1.2.3 我國智能制造標準化工作

《國家智能制造標準體系建設指南（2015年版）》于2015年12月29日由工業與信息化部和國家標準化管理委員會聯合發布。以聚焦制造業優勢領域、兼顧傳統產業轉型升級為出發點，按照“共性先立、急用先行”的原則，主要面向跨領域、跨行業的系統集成類標準，通過統籌標準資源、優化標準結構，重點解決當前推進智能制造工作中遇到的數據集成、互聯互通等基礎瓶頸問題。參考了RAMI 4.0和IEC相關工作，用于理解智能制造概念，分析現有標準現狀和需求。中國智能制造標準化參考模型如圖1-10所示。

1.生命周期

生命周期是由設計、生產、物流、銷售、服務等一系列相互聯系的價值創造活動組成的鏈式集合。生命周期中各項活動相互關聯、相互影響。不同行業的生命周期構成不盡相同。

2.系統層級

系統層級自下而上共五層，分別為設備層、控制層、管理層、企業層和網絡層。智能制造的系統層級體現了裝備的智能化和互聯網協議（IP）化，以及網絡的扁平化趨勢。

1）設備層包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器、機械和裝置等，是企業進行生產活動的物質技術基礎。

2）控制層包括可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC）、數據采集與監視控制系統（Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA）、分布式控制系統（Distributed Control System, DCS）和現場總線控制系統（Fieldbus Control System, FCS）等。

3）管理層實現面向工廠/車間的生產管理，包括制造執行系統（Manufacturing Execution System, MES）等。

4）企業層實現面向企業的經營管理，包括企業資源計劃（Enterprise Resource Planning, ERP）系統、產品生命周期管理（Product Lifecycle Management, PLM）、供應鏈管理（Supply Chain Management, SCM）系統和客戶關系管理（Customer Relationship Management, CRM）系統等。

5）網絡層由產業鏈上不同企業通過互聯網絡共享信息實現協同研發、智能生產、精準物流和智能服務等。

3.智能功能

智能功能包括資源要素、系統集成、互聯互通、信息融合和新興業態五層。

1）資源要素包括設計施工圖紙、產品工藝文件、原材料、制造設備、生產車間和工廠等物理實體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。

2）系統集成是指通過二維碼、射頻識別、軟件等信息技術集成原材料、零部件、能源、設備等各種制造資源。由小到大實現從智能裝備到智能生產單元、智能生產線、數字化車間、智能工廠，乃至智能制造系統的集成。

3）互聯互通是指通過有線、無線等通信技術，實現機器之間、機器與控制系統之間、企業之間的互聯互通。

4）信息融合是指在系統集成和通信的基礎上，利用云計算、大數據等新一代信息技術，在保障信息安全的前提下，實現信息協同共享。

5）新興業態包括個性化定制、遠程運維和工業云等服務型制造模式。

隨著中國智能制造標準化的推進，形成了“點”“線”“面”式的具有中國特色的智能制造標準化發展方式，下面舉例說明。

（1）智能制造系統架構的“點”示例：PLC

PLC位于智能制造系統架構生命周期的生產環節、系統層級的控制層級，以及智能功能的系統集成，如圖1-11所示。已發布的PLC標準主要包括：

● GB/T 15969.1可編程序控制器第1部分：通用信息應用和實現導則。

● IEC/TR 61131-9 可編程序控制器第9部分：小型傳感器和執行器的單量數字通信接口（SDCI）。

（2）智能制造系統架構的“線”示例：工業機器人

工業機器人位于智能制造系統架構生命周期的生產環節、系統層級的設備、控制和管理三個層級，以及智能功能的資源要素，如圖1-12所示。已發布的工業機器人標準主要包括：

● GB/T 19399—2003 工業機器人編程和操作圖形用戶接口。

● GB/Z 20869—2007 工業機器人用于機器人的中間代碼。

正在制定的工業機器人標準主耍包括：

●20120878-T-604機器人仿真開發環境接口。

●20112051-T-604開放式機器人控制器通信接口規范。

（3）智能制造系統架構的“面”示例：工業機器人

工業互聯網位于智能制造系統架構生命周期的所有環節、系統層級的設備、控制、管理、企業和協同五個層級，以及智能功能的互聯互通，如圖1-13所示。已發布的工業工聯網標準主要包括：

● GB/T 20171—2006 用于工業測量與控制系統的EPA系統結構與通信規范。

●GB/T 26790.1— 2011工業無線網絡WIA規范第1部分：用于過程自動化的WIA系統結構與通信規范。

● GB/T 25105—2014 工業通信網絡現場總線規范類型10:PROFINETIO規范。

在標準化參考模型指導下，中國共成立了九個智能制造綜合標準化工作組，具體如下：

● 全國信息技術標準化技術委員會（TC28）

● 全國工業過程測量控制和自動化標準化技術委員會（TC124）

● 全國自動化系統與集成標準化技術委員會（TC159）

● 全國信息安全標準化技術委員會（TC260）

● 全國通信標準化技術委員會（TC485）

● 增材制造標準化技術委員會（TC562）

● 中國電子信息產業發展研究院

● 上海工業自動化儀表研究院

● 全國電工電子產品可靠性與維修性標準化技術委員會（TC24）