智能制造时代的新标准

2016-04-08 14:22:39 sophie
一、电子标准院简介
 
    中国电子技术标准化研究院也叫工业和信息化部电子第四研究院,成立于1963年,起源于军,发展于军民结合,是电子信息技术领域标准化的基础性、公益性、 综合性研究机构,现有员工700余人。院总部设在雍和宫,在亦庄还有一个实验室,在深圳、上海和广西等地设有分公司。
 
    院主要业务包括战略研究与管理支撑、标准研究制定、计量校准、试验检测、认证评估、标准化培训与信息服务等。
 
二、智能制造标准化工作总体介绍
 
    首先介绍智能制造在国内外的一些标准化的工作。在国际方面,智能制造在国际相关的标准化组织,主要是在ISO、IEC都有一系列机构。首先是在ISO、 IEC有一个联合的第一工作组,叫ISO/IEC IECJTC1 智能机器特别工作组,于2014年5月份成立的,主要是研究三个方面的标准化现状和需求,包括虚拟个人助理、智能顾问、先进的全球工业系统,先进的全球工 业系统就是跟咱们密切相关的智能制造;另外在ICE和ISO他们的中办下属,还有IECSMBSG8 工业4.0战略研究组以及ISO/TMB/SAG 工业4.0战略咨询组。主要研究工业4.0相关标准体系、工业4.0标准化现状与需求、通信、安全、数据字典等。
 
    德国的工业4.0前后发布了两版的路线图,首先是工业4.0实施建议,在工业4.0实施建议的八个优先行动领域中,将标准化列于首位。包括创新的驱动力、 实现市场和供应商领先战略的手段,在标准化路线图中还确定有待标准化的十二个重点方向,包括参考体系结构、用例、术语与模型、非功能属性、人机交互技术、 开发流程、技术流程、服务流程、仪器和控制系统、工程和建设、标准库、知识库等。
 
    另外一方面就是美国工业互联网联盟。2014年3月,由AT&T、Cisco、GE、IBM和Intel成立,IIC的任务是协调广泛的生态系统,使用公共的体系结构、互操作性和开放的标准,来连接和融合对象与人、过程和数据。
 
    回过头来看我国,与2015年5月份发布了《中国制造2025》。 明确了五项重大工程,其中有智能制造。为了实现智能制造,工信部是在15年的2月份成立了一个智能制造综合标准化工作组,这个组是由工信部装备司牵头,科 技司、电子司、软件司,通信司一起任副组长。那么在这个组织里面还有一个专家组长,就是智能制造各行各业在相关的专家,在里面进行相关的咨询。电子标准 院、机械仪表所、信息通信院担任的是秘书处单位的角色。
 
    在15年的智能制造的专项行动里,有一个智能制造综合标准化体系的建设。去年工信部在智能制造这块,还有一些相关的行动。一个是智能制造的专项,去年一共 是支撑了93个专项,其中在标准方面3项,新模式专项50项。这次的标准专项,跟以前的标准研究会有一些不同,会有一个实验验证来进行配套,也就是说我们 的标准不光是要进行研究,关键要看在实际的工作中,能不能够用到。我们院是承担了其中有九项,这里简单的列举了四个,包括智能制造标准体系研究、智能制造 参考模型标准与试验验证系统、工业物联网技术要求标准化与试验验证系统、工业互联网架构标准化与试验验证系统等。
 
    2015年5月,中德智能制造标准化工作组成立,中方工作组组长由国标委工业二部戴红担任,副组长由工信部装备司李东和国标委工业一部肖寒担任;德方工作 组组长由DKE的Reinhold Pichler担任,副组长由DIN的Volker Jacumeit担任。中方工作组秘书处包括中国电子技术标准化研究院、机械工业仪器仪表综 合技术经济研究所、北京机床研究所,德方工作组秘书处由DIN/DKE/ZVEI/VDMA指定机构派员担任。目前工作组一方面是5月份成立了,签订了一 个合作方案;另外一方面就是在去年的12月份还召开了一次启动仪式。今年的5月份会按照合作机制,在德国召开讨论会议。跟工作组启动会共同召开的还有一个 会议,就是第一届中德智能制造工业4.0发展与标准化交流会。交流会是工信部和国标委联合执导的,由我们院主办的,当时怀部长和殷明汉主任都有参加。会议 是分成了两大块,一个是上午专题的演讲,德国介绍他们的工业4.0的最新进展,我们也就智能制造标准化相关进程做了介绍。下午的时候,两个国家的专家,就 共同感兴趣的类似于像安全,像工业互联网等等,进行了专题的报道。
 
三、《国家智能制造标准体系建设指南》介绍
 
    《国家智能制造标准体系建设指南》是在工信部的智能制造综合标准化工作组下面开展研究的,在15年的12月30号正式发布。研究核心研究团队包括全国信息 技术标准化技术委员会(TC28)、全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(TC124)、全国通信标准化技术委员会(TC485)、全国自动化 系统与集成标准化技术委员会(TC159)、全国信息安全标 准化技术委员会(TC260)、全国增材制造标准化技术委员会(筹)、全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会(TC24)等。核心的内容是在建 设思路和建设内容方面,建设内容里面主要就是我们提出了一个我国家自己的智能制造的体系架构,或者这之前叫参考模型;另外基于体系架构,又进行了深入的研 究,孵化出一个标准的体系框架,最后是有一个树状体系的图。
 
