中国智能制造发展研究报告：标准化

标准化 中国智能制造发展研究报告 编写单位（排名不分先后）： 中国电子技术标准化研究院 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院 中国建筑材料工业规划研究院/建筑材料工业信息中心石化盈科信息技术有限责任公司 杭州海康机器人股份有限公司中国兵工物资集团有限公司 徐工集团工程机械股份有限公司施耐德电气（中国）有限公司 施耐德梅兰日兰低压（天津）有限公司重庆长安汽车股份有限公司 北京机械工业自动化研究所有限公司有色金属技术经济研究院有限责任公司青岛酷特智能股份有限公司 国机工业互联网研究院（河南）有限公司冶金工业信息标准研究院 中国钢铁工业协会 江苏亚威机床股份有限公司广东省威汇智能科技有限公司 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司吴忠仪表有限责任公司 编写组成员（排名不分先后）： 郭楠、韩丽、何宏宏、程雨航、李瑞琪、贾仕齐、胡琳、胡成林、韩冬阳、沈雪、张红利、张驰、丁露、尹作重、付思敏、刘伟、林若虚、阎新华、孙迺利、李海滨、赵学良、刘东庆、张龙强、符鑫峰、吴波、张烜通、苗发祥、刘斓冰、孙洁香、张利强、谭杰、郭捷楠、张劲松、陈浩铭、陈勇、王锐、胡浩、冯建俊、范坤、兰月、何俊科、李彦梅、黎兴宝、肖国利、钟自辉 目录 前言I 智能制造：标准先行1 （一）世界主要国家持续关注智能制造1 （二）上述国家智能制造战略分析2 （三）国际标准化组织发力智能制造标准3 （四）国际标准化组织智能制造标准现状分析4 系统推进：成效显著8 （一）探索期（2015-2017年）9 （二）成长期（2018-2020年）12 （三）深化期（2021—至今）17 标准应用：引领发展28 （一）以评促建助力能力提升28 （二）标准加速工厂数字化进程30 （三）车间标准促进复制推广32 （四）系统集成解决信息孤岛34 （五）设备互联互通提升工业数据供给36 （六）智能装备提升物流效率38 （七）机器视觉带动质检变革40 （八）个性化定制提升产品竞争力42 （九）远程运维延长企业价值链44 （十）供应链协同重塑供销业务45 行而不辍：未来可期48 结语50 附件1：面向场景应用标准群建设51 前言 智能制造作为制造强国建设的主攻方向，是建设现代化产业体系和实现新型工业化的关键举措。智能制造标准是智能制造发展的重要技术支撑，在凝聚产业共识、固化最佳实践经验成果、推动技术迭代创新、促进企业转型升级等方面发挥着基础性、引领性作用。 近年来，在强化组织机制保障、加强顶层规划设计、促进标准应用等多方举措作用下，我国智能制造标准化工作取得了先行优势，涌现出了大量标准化成果，积累了不少典型经验。国家智能制造标准化总体组联合众多成员单位，总结智能制造标准化成果，最终形成本发展报告。 基础篇：智能制造标准化认识。介绍标准对智能制造发 展的重要性。 发展篇：智能制造标准化工作历程。聚焦智能制造标准化工作的探索期、成长期和深化期，重点介绍各个阶段的标志性事件和亮点成果。 实践篇：智能制造标准应用实践。基于2022年智能制造标准应用试点的219家企业申报材料，提炼总结可复制可推广的标准应用实践经验。 展望篇：智能制造标准化工作展望。从标准顶层设计、标准研制、应用促进等方面规划未来工作。 下一步，我们将深入落实《“十四五”智能制造发展规划》的战略部署，立足智能制造标准化工作的创新发展，构 I 建具有中国特色的智能制造标准体系，打造更加优化的标准布局，促进智能制造迈向新征程。 II 基础篇—智能制造：标准先行 基础篇 智能制造：标准先行 面对严峻复杂的国际形势，世界主要国家积极把握新一轮科技变革和产业变革的机遇，将智能制造作为抢占新竞争优势的战略选择。尤其是面对新冠疫情突发等不确定因素对全球经济复苏、产业链供应链安全稳定造成的严重冲击，智能制造在赋能实体经济发展、确保关键产品稳定供给、提升产业链供应链韧性方面发挥了不可替代的作用。 （一）世界主要国家持续关注智能制造 工业4.0概念最先由德国于2011年提出，本质是以机械化、自动化和信息化为基础,建立智能化新型生产模式与产业结构。德国将标准化工作排在工业4.0八大关键领域的 首位，持续发布四版《工业4.0标准化路线图》，梳理重点方向的标准化需求，详细阐述各方向的标准化进展和建议，对德国工业4.0领域标准研制以及国际标准化合作具有指引作用。 美国2012年以来持续发布智能制造系列战略，2022年10月发布了《先进制造业国家战略》，更加突出强调为美国制造业注入新活力的重要性以及构建制造业供应链弹性的紧迫性，明确建议制定数据兼容性标准，实现智能制造的无缝集成，引领智能制造未来发展。 1 基础篇—智能制造：标准先行 2021年11月，俄罗斯发布了《制造业数字化转型战略方向》，规定在生产实践中积极应用人工智能、新型制造等6项关键创新技术，并设置智能制造项目建立高效系统，提高劳动生产率，减低生产成本。 2020年3月，欧盟委员会发布了《欧洲新工业战略》，旨在帮助欧洲工业向气候中立和数字化转型，并提升其全球竞争力和战略自主性。其中指出了标准化工作对与单一市场及行业竞争力的重要性，“单一市场依赖于经过标准化和认证过的稳健且运作良好的体系”，“制定新的标准和技术法规，以及欧盟更多地参与国际标准化机构的活动，对提高行业竞争力至关重要。” 日本每年发布《制造业白皮书》，定期对日本制造业的现状和主要挑战进行描述，并给出推动制造业发展的主要举措。2018年版《制造业白皮书》强调通过连接人、设备、系统、技术等创造新的附加值，正式明确将互联工业作为制造业发展的战略目标，抢抓产业创新和社会转型的先机。2020年版《制造业白皮书》中指出推进以数字技术适应外部环境变化，提高日本制造企业动态适应能力。 （二）上述国家智能制造战略分析 各国注重结合自身制造业发展现状建立适合本国国情的智能制造发展路径，均注重智能制造顶层设计，打造多方共同参与的生态发展环境。不同之处在于德国注重通过智能 2 基础篇—智能制造：标准先行 化手段对生产方式流程再造，美国注重应用前沿科技旨在引领全球数字化转型，欧盟注重建立单一市场及提升行业竞争力，俄罗斯注重技术研发夯实转型基础，日本注重提升某一制造环节的智能化与数字化程度。然而，美国、欧盟等国家和地区战略均将标准化视为组成部分之一，阐述了其重要性，并强调从自身产业出发积极参与国际标准化的相关举措。 （三）国际标准化组织发力智能制造标准 ISO、IEC、ITU、IEEE等标准化组织在近年来纷纷加强对智能制造标准化的关注力度，不仅设置了相关的委员会来协调推进其内部的标准化工作，同时推动立项了一批重要的国际标准。 ISO/TMB（国际标准化组织标准管理局）于2017年成立ISO/SMCC（智能制造协调委员会），负责协调智能制造相关工作，编写智能制造用例。2021年8月，ISO/SMCC发布《智能制造白皮书》，介绍智能制造的促成因素、增强因素和影响效果，并提出ISO推进智能制造概念的路线图。 IEC/SMB（国际电工委员会标准管理局）于2018年成立IEC/SyCSM（智能制造系统委员会），负责统筹协调、制定智能制造标准化的顶层设计及研制基础标准。此外IEC/SyCSM和ISO/SMCC共同成立了OF1智能制造标准图工作组，梳理智能制造相关国际标准和术语。 3 基础篇—智能制造：标准先行 IEC/TC65（工业测量控制和自动化技术委员会）与ISO/TC184（自动化系统与集成技术委员会）联合成立JWG21智能制造参考模型联合工作组，研制了IEC63339《智能制造统一参考模型》国际标准，以提出全球统一的智能制造参考模型。 ISO/IECJTC1（ISO、IEC第1联合技术委员会）围绕数字孪生、人工智能、物联网、大数据等智能制造重点赋能技术，研制了ISO/IECCDV30173《数字孪生概念与术语》、ISO/IECCD5392《信息技术人工智能知识工程参考架构》等基础性标准。 