為推動我國智能制造的發(fā)展,梳理智能制造的典型模式,歸納整理智能制造的標準化需求,并進一步推動我國的智能制造國際標準化進程,特此征集和編寫了這本《智能制造標準案例集》,配合《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)解讀》使用。 本書中的13個智能制造標準案例從《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》出發(fā),明確了每個案例在智能制造系統(tǒng)架構中的位置,并通過梳理案例的實施步驟,對智能制造在智能工廠建設、信息安全、互聯(lián)互通、智能服務等多個領域的標準化需求進行了分析。本案例集是10多家企業(yè)、研究院所和高校的實踐集錦,全面展示了不同行業(yè)的企業(yè)開展智能制造探索與實踐的具體做法和取得的成效,以及來自技術研發(fā)、生產(chǎn)制造、企業(yè)經(jīng)營與管理第一線的標準化現(xiàn)狀和需求整理。
制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體,是國民經(jīng)濟的支柱,是國家安全和人民幸福安康的物質基礎,當前更是我國經(jīng)濟實現(xiàn)創(chuàng)新驅動、轉型升級的主戰(zhàn)場。改革開放三十多年來,我國制造業(yè)發(fā)展取得長足進步,總體規(guī)模位居世界前列,自主創(chuàng)新能力顯著增強,綜合實力和國際地位大幅提升,已站到新的歷史起點上。就當前來看,我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài),如何做到換擋不失速,推動產(chǎn)業(yè)結構向中高端邁進,重點、難點和出路都在制造業(yè)。我國制造業(yè)正處于爬坡過坎的重要關口,在原有比較優(yōu)勢逐步削弱、新的競爭優(yōu)勢尚未形成的新舊交替期,轉型升級任務十分艱巨,面臨的困難相當嚴峻,很多需要解決的問題迫在眉睫。
隨著新一代信息通信技術與先進制造技術的深度融合,全球興起了以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革,數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢。智能制造成為制造業(yè)變革的核心。世界主要工業(yè)發(fā)達國家加緊謀篇布局,以重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢。“十三五”時期是我國制造業(yè)提質增效、由大變強的關鍵期!吨袊圃2025》已將智能制造作為主攻方向。大力實施智能制造,是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇,對于培育我國新的經(jīng)濟增長動力,搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點具有重要意義,是促進制造業(yè)向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措。
“智能制造、標準先行”,先進的標準是智能制造實施的重要基礎和前提。美、德等工業(yè)強國早已認識到標準建設是重塑制造業(yè)的關鍵,通過不同方式加大智能制造標準建設力度,在未來國家競爭中搶奪先機。我國也高度重視智能制造領域標準化工作,去年底,工信部和國家標準化管理委員會聯(lián)合制訂并發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南》(以下簡稱“《建設指南》”),明確了建設國家智能制造標準體系的總體要求、建設思路、建設內(nèi)容和組織實施方式,為推進智能制造提供了強有力的標準支撐。組織出版的《國家智能制造標準體系建設指南解讀》,以內(nèi)容結合應用案例深入講解基礎共性標準和關鍵技術標準,對重點行業(yè)智能制造標準化工作相關標進行了分析,有助于進一步加深對《建設指南》的理解,值得行業(yè)、企業(yè)借鑒參考。
2015年6月李克強總理調研工業(yè)和信息化部時指出,“當前智能制造最重要的工作是標準的制修訂”。今年4月6日的國務院會議上,李克強總理更是強調“要打一場制造業(yè)的‘攻堅戰(zhàn)’,實施智能制造,用先進標準倒逼中國制造升級”。這是黨中央、國務院在新常態(tài)新形勢下對智能制造及標準化工作提出的新要求。我們深感責任重大,任務光榮。讓我們共同努力,以更加有力的舉措,做好包括《建設指南》宣貫培訓在內(nèi)的各項工作,充分發(fā)揮標準在推進智能制造發(fā)展中的基礎性和引導性作用,營造全社會實施智能制造的良好氛圍,為加速我國制造業(yè)轉型升級、實施制造業(yè)強國戰(zhàn)略奠定堅實的基礎。
苗圩
2016年5月
前 言
標準化建設是推進智能制造的先機和制高點,是產(chǎn)業(yè)發(fā)展和企業(yè)競爭的關鍵所在。與工業(yè)強國相比,我國智能制造領域標準建設還比較滯后,標準缺失、交叉重復、行業(yè)發(fā)展不平衡等問題還比較突出,嚴重制約了智能制造推進的速度和質量,引起了國家相關部門的高度重視。為充分發(fā)揮標準在推進智能制造發(fā)展中的基礎性和引導性作用,根據(jù)《中國制造2025》的戰(zhàn)略部署,工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會于2015 年12 月聯(lián)合制定并發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南(2015 年版)》(以下簡稱“《建設指南》”)。
