组织、协调与监督,包括智能制造系统及其各系统层级对象的可靠性要求、可靠性管理、综合保障管理、寿命周期成本管理等标准。技术方法标准主要用于指导智能制造系统及其各系统层级开展具体的可靠性保证与验证工作,包括可靠性设计、可靠性试验、可靠性分析、可靠性评价等标准。

4. 检测标准

检测标准主要包括测试项目、测试方法等两个部分。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,包括不同类型的智能制造装备和系统一致性和互操作、集成和互联互通、系统能效、电磁兼容等测试项目标准。测试方法标准用于针对不同类型的智能制造装备和系统,包括试验内容、方式、步骤、过程、计算分析等内容的标准,以及性能、环境适应性等测试标准。

5. 评价标准

评价标准主要包括指标体系、能力成熟度、评价方法、实施指南等四个部分。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。能力成熟度标准用于企业识别智能制造现状、规划智能制造框架与提升智能制造能力水平提供过程方法论,为企业识别差距、确立目标、实施改进提供参考。评价方法标准用于为相关方提供一致的方法和依据,规范评价过程,指导相关方开展智能制造评价。实施指南标准用于指导企业提升制造能力,为企业开展智能化建设、提高生产力提供参考。

(二)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、智能使能技术和工业互联网等五个部分。

1. 智能装备标准

智能装备标准用于规定智能传感器、自动识别系统、工业机器人等智能装备的信息模型、数据字典、通信协议、接口、集成和互联互通、优化等技术要求,解决智能生产过程中智能装备之间,以及智能装备与智能化产品、物流系统、检测系统、工业软件、工业云平台之间数据共享和互联互通的问题。智能装备标准主要包括识别与传感、人机交互系统、控制系统、增材制造、工业机器人、数控机床及设备等六个部分,如图 5 所示,其中重点标准是识别与传感标准、控制系统标准和工业机器人标准。

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