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国家智能制造标准体系建设指南之建设内容(一)(二)
2015-11-14

(一) 智能制造标准化参考模型

智能制造的本质是实现贯穿企业设备层、控制层、管理层等不同层面的纵向集成,跨企业价值网络的横向集成,以及从产品全生命周期的端到端集成,标准化是确保实现全方位集成的关键途径。结合智能制造的技术架构和产业结构,从系统架构、价值链和产品生命周期等三个维度构建了智能制造标准化参考模型,有助于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。智能制造标准化参考模型如图1 所示。

图1 智能制造标准化参考模型

 

1. 产品生命周期

         产品生命周期包括了设计、生产、物流、销售和服务等5 个环节。在智能制造的大趋势下,企业从主要提供产品向提供产品和服务转变,价值链得以延伸。

2. 系统架构

        系统架构自下向上分为五层,其中:

        (1) 设备层:包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、数控机床、机器人等感知和执行单元;

        (2) 控制层:包括可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集与监视控制系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)、工业无线控制系统(WIA)等;

        (3) 管理层由控制车间/工厂进行生产的系统所构成,主要包括制造执行系统(MES)、产品生命周期管理软件(PLM)等;

        (4) 企业层由企业的生产计划、采购管理、销售管理、人员管理、财务管理等信息化系统所构成,实现企业生产的整体管控,主要包括企业资源计划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统和客户关系管理(CRM)系统等;

       (5) 网络层由产业链上不同企业通过互联网共享信息实现协同研发、配套生产、物流配送、制造服务等。

3. 价值链

        价值链包括五层,其中:

       (1) 制造资源代表现实世界的物理实体,例如文件、图纸、设备、车间、工厂等,人员也可视为制造资源的一个组成部分。

       (2) 系统集成代表通过二维码、射频识别、软件、网络等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源。由小到大实现从智能装备/产品到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂,乃至智能制造系统的集成。

       (3) 互联互通是指采用局域网、互联网、移动网、专线等通信技术,实现制造资源间的连接及制造资源与企业管理系统间的连接。

       (4) 信息融合是指在系统集成和互联互通的基础上,利用云计算、大数据等新一代信息技术,在保障信息安全的前提下,实现企业内部、企业间乃至更大范围的信息协同共享。

       (5) 新兴业态包括个性化定制、网络协同开发、工业云服务、电子商务等服务型制造模式。

        智能制造标准化参考模型通过三个维度展示了智能制造的全貌,根据智能制造的定义和内涵,我们将智能装备/产品、工业互联网/物联网、智能工厂/数字化车间、工业云和大数据以及服务型制造等智能制造重点技术领域在参考模型中所处的位置进行了标识和说明,见附件1。

(二) 智能制造标准体系框架

        依据智能制造标准化参考模型和重点技术领域,构建智能制造标准体系框架,包括“00 总体”、“01 智能装备/产品”、“02 工业互联网/物联网”、“03 智能工厂/数字化车间”、“04 工业云和大数据”、“05 服务型制造”和“06行业应用”等7 个部分,智能制造标准体系框架如图2 所示。

    

图2 智能制造标准体系框架

        其中,总体标准包括基础、安全、管理、评价和可靠性等五大类,位于智能制造标准体系框架的最底层,其研制的基础共性标准支撑着标准体系框架上层虚线框内关键技术标准的各个领域;智能装备/产品标准位于智能制造标准体系框架的关键技术标准(虚线框内)的最底层,与智能制造实际生产联系最为紧密;在智能装备/产品标准之上是智能工厂/数字化车间标准,是对智能制造软装备和硬装备的综合集成,该标准领域在智能制造标准体系框架中起着承上启下的作用;工业云和大数据标准领域位于智能工厂标准领域之上,集成了智能装备/产品领域和智能工厂/数字化车间领域的核心数据,并与工业互联网/物联网标准领域相结合,支撑生产型制造向服务型制造转型;服务型制造标准领域位于关键技术标准(虚线框内)的最顶层,对智能制造的新模式和新业态进行标准研究;工业互联网/物联网标准领域位于智能制造标准体系框架的关键技术标准(虚线框内)的最右侧,打通物理世界和信息世界,贯穿关键技术标准的4 个领域。行业应用标准位于智能制造标准体系框架的顶层,面向行业具体需求,对总体标准和关键技术标准进行细化和落地,用于指导各行业推进智能制造。

 
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