智能制造标准体系建设关键技术标准分析

智能制造标准体系建设关键技术标准分析智能制造标准体系建设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、工业软件与大数据、工业互联网等五个部分。1、智能装备标准智能装备是指在其基本功能以外具有数字通信和配置、优化、诊断、维护等附加功能的设备或装置，一般具有感知、分析、推理、决策、控制能力，是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。智能装备标准主要包括传感器及仪器仪表、嵌入式系统、控制系统、人机交互系统、增材制造和工业机器人等六个部分。（1）传感器及仪器仪表标准传感器及仪器仪表标准主要包括数据交换、特性与分类、性能评定、智能化要求等通用技术标准；时钟同步、接口、功能块、设备集成、互操作性等集成标准；现场总线、工业以太网、工业无线、安全通信、高可用通信、符合性等通信协议标准。（2）嵌入式系统标准智能制造标准体系中的嵌入式系统标准主要包括嵌入式系统接口规范、通信协议、性能要求等三个部分。（3）控制系统标准智能制造标准体系中的控制系统标准主要包括可编程序控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）等编程语言和接口两个部分。（4）人机交互系统标准智能制造标准体系中的人机交互系统标准主要包括工业控制领域人机交互的图形图标、功能属性和注册管理等图形图标标准；体感描述语言、手势命令和功能属性等触摸体感标准；语音命令、语义理解和语义库等语音语义标准；生物特征识别技术接口、生物特征数据交换格式等生物特征识别标准。（5）增材制造标准增材制造标准主要包括设计规范、文件格式、数据质量保障、文件存储和数据处理等模型设计标准，以及增材制造装备和接口标准等。（6）工业机器人标准工业机器人（含移动机器人等）标准主要包括数据格式、通信协议、通信接口、控制语义等通信标准；工业机器人编程和操作图形用户接口、编程系统和机器人控制间的接口等接口标准；制造过程机器人与人协同作业、机器人与机器人协同作业、以及机器人与生产线协同作业等协同标准。2、智能工厂标准智能工厂是以打通企业生产经营全部流程为着眼点，实现从产品设计到销售，从设备控制到企业资源管理所有环节的信息快速交换、传递、存储、处理和无缝智能化集成。智能工厂标准主要包括智能工厂建设规划、系统集成、智能设计、智能生产、智能管理和智能物流等六个部分。（1）建设规划标准建设规划标准主要包括智能工厂的基本功能、设计要求、设计模型类标准等总体规划标准；达成智能工厂规划设计要求所需的仿真分析、协同设计和建设实施标准等实施指南标准；基于智能工厂的工艺流程及布局模型、生产过程模型和组织模型等系统建模标准；针对为员工提供人性化工作条件的设计标准。（2）系统集成标准系统集成标准主要包括定义智能制造软件互操作能力描述及制造单元匹配准则等互操作准则；集成功能模块描述，集成能力评估等集成能力标准规范；用于智能制造软件能力描述的接口服务和协议及相关模板规范、访问/查找能力描述接口和按需进行匹配的过程定义等测试应用服务接口标准；用于开放过程控制的统一架构（OPCUA）、电子设备描述语言（EDDL）、现场设备工具技术（FDT）、现场总线仪器设备集成（FDI）等现场设备集成标准。（3）智能设计标准智能设计标准主要包括产品数字化定义、产品数字化样机、设计仿真、工艺仿真、数字化试验等产品设计仿真标准；对产品仿真结果进行优化，描述优化模型，优化方法等智能优化设计标准。（4）智能生产标准智能生产标准主要包括生产过程控制系统诊断、维护类标准和生产过程系统先进控制与优化类标准两部分。生产过程控制系统诊断、维护类标准，包括定义智能生产系统诊断、能力评估和维护的通用要求；生产过程系统先进控制与优化类标准，包括生产制造系统控制与优化软件功能集成架构、功能模块、信息交互方式等标准。