摘 要:智能制造作為新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展的生產(chǎn)形態(tài),是推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的重要抓手。標(biāo)準(zhǔn)化作為科技創(chuàng)新的載體,是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁支撐力,研制智能制造標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和占領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)具有重要意義,開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究是推進(jìn)新型工業(yè)化,形成新質(zhì)生產(chǎn)力的必然選擇。
關(guān)鍵詞:制造業(yè),智能制造,標(biāo)準(zhǔn)化,新質(zhì)生產(chǎn)力
DOI編碼:10.3969/j.issn.1674-5698.2024.11.003
0 引 言
2023年9月,習(xí)近平總書(shū)記在黑龍江考察調(diào)研期間首次提到“新質(zhì)生產(chǎn)力”,2024年《政府工作報(bào)告》提出,要加快推進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè),加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。所謂新質(zhì)生產(chǎn)力是創(chuàng)新起主導(dǎo)作用,擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑,具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征,符合新發(fā)展理念的先進(jìn)生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)[1]。智能制造作為新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展的生產(chǎn)形態(tài),對(duì)于推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展,提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平,推進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)具有重要意義。
標(biāo)準(zhǔn)是科技創(chuàng)新的載體,也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力,推進(jìn)智能制造,標(biāo)準(zhǔn)化要先行。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化在解決關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通、優(yōu)化生產(chǎn)資源配置、提升產(chǎn)業(yè)鏈效率和增強(qiáng)跨行業(yè)跨領(lǐng)域的交流合作等方面發(fā)揮著重要作用,開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究對(duì)于提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、占領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)和促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端具有重要的意義,是推進(jìn)新型工業(yè)化,開(kāi)拓形成新質(zhì)生產(chǎn)力的必然選擇[2]。
1 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀研究
1.1 智能制造定義
GB/T 40647-2021《智能制造 系統(tǒng)架構(gòu)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中定義智能制造是通過(guò)綜合和智能地利用信息空間、物理空間的過(guò)程和資源,貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié),具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化等功能,創(chuàng)造、交付產(chǎn)品和服務(wù)的新型制造[3]。IEC/TR 63283-1:2022《工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化 智能制造 第1部分:術(shù)語(yǔ)和定義》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義智能制造是通過(guò)集成化和智能化的技術(shù)手段,綜合利用網(wǎng)絡(luò)、物理試題、人員相關(guān)的過(guò)程和資源,生成產(chǎn)品和服務(wù),并與企業(yè)價(jià)值鏈中的其他環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)作,以提升制造性能的制造模式[4]。通過(guò)對(duì)比分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可以看出,當(dāng)前對(duì)于智能制造的認(rèn)知相對(duì)較統(tǒng)一。
1.2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化組織
(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(I S O)、國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)及國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)是開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究的三大重要組織[5],它們的核心技術(shù)機(jī)構(gòu)及核心分委會(huì)/工作組如圖1所示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)中開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究的主要機(jī)構(gòu)有智能制造協(xié)調(diào)委員會(huì)(ISO/ TMB/SMCC)和自動(dòng)化系統(tǒng)與集成技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC 184)。
智能制造系統(tǒng)委員會(huì)(I EC /SyC SM)和工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)委員會(huì)(I E C /TC 65)是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究的兩個(gè)核心技術(shù)機(jī)構(gòu)。智能制造系統(tǒng)委員會(huì)(I EC /SyC SM)主要負(fù)責(zé)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化的頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào),此外智能制造系統(tǒng)委員會(huì)(IEC/SyC SM)和智能制造協(xié)調(diào)委員會(huì)(ISO/TMB/SMCC)共同組成了OF 1標(biāo)準(zhǔn)圖譜開(kāi)放論壇工作組,負(fù)責(zé)開(kāi)展智能制造標(biāo)準(zhǔn)圖譜研究及標(biāo)準(zhǔn)制定[4]。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)共同成立了ISO/IEC JTC1第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì),致力于開(kāi)展新一代信息技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化研究與應(yīng)用。
國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)中開(kāi)展智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的主要機(jī)構(gòu)是電信標(biāo)準(zhǔn)化部(ITU-T),下設(shè)SG13未來(lái)網(wǎng)絡(luò)和SG 20物聯(lián)網(wǎng)研究工作組,主要負(fù)責(zé)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和制定[5]。
(2)各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)
