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1、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 1 1 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（ITEI） 全国工业过程测量控制和自动化标委会（SAC/TC124） 王春喜 副总工/教高/博士 2016年9月 智能制造标准体系及智能制造标准体系及 国内外标准化进展国内外标准化进展 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 2 2 ITEI智能制造相关基础智能制造相关基础 ITEI：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（仪综所），国资委下属：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（仪综所），国资委下属事业单位事业单位 “十三五”重点研发计划“制造基础技术与关键部件”主要编写单位“十三五”重点研发计划“制造基础技术与关键部件
2、”主要编写单位 “国家智能制造标准化总体组”副组长单位“国家智能制造标准化总体组”副组长单位 科技部“中德智能制造国际合作”秘书处单位科技部“中德智能制造国际合作”秘书处单位 “中德智能制造“中德智能制造/工业工业4.0标准化工作组”秘书处单位标准化工作组”秘书处单位 IEC/TC65/WG16“数字工厂国际标准工作组”、“数字工厂国际标准工作组”、IEC/SMB/SEG8“智“智能制造能制造/工业工业4.0战略工作组”、战略工作组”、IEC/MSB“未来工厂白皮书”、“未来工厂白皮书”、ISO/TMB/SAG“工业“工业4.0战略咨询组”、战略咨询组”、IEC/TC65/AHG3“智能制造“
3、智能制造框架和系统架构”、框架和系统架构”、IEC/SC65E/AHG1“智能制造信息模型”国内对口“智能制造信息模型”国内对口单位，分别派专家参加了上述国际标准化工作单位，分别派专家参加了上述国际标准化工作 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 3 3 一、智能制造产生背景和技术发展趋势一、智能制造产生背景和技术发展趋势 二、从数字工厂、工业二、从数字工厂、工业4.0到智能制造的演变到智能制造的演变 三、国际智能制造标准化研究进展三、国际智能制造标准化研究进展 四、我国智能制造标准化相关工作四、我国智能制造标准化相关工作 五、五、国家智能制造标准体系建设指南国家智能制造标准体系建设指南解读解读
4、 六、仪综所承担智能制造专项情况介绍六、仪综所承担智能制造专项情况介绍 七、智能制造专项和智能制造标准计划申报建议七、智能制造专项和智能制造标准计划申报建议 八、智能制造下一步标准化工作重点八、智能制造下一步标准化工作重点 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 4 4 一、智能制造产生背景和技术发展趋势一、智能制造产生背景和技术发展趋势 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 5 5 制造业的概念制造业的概念 制造业：是指对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工或再加工，以及对零部件进行装配的工业的总称。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 6 6 制造业的范围制造业的范围 根据我国现行标准GB/T
5、 4754-2002划分，制造业包括31个行业： 注：十二亓规划纲要新增建筑业，共包括约175个中类，530个小类。 食品工业 农副食品加工业；饮料制造业；烟草制品业等 纺织服装工业 纺织服装、鞋、帽制造业；皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业等 造纸印刷业 造纸及纸制品业；印刷业和记录媒介的复制等 石油和化学工业 石油加工工业；化学原料及化学制品制造业；化学纤维、橡胶、塑料制品业等 冶金工业 黑色金属冶炼及压延加工业；有色金属冶炼及压延加工业 非金属制品业 水泥、玱璃制品、砖瓦石材、陶瓷制品等 金属制品业 集装箱、金属容器、金属工具制造；金属表面处理及热处理加工 机械制造业 通用设备制造业（锅炉
6、、内燃机、机床、泵阀、轰承、齿轮、通用零部件）；与 用设备制造业（拖拉机、医疗设备、邮政信件分拣）等 运输设备 交通运输设备制造业（汽车、摩托车、船舶、航空航天器、铁路机车等） 电器设备 电气机械及器材制造业（电劢机、发劢机、微电机、电线电缆、家用电器） 电子设备 通信设备、计算机及其他电子设备制造业 仦器仦表 仦器仦表及文化、办公用机械制造业 其他制造 家具制造业；木材加工及制品业；文教体育用品制造业；工艺品及其他制造业等 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 7 7 制造业面临全球化挑战制造业面临全球化挑战 全球化、高效、高质、创新、低消耗、个性化是其特征全球化、高效、高质、创新、低消耗、个
7、性化是其特征 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 8 8 第四次工业革命第四次工业革命 以智能制造为主导的第四次工业革命（革命性的生产方法）以智能制造为主导的第四次工业革命（革命性的生产方法） 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 9 9 世界制造业面临新的竞争世界制造业面临新的竞争 保持制造领先地位保持制造领先地位 可持续性创新投资 高出口水平 将“工业工业 4.0” 作为新战略 “制造业复兴制造业复兴“ 设立“全美制造业创新机制” 工业互联网 德国德国 美国美国 中国中国 中国制造中国制造2025 我国经济发展进入新常态 经济发展方式转向集约增长 经济结构转向深度调整 经济发展动力转向新的增
8、长点 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 10 10 二、从数字工厂、工业二、从数字工厂、工业4.0、CIM到到 智能制造的演变智能制造的演变 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 11 11 数字工厂数字工厂 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 12 12 数字工厂概念数字工厂概念 什么是数字工厂？什么是数字工厂？ IEC词汇库给出的定义是：数字工厂是数字模型、方法 和工具的综合网络（包括仿真和3D虚拟现实可视化），通 过连续的没有中断的数据管理集成在一起。 它是以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机 虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，幵 进一步扩展到整个产品生命周期的新型生