（5）智能管理标准智能管理标准主要包括制造报文规范、MES应用等车间级管理标准；企业经营决策管理、计划管理、生产管理、技术管理、质量管理、人事管理、财务管理、设备管理、物流管理等企业级管理标准产品信息可视化、设备信息可视化、库存信息可视化、生产状态可视化、能源监管可视化等可视化管理标准。（6）智能物流标准智能物流标准主要包括用于识别原材料、零部件、装备和产品信息的条码、电子标签等标准；用于工厂内部的自动引导车等设备标准；用于工厂内部及工厂间的立体仓库等智能物流装备标准。3、智能服务标准智能服务以提供新业务、新模式为着眼点，综合利用企业内部和外部的各类资源，提供各类规范、可靠的新型服务。智能服务标准主要包括个性化制造、远程运维和工业云等三个部分。（1）个性化定制标准个性化定制标准主要包括满足大规模个性化生产的个性化定制设计规范、交互规范和生产管理流程规范等三个部分。（2）远程运维标准远程运维标准主要包括平台接口规范、通用要求、安全规范、监控规范和应急管理规范等五个部分。（3）工业云标准工业云标准主要包括接口和协议等资源共享标准和服务能力标准两个部分。4、工业软件和大数据标准工业软件和大数据围绕企业信息系统的纵向集成和横向集成，为打通工业软件数据链、实现工业大数据的综合应用提供支撑。工业软件和大数据主要包括工业大数据、产品与系统、服务与管理等三个部分。（1）工业大数据标准工业大数据标准主要包括面向生产过程智能化、产品智能化、新业态新模式智能化、管理智能化以及服务智能化等的数据处理技术标准；数据质量、能力成熟度、数据资产管理、数据开放共享和交易等数据管理标准。（2）产品与系统标准产品与系统标准主要包括软件产品、工具、系统和平台的功能定义、业务模型、技术要求和接口规范等工业软件标准；企业资源计划、供应链管理、客户关系管理、制造执行系统、产品生命周期管理、过程控制系统等工业软件集成标准。（3）服务与管理标准服务与管理标准主要包括面向工业软件的开发、集成、外包和运维的服务流程和服务能力，面向工业云服务的服务目录、服务水平协议、服务质量、服务采购等服务要求标准；工业软件质量的度量和资产维护等工业软件质量标准和工业软件资产管理标准。5、工业互联网标准工业互联网以泛在互联、低成本计算、安全可信、可互操作的工业信息基础设施为着眼点，构建贯穿工厂内全层级、工厂外全价值链的高可靠、高带宽、高连接数、低时延的工厂内网络和工厂外网络，实现产品全生命周期的信息追踪和管理，满足工厂内部智能化、网络化以及与外部交换需求。工业互联网标准主要包括体系架构、网联技术、资源配置、和网络设备等四个部分。（1）体系架构标准体系架构标准主要包括企业内部不同层级网络互联，以及企业与设计/供应链/制造/服务/消费协作模式下的互联互操作技术等工厂内网络标准；体现企业互联、业务互联、产业互联的工业外网络标准。（2）网联技术标准网联技术标准主要包括保障机器之间、机器与控制系统之间、企业上下游之间的低时延、高可靠连接与智能交互的网络组网技术标准；针对现场设备级、车间监测级及工厂管理级的不同需求的工业无线网络标准；针对工业现场总线、工业以太网、工业布缆的工业有线通信标准。（3）资源管理标准资源管理标准主要包括在工业互联网中应用的IPv6标准；适用于工业环境的无线频谱规划的频谱和信息协同标准。（4）网络设备标准网络设备标准主要包括网络设备、通信协议、接口等工业网关、工业交换机和芯片及通信模块标准。分析我国劳动力成本持续的替代效应在目前我国劳动力成本持续上升的背景下，自动化设备能够提高产品质量、提升生产效率及节约劳动力成本的综合优势逐渐凸显。随着我国自动化设备的技术水平和设备质量不断提升，在可预见的未来，消费电子产品制造、汽车及其零部件制造、医疗器械制造、机械设备制造、仓储物流等领域以自动化设备投入取代劳动力投入的趋势将更加显著，自动化设备行业的发展前景日趋光明。壮大产业体系新优势，推动智能制造产业高速发展面作为制造强国建设的主攻方向，智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位。发展智能制造，对于加快发展现代产业体系，巩固壮大实体经济根基，构建新发展格局，建设数字中国具有重要意义。