除上文介紹的三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織外,各國(guó)還有其他標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)也在不斷推進(jìn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作,機(jī)構(gòu)名稱和主要職責(zé)見(jiàn)表1。
1.3 智能制造標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀
(1)智能制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀
智能制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要包含基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)包含術(shù)語(yǔ)、定義、案例、參考模型和標(biāo)準(zhǔn)圖譜等內(nèi)容;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋數(shù)字工廠、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全、工業(yè)自動(dòng)化能效、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[6]。工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC 65)現(xiàn)行智能制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有500多項(xiàng),其中我國(guó)主導(dǎo)制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有40項(xiàng),已正式發(fā)布25項(xiàng);自動(dòng)化系統(tǒng)與集成技術(shù)委員會(huì)(ISO/ TC 184)共有近900項(xiàng)智能制造相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)主導(dǎo)制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有10項(xiàng)。我國(guó)主導(dǎo)制定的部分國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
(2)智能制造國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀
我國(guó)構(gòu)建了包含“基礎(chǔ)共性”“關(guān)鍵技術(shù)”和“行業(yè)應(yīng)用”的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系[7]。智能制造國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了產(chǎn)品全生命周期、生產(chǎn)全過(guò)程和供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)等場(chǎng)景,對(duì)于企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及效益,減少資源能源損耗,暢通產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈起到了重要作用,部分智能制造國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用場(chǎng)景見(jiàn)表3。
隨著智能制造的深入推進(jìn),我國(guó)制造業(yè)發(fā)展已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展方式進(jìn)入重塑轉(zhuǎn)型期,亟需新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)助力我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)邁入新階段。為此工業(yè)和信息化部及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)等部門正在組織相關(guān)單位研制智能制造新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如:針對(duì)我國(guó)智能檢測(cè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)薄弱等問(wèn)題,全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)正在研制《智能檢測(cè)裝備通用技術(shù)要求》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(計(jì)劃號(hào):20240328-T-604);針對(duì)智能制造實(shí)施效果和可持續(xù)發(fā)展能力科學(xué)量化評(píng)價(jià)方法缺失,機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所牽頭制定了《智能制造效能通用評(píng)測(cè)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):T/CAMS 182-2024),當(dāng)前正在推進(jìn)《企業(yè)智能制造效能評(píng)測(cè)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的研制和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。
2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)拓新質(zhì)生產(chǎn)力
2.1 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)管理
推進(jìn)新型工業(yè)化,加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)其本質(zhì)就是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化可以打通產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)質(zhì)量管控、營(yíng)銷管理和售后服務(wù)全環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)全生命周期業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)共享,進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)優(yōu)化,是推進(jìn)新型工業(yè)化和加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重要基石。
針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、成本高、反饋優(yōu)化機(jī)制缺失等問(wèn)題,智能制造標(biāo)準(zhǔn)化通過(guò)規(guī)范設(shè)計(jì)建模、仿真優(yōu)化和虛擬驗(yàn)證等流程,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和模型驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì),縮短產(chǎn)品研制周期,提高新產(chǎn)品產(chǎn)值貢獻(xiàn)率;針對(duì)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜和精確度低等現(xiàn)狀,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、仿真軟件和知識(shí)模型,基于復(fù)雜建模、多目標(biāo)優(yōu)化等技術(shù),可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真迭代優(yōu)化;圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量在線檢測(cè)率低、質(zhì)量追溯困難等現(xiàn)狀,通過(guò)制定智能檢測(cè)裝備和生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能在線檢測(cè)、質(zhì)量精準(zhǔn)追溯和產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化;隨著消費(fèi)者個(gè)性多樣化需求不斷提升,基于大規(guī)模個(gè)性化定制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),利用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等技術(shù),構(gòu)建用戶畫(huà)像和需求預(yù)測(cè)模型,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)方案,優(yōu)化銷售策略。智能制造產(chǎn)品全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化可以集成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、維護(hù)等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),并進(jìn)行閉環(huán)反饋和分析挖掘,推動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化和迭代創(chuàng)新,相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)容見(jiàn)表4。
