从数字工厂到智能制造定稿

Jan. 23, 2021, 10:21 p.m. 文档页面

【文章导读】机械工业仪器仪表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机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 全国工业过程测量控制和自动化标委会(全国工业过程测量控制和自动化标委会(SAC/TC124)) 王春喜王春喜 博士博士/秘书长秘书长 2015年

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【正文内容】

机械工业仪器仪表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机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 全国工业过程测量控制和自动化标委会(全国工业过程测量控制和自动化标委会(SAC/TC124)) 王春喜王春喜 博士博士/秘书长秘书长 2015年年12月月 从数字工厂到智能制造从数字工厂到智能制造 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 2 2 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所简介机械工业仪器仪表综合技术经济研究所简介 国资委下属事业单位国资委下属事业单位 科技部“十三五”规划“制造基础技术与关键部件”专项主科技部“十三五”规划“制造基础技术与关键部件”专项主 要编写单位要编写单位 工信部“智能制造综合标准化工作组”秘书处单位工信部“智能制造综合标准化工作组”秘书处单位 国标国标委“制造业标准化提升计划”智能制造部分支撑单位委“制造业标准化提升计划”智能制造部分支撑单位 “中德智能制造国际标准化工作组”秘书处单位“中德智能制造国际标准化工作组”秘书处单位 IEC/TC65/WG16“数字工厂国际标准”、“数字工厂国际标准”、IEC/SMB/SG8““ 智能制造智能制造/工业工业4。

1、0战略战略工作组”、工作组”、IEC/MSB“未来工厂白皮“未来工厂白皮 书”、书”、ISO/TMB/SAG“工业“工业4.0战略咨询组”中国专家战略咨询组”中国专家 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 3 3 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所简介机械工业仪器仪表综合技术经济研究所简介 李克强总理李克强总理2015年年6月月15日考察工信日考察工信部重大技术装备处时强部重大技术装备处时强 调:重大调:重大技术装备责任重大,你们要技术装备责任重大,你们要抓紧推动相关标准的制抓紧推动相关标准的制 定和清理定和清理,抓住智能制造这个核心,让信息化和工业化深度,抓住智能制造这个核心,

2、让信息化和工业化深度 融合,用装备制造的升级打造中国发展新动能。融合,用装备制造的升级打造中国发展新动能。 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 4 4 一、工业面临全球化挑战一、工业面临全球化挑战 二、数字工厂国际相关研究二、数字工厂国际相关研究 三、中国制造三、中国制造2025和智能制造和智能制造 四、总结四、总结 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 5 5 一、工业面临全球化挑战一、工业面临全球化挑战 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 6 6 制造业的变革制造业的变革 手工生产(手工生产(1850年)批量生产(年)批量生产(1955年)大规模定制(年)大规模定制( 1980年)个性化定制(年)个性化定制(2000年)年) 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 7 7 工业面临全球化挑战工业面临全球化挑战 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、个性化是其特征 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 8 8 我国的形势与需求我国的形势与需求 我国虽然已成为第一制造业大国。

3、但仍面临着: 资源环境刚性约束加强 产品质量不高 创新能力和核心竞争力不足 产业结构不合理 (一)破解我国制造业发展瓶颈的重要出路 (二)应对世界制造业竞争的必然选择 “两头挤”的严峻形势 (三)抢占技术发展的战略制高点 引领智能装备产业发展:智能机器人、3D打印制造 现代服务业:创新创意设计产业、制造服务业、智能制造基础保障产业 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 9 9 制造业技术发展趋势制造业技术发展趋势 自动化技术和信息技术深度融合自动化技术和信息技术深度融合 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 10 10 制造业新模式制造业新模式以客户为中心的智能制造以客户为中心的智能制造 制造全生命周期与客户交互(设计制造物流销售维制造全生命周期与客户交互(设计制造物流销售维 护)护) 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 11 11 二、数字工厂国际相关研究二、数字工厂国际相关研究 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 12 12 数字工厂定义数字工厂定义 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)。

4、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产组织方式,是 现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物。 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 13 13 国内外相关研究国内外相关研究 IEC/TC65/WG16:数字工厂工作组:数字工厂工作组 IEC/SMB/SG8:智能制造:智能制造/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 美国:先进制造伙伴计划(美国:先进制造伙伴计划(AMP)) 德国:工业德国:工业4。

