智能制造专用技术标准体系建设及其应用研究

2022-02-07李小宾

大众标准化 2022年2期

李小宾

（陕西法士特汽车传动集团有限责任公司，陕西西安 710075）

目前我国智能制造专用技术标准体系虽已落实到各大企业中，但该体系依旧存在维度交叉、缺乏实际案例等问题。我国各大企业应根据企业自身状况改善企业相关制度，促进智能制造专用技术标准体系的融入与发展，进而保障企业未来的发展。

1 智能制造发展背景与标准化研究需求

近些年来，世界各国都加快了制造业的发展。例如美国启动了制造业战略计划、德国实施工业4.0战略等等。我国也随着世界智能制造业发展的热潮提出了一系列战略举措。目前制造领域中，数字智能化发展已经成为我国制造业发展新方向。在国内，我国发展较好的制造业企业已经着手开始建立智能化车间，将电子信息技术融入其中，并通过智能数据分析、系统集成等多种方式加强智能化制造领域的基础设施建设。

智能制造业最显著的特征就是运用多元化的方式进行系统集成。而这一过程的前提就是需要在整个制造过程中需要进行标准化工作。相关技术人员需要设计统一的接口、术语定义、数据交换方式、编码类型以及体系架构等。通过这种方式可以有效整合资源，有利于标准化工作的开展。

我国智能制造标准体系结构中提出，建成工业互联网需要技术人员完善相关体系架构、并运用网联技术、资源管理方式依托于网络设备进行构建。在智能服务中，大规模个性化定制、运维服务以及网络协同制造是主体。要想建立标准的智能工厂，企业管理人员需要进行智能工厂设立、完善智能生产车间，加强智能管理体系的应用，并通过智能物流以及全过程集成优化的方式保障整个智能化制造业高效生产。为了提高智能制造效率，技术人员还需要在智能化制造车间中增添各种智能控件，例如识别传感装置、人机交互系统、工业机器人和数控机床设备等。智能化制造标准可以适用于我国航空航天领域、新一代信息技术产业、先进轨道交通设备等。

在人际交互系统中，技术人员需要通过计算机建立图形符号、文字、触摸体感以及情感交互模块，使得该系统具备一定的交互能力，并为制造业相关工作人员提供VR/AR设备；企业管理者进行智能工厂设计过程中，则需根据规划设计实施指南、工厂智能化系统设计、总体规划以及利用建模软件进行设计。进而保证未来智能工厂建成后能够有效针对各个项目进行智能化管理或数据采集等相关工作。

此外，智能制造厂运转过程中，针对智能生产环节则需管理人员着重对生产计划、生产执行力度、设备运维等环节进行监管，以此落实安全环保健康理念。在物流环节，要想保障整个智能化制造厂科学合理地运转，则需针对物流仓库进行优化改进，以此建成智能仓储系统。并通过物流机器人、大数据平台等多元化的方式优化配送系统，更好地针对物流环节进行集成化操作，进而提高物流领域业务能力。

并且，在智能化背景下，制造厂商还需利用智能化技术提供智能化服务。例如运维服务、大规模个性化定制服务以及网络协同制造模式。在运维服务中，制造厂商需要针对已生产的智能化原件进行数据采集与处理、状态监测、故障诊断和寿命预测等运维服务，以此提高企业产品的质量，进而提高经济效益。

在工业大数据体系中，技术人员需通过融入智能化技术的方式构建企业工业大数据平台、优化数据处理能力、提高数据管理效率、加强数据流通能力。并通过融入工业云、边缘计算等方式提供相应的资源与服务，优化企业内部、工厂内网络与外网络；利用网联技术重构工业无线通信体系。针对厂商的网络设备领域，技术人员则需要对工业网络设备、工业终端设备进行科学合理地调整，通过相应的体系架构更好地将网络演进增强技术融入其中，以此加快制造业厂商智能化发展趋势。

2 智能制造专用技术标准体系建设的内容

智能制造专用技术标准体系建设是为了贯彻我国2035年远景目标而提出的指南意见。智能制造专用技术标准体系建设有利于我国人机械协作系统与智能化检验设备的建立，而我国尖端领域通过智能制造专用技术标准体系整改，还可增强我国人工智能、区块链等前沿科技在世界的地位。

智能制造专用技术标准体系主要阐述了对我国传播业、石油化工、防止以及电子信息领域开展智能化建设的相关要求。例如，纺织业通过智能制造专用技术可增强企业生产力，减少人力的消耗。在石油化工领域，某些需要人为监制的设备利用智能制造专用技术可实时安全地保障其工作正常进行，从而保障了该公司员工的生命安全。

智能制造专用技术标准体系强调，智能制造应与我国新一代的电子信息技术紧密结合，并将其运用到生产全流程中，并在生产过程中起到自感知、自决策和自执行的作用。

智能制造主要分为三个特征，分别是：生命周期、智能特征和系统层级。生命周期是指我国企业利用智能制造专用技术标准体系生产某些产品，在生产过程中利用生产并使用、使用后回收和回收再利用的标准，实现我国可持续发展理念。例如我国生产的纸质吸管，其原料是目前大多数废弃或丢弃的木材或相关材料，企业通过回收再利用的方式可持续发展。不同的企业其生命周期也各不相同。