2.2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)生產(chǎn)全過(guò)程協(xié)同優(yōu)化
新質(zhì)生產(chǎn)力的形成是以全要素生產(chǎn)率大幅提升作為核心標(biāo)志。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化可以打通生產(chǎn)全過(guò)程工序間、工藝間、業(yè)務(wù)間的孤島信息,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程、全要素協(xié)同優(yōu)化,推動(dòng)生產(chǎn)全過(guò)程的系統(tǒng)性,高效提升生產(chǎn)過(guò)程的效率,是開(kāi)拓形成新質(zhì)生產(chǎn)力的重要手段。
智能制造標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、料、法、環(huán)等全要素的互聯(lián)互通,通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)合知識(shí)圖譜等技術(shù)進(jìn)行分析、推理和決策,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)感知、動(dòng)態(tài)配置和智能決策的生產(chǎn)管理,優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率。面對(duì)傳統(tǒng)排程計(jì)劃準(zhǔn)確度低且存在大量工序間銜接等待時(shí)間長(zhǎng)等現(xiàn)狀,智能制造標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定了調(diào)度優(yōu)化方法,結(jié)合多維數(shù)據(jù)分析等技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化下的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)管控。針對(duì)傳統(tǒng)排產(chǎn)調(diào)度多圍繞單一工序進(jìn)行計(jì)劃排產(chǎn)優(yōu)化,導(dǎo)致局部排產(chǎn)最優(yōu)而全局生產(chǎn)效率低的現(xiàn)狀,智能制造標(biāo)準(zhǔn)化通過(guò)規(guī)范各工藝計(jì)劃、排產(chǎn)和調(diào)度環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)全局資源配置優(yōu)化。智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)打通生產(chǎn)全過(guò)程、全環(huán)節(jié),構(gòu)建統(tǒng)一的生產(chǎn)優(yōu)化模型,基于全流程數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)全工序在線預(yù)測(cè)、工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)優(yōu)等協(xié)同優(yōu)化,推動(dòng)生產(chǎn)全流程一體化優(yōu)化,相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)注范圍內(nèi)容見(jiàn)表5。
2.3 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)自主可控
提升供應(yīng)鏈韌性和安全水平,保證產(chǎn)業(yè)體系自主可控、安全可靠是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的必經(jīng)之路。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化可以推進(jìn)供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)一體化集成和協(xié)同優(yōu)化,加快企業(yè)形態(tài)和產(chǎn)業(yè)組織變革創(chuàng)新,是提升供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)自主可控能力的有效途徑。
智能制造標(biāo)準(zhǔn)化基于云平臺(tái),廣泛連接全產(chǎn)業(yè)企業(yè)資源,有效規(guī)范配置生產(chǎn)資源,對(duì)于推進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同和提升產(chǎn)業(yè)鏈效率具有重要的意義。針對(duì)供應(yīng)鏈體系復(fù)雜且分散,無(wú)法精準(zhǔn)預(yù)測(cè)需求變化,快速響應(yīng)異常變化,協(xié)同效率滯后等問(wèn)題,智能制造標(biāo)準(zhǔn)化可以規(guī)范訂單到交付全流程供應(yīng)鏈端到端業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流,優(yōu)化全鏈條資源配置。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定了全產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈要素核心,可以有效指導(dǎo)協(xié)同研發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)等全生產(chǎn)過(guò)程,進(jìn)一步釋放產(chǎn)業(yè)資源效率潛力。同時(shí)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化基于原料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、物流、銷售和服務(wù)等全價(jià)值鏈條數(shù)據(jù)互通,結(jié)合數(shù)據(jù)采集和建模分析技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)一體化協(xié)同,提升供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)自主可控能力,推動(dòng)供應(yīng)鏈全過(guò)程的價(jià)值增值。相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)注范圍和內(nèi)容見(jiàn)表6。
3 總結(jié)展望
隨著全球科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,大國(guó)之間博弈進(jìn)一步聚焦制造業(yè),智能制造標(biāo)準(zhǔn)化作為推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動(dòng)引擎,對(duì)于加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力具有極其重要的戰(zhàn)略意義。智能制造標(biāo)準(zhǔn)化在產(chǎn)品全生命周期、生產(chǎn)全過(guò)程和供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)等方面具有提升生產(chǎn)效率、創(chuàng)新優(yōu)化配置生產(chǎn)資源和催生產(chǎn)業(yè)新模式的作用,是凝聚開(kāi)拓新質(zhì)生產(chǎn)力的新動(dòng)能。隨著我國(guó)不斷系統(tǒng)深入推進(jìn)智能制造,標(biāo)準(zhǔn)化作為推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、制造業(yè)高速發(fā)展的強(qiáng)勁推動(dòng)力和支撐力,是推進(jìn)新型工業(yè)化、開(kāi)拓新質(zhì)生產(chǎn)力的“敲門磚”。作為一名標(biāo)準(zhǔn)化工作者,未來(lái)將以更飽滿的熱情投入到智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究中,為加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó),凝聚開(kāi)拓新質(zhì)生產(chǎn)力獻(xiàn)智獻(xiàn)策。
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