随着全球自动化和人工智能等技术的发展，全球企业纷纷加大力度布局自动化和智能制造领域。近年来，机器人流程自动化、智能流程自动化和人工智能业务操作这三个方面都保持了持续增长，其中机器人流程自动化增长的最快，它的年均增速达到了30%以上，这代表了机器换人已成为工业生产的一大趋势。现在全球的主要制造业发达国家，都在以工业4．0为指导推动灯塔工厂和智能工厂的建设。目前我国也在积极推进智能制造示范工厂及其优秀场景的建设，已发布的智能制造示范工厂名单中，包括110家的揭榜单位和241个的优秀场景。从国内技术创新路径来看，我国智能制造装备发展起步比较晚，虽然说在产业体系上已经形成了一定的基础，但是在高端的设备产品，还有一些核心技术和关键零部件上，与国外企业还存在比较大的差距。从未来的发展趋势看，我国智能制造装备产业的技术创新，主要沿着重点行业、核心产品和关键技术等三个方面逐步展开。开展新业态和新模式培育与发展工作，促进制造业转型升级研究服务型制造发展，鼓励有条件的大型企业设立设计中心，组织开展工业电子商务行业和区域试点。充分发挥云计算、物联网、大数据等新一代信息通信技术对制造模式的变革作用，以重点行业或领域的新技术应用试点为牵引，积极培育新技术、新业态、新模式。积极开展制造业新业态培育。适应互联网与制造业融合以及智能制造转型发展趋势，把服务型制造发展作为制造业转型升级的核心任务，作为专项及政策支持的重点方向，研究制定服务型制造发展的指导意见，开展典型行业应用示范，积极支持企业拓展在线监控、全生命周期管理、融资租赁、智慧物流、合同能源管理、供应链金融等新业务。加强新一代信息技术在制造业中的集成应用。研究云计算、物联网、大数据等技术对制造模式的影响，建立大数据采集共享渠道，在线采集工业企业研发、制造、管理、服务等各环节的数据信息，鼓励大型企业设立设计中心，开展面向行业产业集群的工业云试点，编制出台工业云服务平台建设指南。推动大数据在工业企业研发、制造、管理、服务等各环节深度应用，指导各地探索面向不同行业、区域的数据驱动型企业发展模式，支持面向工业大数据核心设备、分析工具和行业应用平台的研发和应用示范，积极培育新技术、新业态、新模式。聚焦智能制造高质量发展随着我国碳达峰、碳中和目标的提出，工业、制造业智能化、信息化建设更需加快步伐，实现转型升级。近年来，以物联网、大数据、人工智能、工业互联网等为依托的信息化、智能化技术，是推动工业、制造业等传统支柱产业全面提升科学技术水平创新驱动源。经过多年努力，我国工业、制造业行业信息化、智能化建设取得了长足的发展，新理论、新技术、新装备不断涌现，有力地促进了我国工业、制造行业产业结构的调整和转型升级。高端装备制造业是国民经济的支柱产业，是供给侧结构性改革和科技创新的主战场。然而，与国际领先技术水平相比，我国装备制造行业技术创新能力薄弱，高端装备供给不足，核心部件依赖进口，成为行业发展的短板。一部分企业原始创新能力薄弱，基础研发投入偏低，装备工具开发主要依赖引进、消化和吸收，能够带动行业进步的原始创新少，难以参与国际竞争。我国企业的基础创新能力，特别是原创能力与先进国家差距较大，主要表现在：基础创新仍局限于围绕降低成本，提高可靠性，满足现有生产需求为导向，高端化、智能化等前沿领域基础创新重视不够；部分关键核心装备仍依赖外国制造，引进技术的消化吸收再创新能力还有待提高；重大设备的软件技术开发基本上仍停留在模仿阶段，二次开发能力比较差；新产品开发慢，科研成果产业化进程滞后。所以目前的重中之重是大力发展智能制造装备，聚焦感知、控制、决策、执行等核心关键环节，推进产学研用联合创新，攻克智能制造关键技术。制定适合中国国情、顺应企业特点、融合先进制造技术、优化和集成的装备制造业应用软件框架体系，以数据库为系统集成核心，应用信息技术及先进制造技术，实现产品开发、工程设计、经营管理、质量控制和制造自动化的集成制造系统。加快生产过程的智能化改造，大力推进装备行业重点领域信息化、智能化转型，将其作为结构优化、从中低端迈向中高端的主要抓手。