《建設指南》以聚焦制造業(yè)優(yōu)勢領域、兼顧傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級為出發(fā)點,明確了建設智能制造標準體系的總體要求、建設思路、建設內(nèi)容和組織實施方式,從生命周期、系統(tǒng)層級、智能功能3個維度建立了智能制造標準體系參考模型,并由此提出了“5+5+10”的智能制造標準體系框架,涵蓋“基礎”、“安全”等五類基礎共性標準,“智能裝備”、“智能工廠”、“智能服務”、“工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”五類關鍵技術標準,以及包括《中國制造2025》中十大應用領域在內(nèi)的行業(yè)應用標準!督ㄔO指南》是工業(yè)和信息化部智能制造綜合標準化工作的一項階段性成果。它的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
一、《建設指南》是智能制造國家標準和行業(yè)標準的立項依據(jù)!督ㄔO指南》是指導未來一定時期內(nèi)智能制造國家標準和行業(yè)標準立項及制、修訂工作的依據(jù),同時也是對智能制造標準進行科學管理的基本依據(jù)。智能制造標準化工作涉及多個行業(yè)、多個技術領域,研究對象是由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)。依據(jù)《建設指南》的相關要求,充分結合我國制造業(yè)和新一代信息技術產(chǎn)業(yè)的總體發(fā)展布局,適時立項符合我國國情的智能制造標準,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。
二、《建設指南》著重解決制造環(huán)節(jié)互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)集成問題,構建跨行業(yè)、跨領域的智能制造標準體系!督ㄔO指南》提出的并不是一個大而全的標準體系,也不能覆蓋和替代制造業(yè)現(xiàn)有的標準體系。智能制造標準體系是一個有所為有所不為的標準體系!督ㄔO指南》全面納入與智能制造密切相關的基礎通用、關鍵技術及重點行業(yè)應用標準,并對已制定、制定中的標準進行了全面梳理,力爭展現(xiàn)智能制造標準的全貌;按照“共性先立、急用先行”原則,主要面向跨領域、跨行業(yè)的系統(tǒng)集成類標準,通過統(tǒng)籌標準資源、優(yōu)化標準結構,重點解決當前推進智能制造工作中遇到的數(shù)據(jù)集成、互聯(lián)互通等基礎瓶頸問題。
三、堅持立足國情、開放合作理念建設智能制造標準體系!督ㄔO指南》依據(jù)我國智能制造標準基礎差,行業(yè)發(fā)展不平衡等特點,充分考慮標準的適用性,加強具有自主知識產(chǎn)權的標準制定與產(chǎn)業(yè)化;《建設指南》的部分內(nèi)容充分借鑒了德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的相關標準化內(nèi)容,并與先進制造國家和國際標準化組織進行交流溝通,下一步將適時推動我國自主知識產(chǎn)權標準上升為國際標準,同時,將適合我國制造業(yè)發(fā)展需求的國際標準適時轉化為國家標準,努力建設一個兼容性好、開放性強的標準體系。
四、與時俱進,建立智能制造標準體系動態(tài)完善機制!督ㄔO指南》是基于當前智能制造的技術特點以及對智能制造的認識進行編制的,但智能制造是一個動態(tài)發(fā)展的龐大系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)界對智能制造的認識將是一個不斷深入的過程。隨著智能制造技術、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,新模式新業(yè)態(tài)的不斷涌現(xiàn),智能制造標準體系將進行動態(tài)調整和完善,計劃每2至3年對《建設指南》進行修訂。爭取到2017年,初步建立智能制造標準體系,探索制定重點行業(yè)智能制造標準,并率先在《中國制造2025》十大重點領域取得突破。到2020年,建立起較為完善的智能制造標準體系,基本實現(xiàn)基礎共性標準和關鍵技術標準全覆蓋,并在制造業(yè)全領域推廣應用。
為推動我國智能制造的發(fā)展,梳理智能制造的典型模式,歸納整理智能制造的標準化需求,深度調研我國各領域、各行業(yè)智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀,并進一步推動我國的智能制造國際標準化進程,特此征集和編寫了本《智能制造標準案例集》中的相關內(nèi)容,配合《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)解讀》使用。
案例的收集和整理對于梳理智能制造相關的核心技術、生產(chǎn)過程、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、標準化需求等有著非常重要的作用。在ISO、IEC等國際標準化組織中,來自不同國家和地區(qū)、不同行業(yè)的專家基于相似的案例模版,對優(yōu)勢技術、商業(yè)模式、管理經(jīng)驗等進行甄別和提煉,形成標準案例作為標準預研的基礎和依據(jù)。比如,ISO/IEC JTC1 WG10物聯(lián)網(wǎng)工作組中,各國專家基于IEC 62559應用案例系列標準,對物聯(lián)網(wǎng)領域的應用場景、系統(tǒng)設置、信息流向等進行了分析。在美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,不同企業(yè)的專家依托測試床和應用案例工作組,形成了智能電網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能制造等測試床和應用案例。另外,基于2015年工信部46個試點示范專項項目,我國也整理和出版了相應的案例集。