    另外一方面建设内容的话,就是对这个体系框架的每一个部分,包括基础共性,五个关键技术,还有跟《中国制造2025》匹配的十大行业这样标准的具体的内容。
 
    系统架构是从三个纬度对智能制造进行了架构:一个是产品生命周期。生命周期这个纬度,其实他就是从工厂到消费者这种交付,我们的产品对它生命周期的定义。其实之前有很多专家会问,这个服务完了以后,后面是不是应该还有一步,就是叫做回收?其实我们是把他包含在整个生命周期里面的,最后会再次回到开始设计的这个环节。
 
    系统层级的这个纬度,是对整个工厂内部的相关的结构。和传统的工厂不一样的是,架构中多了一个协同的环节,这个是体现了智能制造一个比较大的特点。也就是 说工厂不再是一个孤立的孤岛,而且在整个价值链上,跟上下游进行了打通,所以会有一个协同的设计,协同的生产在这个地方。
 
    那么体现整个智能制造功能的实现,就是在智能功能的这个纬度,资源要素这里,有一个比较新的东西,就是以前在制造业里面,会把人和机器隔离开。那么现在人 我们也把他看成是在制造业里面,很重要的一个环节,强调人机交互。包括机器人都要做安全方面的处理,让人能够更方便的进行操作。
 
    系统集成这个纬度,就是通过一些类似于像RFID、工业互联网等这些方法,来实现设备和人,设备跟基础设施,设备与设备之间,系统的集成。在互联互通这块是连接,上面叫物理世界,下面叫做信息世界的中间的环节。互联互通的话,就类似于工业物联网。
 
    信息融合这块主要指的是利用大数据、工业软件等等这种方式,把整个工厂内采集的数据进行系统的分析,最后去优化工厂的决策。
 
    最后的新型业态是商业模式的体现,类似于像大家比较熟悉的个性化定制。也包括在运维里面的远程运维等,这些是我们新型业态的体现。整体来讲,我们传统的有 产品,有工厂,但是我们通过智能功能纬度,给他们插上智能的翅膀。在这个系统架构里面,还对他进行了举例,举个例子这是一个点,CAD大家在设计里面会常 用的。我们在他的系统架构里给他找到了一个位置,首先在生命周期这个纬度CAD大家都知道,它是来做设计的。在工厂内部的话,他是在企业层,由企业层进行 完设计之后,会一层层地下发到下面,因为他是属于工业软件的一个环节。另外一个例子是工业机器人。 这里的工业机器人,类似于像平时看到的工业机器人的手臂之类的,这边也列举了一些相关的已经发布的国标和正在制定的国标。那么它可以看成这个模型,再稍微 有点条状的事例,主要是用在生产的环节。随着智能制造的演进,纬度可能会跨越跨越,比如说有一些物流,现在也会有一些像机器人的出现,那么它可能会有一些 跨越,那么现在的话是在这个位置。系统层级这个纬度,主要实现的是一个设备,实际上控制着这个功能,它属于资源要素的。不管是前面的CAD,还是这里强调 的工业机器人,都要有一个慢慢的演化,下一次修订这个指南的时候,它的位置就会有延伸。
 
    另外就是工业互联网,可以看到它基本上是在这个魔方里,是一个平面的位置。因为它实现了整个的互联互通的作用,把整个物理的世界和信息的世界打通了。那么 根据刚才的魔方,我们就得到了这样的体系结构。有很多人会问,这个魔方三个纬度,怎么变成平面?简单解释一下,首先基础性共性类的标准,是对整个上面支撑 的作用,它的名字可能没有单独的写在魔方中间,但是它是包含在中间的。包括说像安全,实现互联互通和信息融合是必须要在信息安全的前提下,才能做相关的通 信和信息的融合。
 
    在中间的关键技术主要是包含了五个方面,一个是智能装备、智能工厂和智能服务。那么智能服务又包含了新兴业态方面。工业云方面是放在作为服务的手段。工业 软件和大数据,工业互联网之所以放在两边,是因为它是支撑所有的服务的,所以是放在两边来做的。这些关键技术和基础共性的标准,又会支撑下面具体的行业应 用。
 
四、智能制造标准化工作下一步安排
 
    我们已经建立了智能制造的标准体系,那么下一步就会对共性的、很急用的标准进行立项,类似于像大家比较关注的互联互通、数据类的标准。今年大概会是有一定 数量的标准,会通过国标委的绿色通道进行立项。另外我们会开展智能制造的评估体系的建设,这个评估体系的作用,是非常重要的。
 
    企业现在是属于智能制造的哪一个阶段?可能企业需要一个相关的评估,来知道自己的位置,也就是一个成熟模型的建设。另外一方面当知道自己是什么位置之后,还需要进行相关能力的引导。也就是企业下一步要做的什么事情,所以这就是我们在做的评估体系的建设。
 
    现在我们正联合作伙伴,一起对《国家智能制造标准体系建设指南》进行解读。后期也会在全国开展相关指南的培训,让大家知道我国在智能制造的标准化方面,有哪些事情是需要做的。