从实际市场需求入手，加大智能制造试点示范推广力度，开展智能制造新模式试点示范，遴选智能制造标杆企业，不断总结经验和模式，在行业内移植、推广。十四五期间，我国装备发展以结构调整和转型升级为主线，坚持创新驱动，注重节能环保，打造绿色制造体系；加快新一代信息技术与制造业深度融合；强化技术基础工作，加强质量管理提效；着力实现业务由外延扩张发展向内涵集约发展、由传统制造向服务型制造转变；坚持对外开放、持续深化国际合作；推动装备制造业向高水平、高质量、高效率、智能化、服务化、绿色化方向稳步发展。增强自主创新能力，提高产业链竞争力；延伸服务环节，提升产业链关键能力建设；加快配件产业的扶持政策制定，推进关键、重大零部件国产化攻关，以解决产业链中的问题。此外，面对绿色制造、节能减排的行业发展新需求，要大力发展节能高效产品；积极开发绿色产品，采用节能低耗发动机、轻量化材料、节能内燃机等节能技术和产品；加快行业绿色改造升级，针对传统高污染、高耗能行业及领域进行生产过程清洁化改造，通过发展绿色工艺、技术和装备来打造绿色制造体系。完善措施，规范、引导智能制造健康发展建立智能制造产业发展的长效机制，发挥政策引导、推动和规范作用，建立完善的财税金融政策，储备智能制造高端人才，推动国际交流与合作，为智能制造健康发展保驾护航。完善智能制造财税金融政策。研究增设面向2030年的智能制造科技重大专项。组织开展智能制造相关税收、财政和金融政策的研究，探索设立智能制造发展投资基金。组织开展智能制造领军人才计划。围绕智能制造细分领域，支持鼓励建设全球领军人才库，推动专业技术人员知识更新工程、企业经营管理人才素质提升工程等重大人才工程向智能制造倾斜。组织实施智能制造高端人才培养计划。推动智能制造领域国际交流和合作。围绕智能制造技术研发、标准研制、人才培养、应用示范等，开展国际交流与合作。联合德国、美国等智能制造相关组织，组织召开国际智能制造大会，打造智能制造领域的主流论坛，在全球新一轮产业技术革命中发出中国声音。融象数科聚焦产业发展需求，整合国内外研究成果，针对产业链生态、产业政策、区域经济等内容开展专题研究，评估地方产业发展现状及趋势，为提升产业质量优势、竞争力，实现产业高质量发展智力支撑和决策依据。通过招商对接活动、高峰论坛、创新创业大赛、企业培训等多种服务形式，实现地方企业跨越式成长，提升地方产业竞争力，推动产业结构优化升级，实现经济高质量发展。深入实施智能制造推动制造业高质量发展新中国成立以来，成功地走出了一条适合中国国情的工业化道路，建立了门类齐全的现代工业体系，用几十年时间走完了发达国家几百年的工业化历程。第一阶段是新中国成立之初到1978年。组织实施了156个重大工程项目，大力发展以两弹一星为代表的国防科技工业，奠定了现代工业化的基础。第二阶段为1979年到2012年。工业实现了从小到大的跨越，世界500种主要工业产品中有四成以上产品产量位居世界第一。特别是加入WTO后，我国深度融入全球产业分工体系，制造业规模体量迅速扩大。第三阶段为2012年至今。制造业在由大到强的道路上迈出坚实步伐。综合实力稳步增强，供给体系质量大幅提升，重点领域创新取得重大突破，企业实力显著增强。近年来，新一代信息技术蓬勃发展并加速向制造业全链条、全流程渗透融合，催生了智能制造这种全新的生产方式。世界各国纷纷将智能制造作为突破点，抢抓未来竞争主导权。我国实施智能制造工程，开展试点示范，大力打造数字化车间、智能工厂，取得了积极成效。一是深入推进智能化改造，企业生产效率持续提升。实施305个智能制造试点示范项目和420个新模式应用项目，培育超过6000家智能制造系统解决方案供应商，智能制造装备市场满足率超过50%，炼化、印染、家电等领域智能制造水平处于世界领先水平。二是大力培育服务型制造，新业态新模式加速涌现。纺织服装、家居等领域大规模个性化定制模式快速发展，网络化协同设计在航空、汽车领域获得广泛应用，工程机械、电力设备、风机制造等领域远程运维服务逐步壮大，一批制造企业加快向制造+服务产品+服务转变。三是加快建设工业互联网，有效赋能千行百业。工业互联