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国家智能制造标准体系建设指南(2021版)

国家智能制造标准体系建设指南(2021版)

国家智能制造标准体系建设指南(2021版)2021年11月 目录一、智能制造系统架构..............................................................1二、总体要求..............................................................................4(一)基本原则..........................................................................4(二)建设目标..........................................................................5三、建设思路..............................................................................5(一)智能制造标准体系结构..................................................5(二)智能制造标准体系框架..................................................7四、建设内容..............................................................................9(一)基础共性标准..................................................................9(二)关键技术标准................................................................12(三)行业应用标准................................................................27五、组织实施............................................................................32附件1:智能制造相关名词术语和缩略语............................33附件2:智能制造系统架构映射............................................35附件3:智能制造基础共性标准和关键技术标准................37附件4:智能制造行业应用标准重点研制需求....................82 1一、智能制造系统架构智能制造是基于先进制造技术与新一代信息技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等产品全生命周期,具有自感知、自决策、自执行、自适应、自学习等特征,旨在提高制造业质量、效率效益和柔性的先进生产方式。智能制造系统架构从生命周期、系统层级和智能特征等3个维度对智能制造所涉及的要素、装备、活动等内容进行描述,主要用于明确智能制造的标准化对象和范围。智能制造系统架构如图1所示。图1智能制造系统架构 21.生命周期生命周期涵盖从产品原型研发到产品回收再制造的各个阶段,包括设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动。生命周期的各项活动可进行迭代优化,具有可持续性发展等特点,不同行业的生命周期构成和时间顺序不尽相同。(1)设计是指根据企业的所有约束条件以及所选择的技术来对需求进行实现和优化的过程;(2)生产是指将物料进行加工、运送、装配、检验等活动创造产品的过程;(3)物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程;(4)销售是指产品或商品等从企业转移到客户手中的经营活动;(5)服务是指产品提供者与客户接触过程中所产生的一系列活动的过程及其结果。2.系统层级系统层级是指与企业生产活动相关的组织结构的层级划分,包括设备层、单元层、车间层、企业层和协同层。(1)设备层是指企业利用传感器、仪器仪表、机器、装置等,实现实际物理流程并感知和操控物理流程的层级;(2)单元层是指用于企业内处理信息、实现监测和控制物理流程的层级; 3(3)车间层是实现面向工厂或车间的生产管理的层级;(4)企业层是实现面向企业经营管理的层级;(5)协同层是企业实现其内部和外部信息互联和共享,实现跨企业间业务协同的层级。3.智能特征智能特征是指制造活动具有的自感知、自决策、自执行、自学习、自适应之类功能的表征,包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态等5层智能化要求。(1)资源要素是指企业从事生产时所需要使用的资源或工具及其数字化模型所在的层级;(2)互联互通是指通过有线或无线网络、通信协议与接口,实现资源要素之间的数据传递与参数语义交换的层级;(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,实现信息协同共享的层级;(4)系统集成是指企业实现智能制造过程中的装备、生产单元、生产线、数字化车间、智能工厂之间,以及智能制造系统之间的数据交换和功能互连的层级;(5)新兴业态是指基于物理空间不同层级资源要素和数字空间集成与融合的数据、模型及系统,建立的涵盖了认知、诊断、预测及决策等功能,且支持虚实迭代优化的层级。 4二、总体要求以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中、六中全会精神,立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,按照《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《国家标准化发展纲要》的部署要求,坚定不移实施制造强国网络强国战略,加强标准工作顶层设计,增加标准有效供给,强化标准应用实施,统筹推进国内国际标准化工作,持续完善国家智能制造标准体系,指导建设各细分行业智能制造标准体系,切实发挥好标准对于智能制造的支撑和引领作用。