與之前的試點示范案例集不同的是,本書中的案例從《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》出發(fā),明確了每個案例在智能制造系統(tǒng)架構中的位置,并通過梳理案例的實施步驟,對智能制造在智能工廠建設、信息安全、互聯(lián)互通、智能服務等領域的標準化需求進行了分析。本書的案例是海爾集團、青島紅領集團有限公司、北京東土科技股份有限公司、中國航空綜合技術研究所、昌河飛機工業(yè)(集團)有限責任公司、研祥智能科技股份有限公司、天津大學、上海明匠智能系統(tǒng)有限公司、深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司、睿芯聯(lián)科(北京)電子科技有限公司、北京匡恩網(wǎng)絡科技有限責任公司、上海電器科學研究所(集團)有限公司、中國科學院沈陽自動化研究所、重慶機床(集團)有限責任公司等10多家企業(yè)、研究院所和高校的實踐集錦,全面展示了不同行業(yè)的企業(yè)開展智能制造探索與實踐的具體做法和取得的成效,以及來自技術研發(fā)、生產(chǎn)制造、企業(yè)經(jīng)營與管理第一線的標準化現(xiàn)狀和需求整理。
我國智能制造領域的發(fā)展已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外的廣泛關注。此案例集中所示僅為中國智能制造的一個縮影。推進智能制造發(fā)展,是制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢,是促進工業(yè)向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措,也是新常態(tài)下打造新的國際競爭優(yōu)勢的必然選擇。今后我們將針對智能制造的各個領域,繼續(xù)開展案例征集工作,持續(xù)助力我國的智能制造發(fā)展。
辛國斌 田世宏
2016年5月
上海交通大學博士,美國馬里蘭大學訪問學者。IEC/SMB SG8工業(yè)4.0戰(zhàn)略工作組、ISO/IEC JTC1 WG10 物聯(lián)網(wǎng)工作組專家。任職于中國電子技術標準化研究院,參與過多項標準的研制工作。工信部智能制造專項《國家智能制造標準體系建設指南》制定的主要執(zhí)行人之一。
案例1 海爾互聯(lián)工廠創(chuàng)新與實踐 1
1.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 1
1.2 智能制造案例基本情況 1
1.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 2
1.4 智能制造關鍵績效指標 3
1.5 案例特點 4
1.6 智能制造實施步驟 5
1.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 10
1.8 智能制造示范意義 12
1.9 下一步工作計劃 13
案例2 服裝個性化定制新模式 17
2.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 17
2.2 智能制造案例基本情況 17
2.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 18
2.4 智能制造關鍵績效指標 20
2.5 案例特點 21
2.6 智能制造實施步驟 22
2.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 27
2.8 智能制造示范意義 28
2.9 下一步工作計劃 29
案例3 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新型生物能源制取系統(tǒng) 35
3.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 35
3.2 智能制造案例基本情況 36
3.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 36
3.4 智能制造關鍵績效指標 38
3.5 案例特點 39
3.6 智能制造實施步驟 40
3.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 41
3.8 智能制造示范意義 42
3.9 下一步工作計劃 42
案例4 直升機旋翼系統(tǒng)制造智能工廠 45
4.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 45
4.2 智能制造案例基本情況 45
4.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 46
4.4 智能制造關鍵績效指標 47
4.5 案例特點 47
4.6 智能制造實施步驟 47
4.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 55
4.8 智能制造示范意義 57
4.9 下一步工作計劃 57
案例5 液晶電視智能檢測系統(tǒng) 59
5.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 59
5.2 智能制造案例基本情況 60
5.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 60
5.4 智能制造關鍵績效指標 63
5.5 案例特點 64
5.6 智能制造實施步驟 66
5.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 68
5.8 智能制造示范意義 70
5.9 下一步工作計劃 71
案例6 天津大學三維模型檢索系統(tǒng) 73