5、0 日本:日本:e-Factory 中国:中国制造中国:中国制造2025、智能制造、智能制造 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 14 14 1、、IEC/TC65/WG16数字工厂国际工作组数字工厂国际工作组 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 15 15 IEC/TC65中的相关标准工作组中的相关标准工作组 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 16 16 IEC/TC65/WG16工作组工作组 2011年年6月,月,IEC/TC65成立了成立了WG16数字工厂标准制定工作组数字工厂标准制定工作组 ,专门从事数字工厂技术研究和标准制定。西门子、施耐德、。

6、专门从事数字工厂技术研究和标准制定。西门子、施耐德、 罗克韦尔、横河等国际知名自动化企业都参与了相关工作。国罗克韦尔、横河等国际知名自动化企业都参与了相关工作。国 内内仪综所和沈自所仪综所和沈自所也派专家参与了相关工作。也派专家参与了相关工作。 TC65/WG16 数字工厂数字工厂 SC65E/JWG5 IEC 62264 数字工厂层级概念数字工厂层级概念 SC65E/WG2 IEC 61987 产品属性和分类产品属性和分类 SC65E/WG9 IEC 62714 工业自动化中使用的工程数据交换格式工业自动化中使用的工程数据交换格式 TC65/WG12 IEC 62424 过程过程控制工程表示控制工程表示 TC65/WG13 IEC 62443 信息安信息安全全 TC65/JWG14 IEC xx 工业自动化能效工业自动化能效 SC65E/WG4和和WG8 IEC 62541 OPC、、FDI集成技术集成技术 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 17 17 模拟到数字的转变模拟到数字的转变 纸质/PDF方式的数据单 电子栺式的技术属性 纸质的工厂描述 电子栺式的工厂描述 模拟 数字 一个像素就是一个属性 Program/ Software 工程工程 组态组态 运行运行 安全安全 维护维护 数字工厂数据数字工厂数据库库 d d d 数 字 化 工 厂 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 18 18 公共数据字典公共数据字典 标准化的属性和产品主数据标准化的属性和产品主数据 Data 传感器尺寸传感器尺寸 传感器材料传感器材料 传感器重量传感器重量 外壳尺寸外壳尺寸 外壳材料外壳材料 本地操作员面板本地操作员面板 阈值和事件信号阈值和事件信号 线性化曲线线性化曲线 补偿功能补偿功能 时间戳功能时间戳功能 自校准自校准 故障安全模式故障安全模式 测量时间测量时间 循环时间循环时间 过滤时间过滤时间 通信间隔通信间隔 标标准化的属性准化的属性 ( (IEC CDD) ) 基基础础元素元素 进进入基入基础础数据数据仓库仓库 基基础础数据数据库库 产产品主数据品主数据 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 19 19 国际标准进展国际标准进展 2012年年11月。

7、月,IEC/TR 62794 工业过程测量、控制和自动工业过程测量、控制和自动 化化 生产过程表示用参考模型生产过程表示用参考模型 (数字工厂)(数字工厂) IEC/TR 62794已由全国工业过程测量控制和自动化标委会已由全国工业过程测量控制和自动化标委会 ((SAC/TC124)转化为国家标准)转化为国家标准GB/Z 32235-2015 目前正在制定目前正在制定IEC 62832工业过程测量、控制和自动化工业过程测量、控制和自动化 数字工厂框架数字工厂框架 第第1部分:一般原则部分:一般原则 第第2部分:信息模型部分:信息模型 第第3部分:应用部分:应用 第第4部分:全生命周期管理部分:全生命周期管理 第第5部分:信息交换模型部分:信息交换模型 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 20 20 2、、IEC/SMB/SG8智能制造智能制造/工业工业4。

8、0 战略工作组战略工作组 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 21 21 工作组成立工作组成立 2014年年10月,月,IEC/SMB(标准管理委员会)成立了(标准管理委员会)成立了SG8智能智能 制造制造/工业工业4.0战略工作组,专门从事智能制造战略工作组,专门从事智能制造/工业工业4.0技术路技术路 线和标准体系研究。罗克韦尔、西门子、施耐德、横河、东芝线和标准体系研究。罗克韦尔、西门子、施耐德、横河、东芝 、、ISA 、汉阳大学等国际知名自动化企业、研究单位,、汉阳大学等国际知名自动化企业、研究单位,仪综所仪综所 、上海电器科学研究院、上海电器科学研究院等国内单位参与了相关工作。