(一)基本原则加强统筹,分类施策。完善国家智能制造标准工作顶层设计,统筹推进国家标准与行业标准、国内标准与国际标准的制定与实施。结合重点行业(领域)的技术特点和发展需求,有序推进细分行业智能制造标准体系建设。夯实基础,强化协同。加快基础通用、关键技术、典型应用等重点标准制定。结合智能制造跨行业、跨领域、系统融合等特点,推动产业链各环节、产学研用各方共同开展标准制定。立足国情,开放合作。结合我国智能制造技术和产业发展现状,鼓励国内企事业单位积极参与国际标准化活动。加 5强与全球产业界的交流与合作,积极贡献中国的技术方案和实践经验,共同推进智能制造国际标准制定。(二)建设目标到2023年,制修订100项以上国家标准、行业标准,不断完善先进适用的智能制造标准体系。加快制定人机协作系统、工艺装备、检验检测装备等智能装备标准,智能工厂设计、集成优化等智能工厂标准,供应链协同、供应链评估等智慧供应链标准,网络协同制造等智能服务标准,数字孪生、人工智能应用等智能赋能技术标准,工业网络融合等工业网络标准,支撑智能制造发展迈上新台阶。到2025年,在数字孪生、数据字典、人机协作、智慧供应链、系统可靠性、网络安全与功能安全等方面形成较为完善的标准簇,逐步构建起适应技术创新趋势、满足产业发展需求、对标国际先进水平的智能制造标准体系。三、建设思路(一)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3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。 6A基础共性BA智能装备通用传感器与仪器仪表BF工业网络工业有线网络BB智能工厂BC智慧供应链C行业应用工程装备船舶与海洋智能工厂设计业务集成优化BE智能赋能技术工业软件工业大数据工业云B 关键技术工业无线网络人工智能边缘计算智能工厂交付数字孪生区块链工业网络融合工业网络资源管理安全可靠性检测评价人员能力自动识别设备BD智能服务运维服务供应链管理供应链建设纺织钢铁轨道交通航空航天建材汽车石化有色金属其他供应链评估智能设计工厂智能物流数控机床检验检测装备控制系统智能生产智能管理网络协同制造大规模个性化定制工业机器人工艺装备其他人机协作系统增材制造装备电子信息电力装备图2智能制造标准体系结构图具体而言,A基础共性标准包括通用、安全、可靠性、检测、评价、人员能力等6大类,位于智能制造标准体系结构图的最底层,是B关键技术标准和C行业应用标准的支撑。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智能装备标准主要聚焦于智能特征维度的资源要素,BB智能工厂标准主要聚焦于智能特征维度的资源要素和系统集 7成,BC智慧供应链对应智能特征维度互联互通、融合共享和系统集成,BD智能服务对应智能特征维度的新兴业态,BE智能赋能技术对应智能特征维度的资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态,BF工业网络对应智能特征维度的互联互通和系统集成。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。(二)智能制造标准体系框架智能制造标准体系框架图包含了智能制造标准体系的基本组成单元,具体包括A基础共性、B关键技术、C行业应用等3个部分,如图3所示。 8智能制造标准体系框架A基础共性AA 通用AB 安全AD 检测AC 可靠性AE 评价ACA 工程管理ACB 技术方法ADA 检测要求ADB 检测方法AEA 指标体系 AEB 能力成熟度 AEC 评价方法AED 实施指南AF 人员能力AFA 能力要求AFB 能力评价ADC 检测技术AAA 术语定义AAB 参考模型AAC 元数据与数据字典AAD 标识ABA 功能安全ABB 网络安全BAA 传感器与仪器仪表BAE 增材制造装备BAF 工业机器人BAG 数控机床BAAA 通用技术BAAB 接口与通信BACA 文字图形图像BACB 交互协作BADA 通用技术BADB 接口与通信BAFA 通用技术BAFB 接口与通信BAFC 协同BAFD 测试与评估BAGA 通用技术BAGB 接口与协同BAGC 检测监控BAH 工艺装备BAHA 通用技术BAHB 接口与监控BADC 编程BAB 自动识别设备BABA 通用技术BABB 接口与通信BAI 检验检测装备BAIA 通用技术BAIB 集成BAIC 设备管理BAEA 通用技术BAEB 接口与通信BAEC 测试与评估BAJ 其他BAJA 通用技术BAJB 接口与通信BAC 人机协作系统BAD 控制系统BBA 智能工厂设计BBC 智能设计BBD 智能生产BBE 智能管理BBF 工厂智能物流BBG 集成优化BBAA 总体规划BBAB 物理\虚拟工厂设计BBCA 产品设计与仿真BBCB 工艺设计与仿真BBCC 试验设计与仿真BBDA 计划调度BBDB 生产执行BBDC 质量管控BBDD 设备运维BBEA 采购管理BBEB 销售管理BBEC 资产管理BBFA 智能仓储BBFB 智能配送BBGA 集成要求BBGB 优化要求BBEE 安全管理BBB 智能工厂交付BBBA 数字化交付BBBB 验收要求BBEF 环保管理BBED 能源管理BCBB 业务协同管理BCA 供应链建设BCAA 数据共享BCAB 系统建设及部署BCCA 风险评估BCCB 性能评估BCBA 供应商管理BDA 大规模个性化定制BDC 网络协同制造BDB 运维服务BDAA 通用要求BDAB 需求交互要求BDCA 总体架构BDCB 平台技术要求BDCC 协同交互流程BDBA 通用要求BDBF 运维执行BDBB 知识库BDBC 状态监测BDBD 故障诊断BDBE 寿命预测BDCD 资源模型与优化配置BDCE 实施指南BEC 工业软件BEB 工业大数据BED 工业云BEE 边缘计算BECA 软件产品与系统BECB 软件系统集成和接口BECC 服务与管理BEBA 工业大数据平台BEBB 数