6.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 73
6.2 智能制造案例基本情況 74
6.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 75
6.4 智能制造關鍵績效指標 76
6.5 案例特點 77
6.6 智能制造實施步驟 78
6.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 82
6.8 智能制造示范意義 83
6.9 下一步工作計劃 84
案例7 傳統(tǒng)鋼結構制造業(yè)柔性制造技術轉型升級 89
7.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 89
7.2 智能制造案例基本情況 89
7.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 90
7.4 智能制造關鍵績效指標 92
7.5 案例特點 93
7.6 智能制造實施步驟 94
7.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 107
7.8 智能制造示范意義 108
7.9 下一步工作計劃 109
案例8 自主標準RFID在彩電智能制造中的應用 111
8.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 111
8.2 智能制造案例基本情況 111
8.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 112
8.4 智能制造關鍵績效指標 113
8.5 案例特點 113
8.6 智能制造實施步驟 118
8.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 119
8.8 智能制造示范意義 120
8.9 下一步工作計劃 121
案例9 面向灌裝生產(chǎn)線的WIA-FA智能制造系統(tǒng) 123
9.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 123
9.2 智能制造案例基本情況 124
9.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 125
9.4 智能制造關鍵績效指標 127
9.5 案例特點 128
9.6 智能制造實施步驟 129
9.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 137
9.8 智能制造示范意義 138
9.9 下一步工作計劃 140
案例10 汽車齒輪智能制造生產(chǎn)線 141
10.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 141
10.2 智能制造案例基本情況 142
10.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 142
10.4 智能制造關鍵績效指標 149
10.5 案例特點 150
10.6 智能制造實施步驟 154
10.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 155
10.8 智能制造示范意義 160
10.9 下一步工作計劃 160
案例11 電力裝備電力拖動用高效率三相異步電動機定子部件數(shù)字化智能制造車間 163
11.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處的位置 163
11.2 電機定子組件智能制造案例基本情況 165
11.3 電機定子組件智能制造系統(tǒng)架構介紹 168
11.4 智能制造關鍵績效指標 174
11.5 案例特點 174
11.6 智能制造實施步驟 176
11.7 案例的標準化現(xiàn)狀與需求 178
11.8 案例的示范意義 179
11.9 下一步的工作計劃 179
案例12 用戶端電氣元件智能制造設備 183
12.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中所處位置 183
12.2 智能制造案例基本情況 183
12.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 184
12.4 智能制造關鍵績效指標 191
12.5 案例特點 192
12.6 智能制造實施步驟 194
12.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 198
12.8 智能制造示范意義 200
12.9 下一步工作計劃 201
案例13 數(shù)控機床信息安全 205
13.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構中的位置 205
13.2 智能制造案例基本情況 206
13.3 智能制造系統(tǒng)架構介紹 206
13.4 智能制造關鍵績效指標 209
13.5 案例特點 210
13.6 智能制造實施步驟 211
13.7 智能制造標準化現(xiàn)狀與需求 212
13.8 智能制造示范意義 212
13.9 下一步工作計劃 213
附錄A 《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》全文 215
一、總體要求 215
二、建設思路 217
三、建設內(nèi)容 224
四、組織實施 233
附件1:智能制造相關名詞術語和縮略語 233
附件2:已發(fā)布、制定中的智能制造基礎共性標準和關鍵技術標準 234
附錄B 《國家智能制造標準體系建設指南(2015年版)》編制說明 247
一、編制背景 247
二、編制原則 251
三、編制過程 252
四、重點問題說明 254