ITU（国际电信联盟）下设的物联网及其应用研究组认为智能制造是物联网技术的重要应用之一，开展智能制造相关标准研制。 （四）国际标准化组织智能制造标准现状分析 自2015年以来，ISO、IEC、ITU、IEEE等组织研制发布的智能制造相关国际标准已覆盖了基础共性标准、智能装备标准、智能工厂标准、智能赋能技术标准等多个方面。 在基础共性标准方面，聚焦了智能制造术语、用例、安全性、可靠性、评估及检测等细分方向，形成了IECTR63283-1:2022《工业过程测量、控制和自动化智能制造第1部分：术语和定义》、IECTR63283-2:2022《工业过程测量、控制和自动化智能制造第2部分：用例》、IECTR 4 基础篇—智能制造：标准先行 63283-3:2022《工业过程测量、控制和自动化智能制造第3部分：网络安全挑战》等标准，安全性国际标准分布占比达57.89%，基础共性相关国际标准分布情况如图1所示。 图1基础共性相关国际标准分布情况 在智能装备方面，主要涉及数控机床、控制系统、机器人等细分方向，形成了ISO23704-1:2022《信息物理控制智能机床系统(CPSMT)的一般要求第1部分：概述和基本原则》、ISO23704-2:2022《信息物理控制智能机床系统（CPSMT）的通用要求第2部分：用于减材制造的CPSMT参考架构》、ISO11593：2022《工业环境机器人自动末端执行器交换系统词汇》等标准。智能装备相关国际标准分布情况如下图2所示。 5 基础篇—智能制造：标准先行 图2智能装备相关国际标准分布情况 在智能工厂方面，主要聚焦智能工厂设计、智能生产、智能物流、智能管理等细分方向，形成了IEC62832-1:2020 《工业过程测量、控制和自动化数字工厂框架第1部分：一般原则》、ISO16400-1:2020《自动化系统和集成虚拟生产系统的设备行为目录第1部分：概述》、IEC 62264-2:2015《企业控制系统集成第2部分：企业控制系统集成的对象和属性》等标准。智能工厂相关国际标准分布情况如图3所示。 图3智能工厂相关国际标准分布情况 6 基础篇—智能制造：标准先行 在智能赋能技术方面，主要聚焦了大数据、人工智能、边缘计算、数字孪生、区块链等细分方向，形成了ISO8000-8:2015《数据质量第8部分：信息和数据质量：概念和测量》、ISO/IEC20547-3:2020《信息技术大数据参考架构第3部分：参考架构》、ISO/IECTS4213:2022《信息技术人工智能机器学习分类性能评估》、ISO/IECTR30164:2020《物联网(IoT)边缘计算》等标准。智能赋能技术相关国际标准分布情况如图4所示。 图4智能赋能技术相关国际标准分布情况 7 发展篇 发展篇—系统推进：成效显著 系统推进：成效显著 我国智能制造标准化工作伴随着制造业转型升级、高质量发展，逐渐形成了具有中国特色的智能制造标准化工作机制，从探索期走过成长期迈入深化期。标准化主要工作及成效如图5所示。 图5标准化主要工作及成效 8 发展篇—系统推进：成效显著 （一）探索期（2015-2017年） 智能制造作为我国制造强国建设的主攻方向，是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在。智能制造是制造技术与信息技术的深度融合与创新集成，标准是智能制造发展的重要技术基础，我国智能制造标准化工作与国际先进国家几乎同时起步，因此智能制造标准化工作只能在探索中前进，在前进中探索。通过3年的努力，我国探索出了一条以政策为指引，标准体系构建为重点任务，综合标准化项目为手段，国内国际并行的多部门联动协调推进的道路。探索期亟待解决的问题及主要做法如图6所示。 图6探索期亟待解决的问题及主要做法 政策明确智能制造标准化支撑引领工作定位。我国制造业增加值规模连续五年位居世界首位，经济发展进入新常态，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，与此同