9、产组织方式，是 现代数字制造技术不计算机仿真技术相结合的产物。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 13 13 前期研究基础前期研究基础 数字工厂的研究开始已超过数字工厂的研究开始已超过10年，最初的思想是使用电子描述（如属性年，最初的思想是使用电子描述（如属性列表）来替代纸质文件，并在软件工具中使用它进行电子布线和安装。列表）来替代纸质文件，并在软件工具中使用它进行电子布线和安装。 随着信息技术和数据库技术的发展，数字工厂的概念有了很大的扩展，随着信息技术和数据库技术的发展，数字工厂的概念有了很大的扩展，包括了自动化资产及其关系，被广泛用于过程工厂、制造工厂中的电子包括了自动化资产及其关系，
10、被广泛用于过程工厂、制造工厂中的电子表示。在工厂全生命周期内，与数字化工厂相关的活动（如工程、组态表示。在工厂全生命周期内，与数字化工厂相关的活动（如工程、组态和维护）将访问、更新和使用数据库中的主数据。这使得所有相关过程和维护）将访问、更新和使用数据库中的主数据。这使得所有相关过程间可以一致地进行信息交换。间可以一致地进行信息交换。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 14 14 数字工厂国际标准数字工厂国际标准 2012年IEC/TR 62794 工业过程测量、控制和自动化 生产过程表示用参考模型 （数字工厂）（GB/Z 32235-2015 ） Program/ Software vie
11、ws of automatio n assets d d d 生产生产 制造制造 虚虚拟拟工厂工厂 实际实际工厂工厂 工程工程 组态组态 运行运行 信息安全信息安全 维护维护 基基础础数据数据库库（主数据）（主数据） Assets with classified properties 基础数据库基础数据库 具有属性及其关系具有属性及其关系 相关分相关分类类属性属性 （ （连连接列表）接列表） 过程工具过程工具 在基础数据库上运行在基础数据库上运行 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 15 15 产品设计与生产过程无缝集成产品设计与生产过程无缝集成 PDM，PLM等； CAPP，CAE等； IC
12、S/MES/ERP等 集 成 产品设计 生 产 过 程 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 16 16 打造数字工厂打造数字工厂 数字工厂的设计数字工厂的设计 数字工厂的优势数字工厂的优势 数字工厂的特点数字工厂的特点 数字工厂的关键技术数字工厂的关键技术 数字工厂是一个全新的工厂设计 理念； 最大限度应用数字化、仿真及互 联网技术； 代表对工厂的建设、运行、维护 的最高水平。 硬件的全集成； 软件的全集成； 统一的数据库； 无纸化； 数据贯穿整个产品生产过程。 数字工厂数字工厂 自动化、互联网； 能效管理； Safety与Security； 通信协议； 接口、一致性和互操作； 大数据、云计算
13、 提高盈利能力； 提高规划质量； 缩短产品投产时间； 交流透明化数据； 规划过程标准化。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 17 17 工业工业4.0 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 18 18 工业工业4.0正式推出正式推出 2013年年4月在汉诺威工业博览会正式推出月在汉诺威工业博览会正式推出 2013年年4月成立工业月成立工业4.0平台，秘书处包括：德国信息技术、通信、新媒平台，秘书处包括：德国信息技术、通信、新媒体协会（体协会（BITKOM）、德国机械设备制造业联合会（）、德国机械设备制造业联合会（VDMA）和德国电）和德国电气和电子工业联合会（气和电子工业联合会（ZVEI），为
14、关键的优先主题制定研发路线图），为关键的优先主题制定研发路线图 科学咨科学咨 询组询组 总体推进组总体推进组 管理委管理委 员会员会 秘书处秘书处 技术工作组技术工作组 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 19 19 工业工业4.04.0概念概念 什么是工业4.0？ 工业4.0：以智能制造为主导的第四次工业革命（革命性的生产方法）。通过信息物理系统CPS实现全生命周期中制造单元间相互独立地自劢交换信息、触发劢作和实现控制，将制造业向智能化转型。 德国政府实施工业4.0的原因 将信息和通信技术集成到传统的制造 业，以维持其全球市场领导地位 为CPS技术和产品建立和培育新的市 场，成为智能制造技术
15、的主要供应商 工业4.0 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 20 20 工业工业4.0特点特点智能工厂智能工厂 智能工厂智能工厂 构成工业构成工业4.0的关键特征，通过的关键特征，通过物联网和服务网与智能移动、智物联网和服务网与智能移动、智能物流、智能建筑、智能产品、能物流、智能建筑、智能产品、智能电网等相关联智能电网等相关联 通过价值链及网络实现企业间横向集成通过价值链及网络实现企业间横向集成 贯穿整个价值链的端到端工程数字化集成贯穿整个价值链的端到端工程数字化集成 企业内部灵活且可重组的网络化制造体系纵向集成企业内部灵活且可重组的网络化制造体系纵向集成 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
16、 21 21 工业工业4.0特点特点智能制造过程智能制造过程 智能制造系统智能制造系统 互联制造单元的自组织（自组织生产）互联制造单元的自组织（自组织生产） 制造步骤根据订单情况灵活定制（自组织工艺）制造步骤根据订单情况灵活定制（自组织工艺） 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 22 22 工业工业4.0特点特点智能装备智能装备/产品产品 智能装备智能装备/产品产品 被制造的产品具有制造过程中各阶段所必须的全部信息（标识被制造的产品具有制造过程中各阶段所必须的全部信息（标识、位置、状态、路线）。、位置、状态、路线）。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 23 23 工业工业4.0特点特点人的作用人的作用 人的作用仍至关重要人的作用仍至关重要 人，是具有创造性的规划者、管理者和决策者 第