9、等国内单位参与了相关工作。 工作组组长工作组组长Alex和和Winkel都来自都来自IEC/TC65(工业自动化测量(工业自动化测量 、控制和自动化委员会)。、控制和自动化委员会)。 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 22 22 工作范围工作范围 提供提供IEC开展制造自动化的战略,重点关注保证制造企业的开展制造自动化的战略,重点关注保证制造企业的 实时需求,保障安全、并提升工厂运营能源效率。实时需求,保障安全、并提升工厂运营能源效率。 提出智能制造的架构,以实现在广泛物联网环境下的智能应提出智能制造的架构,以实现在广泛物联网环境下的智能应 用,从而采用现行和下一代技术。

10、以保证工厂安全运营。用,从而采用现行和下一代技术,以保证工厂安全运营。 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 23 23 3、、IEC/MSB未来工厂白皮书未来工厂白皮书 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 24 24 工作组成立工作组成立 2014年年10月,月,IEC/MSB(市场战略委员会)成立了未来工厂(市场战略委员会)成立了未来工厂 白皮书工作组,专门从事未来制造业市场分析、技术预测、标白皮书工作组,专门从事未来制造业市场分析、技术预测、标 准化需求等方面的研究。伊顿、弗劳恩霍夫研究所、准化需求等方面的研究。伊顿、弗劳恩霍夫研究所、SAP、日、日 立、西门子、三菱、施耐德、立、西门子、三菱、施耐德、仪表所、沈自所、海尔、华为仪表所、沈自所、海尔、华为等等 单位参与了相关工作。

11、单位参与了相关工作。 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 25 25 白皮书目标白皮书目标 目标目标 评估未来工厂在全世界范围的需求和效益,包括轻工业评估未来工厂在全世界范围的需求和效益,包括轻工业 、重工业以及个人、重工业以及个人 预测相关技术和市场的发展趋势预测相关技术和市场的发展趋势 审查和评估必要的技术及其影响审查和评估必要的技术及其影响 鼓励支撑未来工厂所需技术全球商业化的国际标准的使鼓励支撑未来工厂所需技术全球商业化的国际标准的使 用用 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 26 26 白皮书结构白皮书结构 1.概述(范围)概述(范围) 2.当前制造业环境当前制造业环境 3。

12、未来工厂概念(开放价值链、敏捷制造、以人为中心的制造、未来工厂概念(开放价值链、敏捷制造、以人为中心的制造、 商业模型、各国创新行动美日德中)商业模型、各国创新行动美日德中) 4.驱动技术(互联和互操作、未来系统集成的无缝工厂、集成现驱动技术(互联和互操作、未来系统集成的无缝工厂、集成现 有系统的结构、建模和仿真、信息安全和功能安全;有系统的结构、建模和仿真、信息安全和功能安全;IoT和和M2M 通信、基于云的应用框架和中间件通信、基于云的应用框架和中间件AIM、数据分析、智能机器、数据分析、智能机器 人、集成生产人、集成生产制造仿真、增材制造制造仿真、增材制造/3D打印等)打印等) 5.

13、市场准备(系统观点、克服拒绝改变、财务问题、迁移策略)市场准备(系统观点、克服拒绝改变、财务问题、迁移策略) 6.预测预测 7.结论和建议结论和建议 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 27 27 三个工作组的组织结构关系三个工作组的组织结构关系 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 28 28 三个工作组的内容侧重三个工作组的内容侧重 IEC/TC65/WG16:数字工厂参考模型:数字工厂参考模型 IEC/SMB/SG8:智能制造:智能制造/工业工业4.0标准化路线图(标准化路线图( 标准体系),标准体系),1218个月的工作建议个月的工作建议 IEC/MSB:未来工厂市场、技术、商业、标准分析:未来工厂市场、技术、商业、标准分析 及建议。

14、不局限于标准化及建议,不局限于标准化 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 29 29 4、、ISO/TMB/SAG 工业工业4.0战略咨询组战略咨询组 机械工业仪器仪表仪表综合技术经济研究所 30 30 工作组成立和任务工作组成立和任务 2015年年6月月ISO/TMB提议成立该工作组:提议成立该工作组: 主席:主席:DIN(德国)(德国) 秘书处:秘书处:ISO中央秘书处中央秘书处 任务:任务: 1、工业、工业4.0相关的标准化工作现状;相关的标准化工作现状; 2、识别新制定标准需求;、识别新制定标准需求; 3、、TMB行动建议;行动建议; 4、跟踪其他国家、地区、国际相关标准化活动。

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