系统层级是指我国企业在施工期间建立的相关组织结构。例如智能制造业是由设备层、车间层、管理层等构成。智能特征是指企业通过信息化技术将无线通讯设备、大数据和智能装备用于生产过程中。

3 智能制造专用技术标准体系建设的意义

（1）推动安全生产理念。目前我国大部分制造企业在实际生产以及加工中无法科学合理地保障工作人员的安全，主要原因在于企业生产监管制度不完善、人机交互系统不健全。部分工作人员在操作设备时，容易出现由于操作人员不熟悉设备而导致的设备故障，使得工厂生产进度放缓；或是相关机械设备由于老化问题导致损坏，加大相关维修人员工作强度，甚至导致相关工作人员生命安全受到威胁。

而企业通过将智能制造专用技术标准体系运用到生产过程中，可有效保障相关工作人员的安全，利用智能化加工设备能够高效合理地为其提供资源生产。

（2）促进企业生产监管工作。传统人力制造或人机结合制造类企业在生产或加工设备过程中，往往由于相关工作人员过于依赖设备而导致对设备的某些安全隐患视而不见，久而久之导致其设备出现故障。

因此，我国制造业企业通过实施智能制造专用技术标准体系，可为设备加工和制造车间提供各种智能化控件监管功能。相关工作人员只需观察智能化监管系统有无出现技术故障即可，整个工作流程全部由智能监管控件保障工作进度以及安全性能。

4 我国智能制造标准体系存在的问题

（1）未建成完善的智能制造标准体系。以我国小家电行业为例，目前我国小家电行业已经从人力装配模式转变为利用智能制造技术进行生产和加工的智能化制造模式。虽然我国小家电行业建设水平逐步提高，但并未建成完整的智能制造标准体系，进而无法更好地开展智能制造标准体系融入企业加工制造环节。

此外，虽然我国政府出台了关于智能制造标准体系相关指南，但该指南与国外智能制造有关标准相比，在某维度上缺乏合理性与实践性，并且某些维度存在交叉现象，使得我国部分企业难以实施智能制造标准体系。我国是制造业大国，制造业企业数量众多，倘若智能制造标准体系出现不合理的情况，会导致我国绝大多数制造业企业无法有效执行相关政策，并且智能制造标准体系中维度交叉现象较大的地方难以使得企业相关管理人员理解，进而无法满足其智能制造标准体系中提出的要求，不利于我国大部分制造企业的发展。

（3）缺乏智能制造标准体系实例。智能制造标准体系是我国出台的一项文件，其中的理论模型虽然对我国制造业企业发展方向提供了一定的思路，但是我国智能制造标准体系意见尚未建立一个标准化的模型。例如智能制造标准体系中提出要通过计算机辅助软件如CAD与工业机器人相结合的方式提高我国智能设备的发展。但对于我国智能设备生产商来说，每个生产商的企业标准不同，进而导致部分生产商不能完全沿用智能制造标准体系中的意见。此外，智能制造标准体系中只强调了我国企业应利用相关智能化技术以及智能制造标准改善并优化相关生产加工体系，但并未提供一个具体的以智能制造标准体系为主导的行业标杆企业。这种现象导致了我国各大企业在实行智能制造标准体系时，没有科学合理的参考，进而影响了智能制造标准体系融入我国制造业企业的速率。

5 智能制造专用技术标准体系的应用研究

（1）智能制造专用技术标准体系的应用。以我国小家电行业为例，企业在建设智能制造专用技术标准体系时，应遵循地方政府行业标准，运用科学合理的方式实现整个企业对设备的加工生产以及售后过程全方位的智能化管控。具体实施方法如：通过小家电企业工作环节中设计、生产、物流、销售以及服务评判其生命周期，并在某些环节中增添相应智能制造技术。例如在小家电设计、生产和物流过程中为其增添智能加工设备、将加工车间改为智能工厂。在小家电售后与服务中通过智能服务功能完善相服务任务。最后在小家电相关设备的设计、生产、物流、销售以及服务全过程中利用智能赋能技术与工业网络相结合的方式落实智能制造专用技术标准体系建设。在小家电企业系统层级划分过程中，相关管理人员可以将小家电企业划分为设备、单元、车间、企业和协同这五个系统层级。在设备层级、单元层级、车间层级和企业层级中建立智能工厂和智能设备，并通过与工业网络互联的方式保障其智能制造专用技术标准体系的合理应用。并在企业层级和协同层级中利用智能服务和智能赋能技术提供相应智能制造完善措施。

根据小家电企业在加工生产设备流程中不同的智能特征，分配不同的智能制造专用技术标准体系。如在开发小家电资源要素时，通过建设智能工厂的方法为其增添工作效率。并利用智能装备和工业网络互联的方式保障其智能制造专用技术标准体系中互联互通的基本原则。在系统集成方面，企业相关工作人员利用智能服务与工厂网络相结合的方式保障企业设备过程中系统集成功能的顺利进行。最后通过智能服务来提高企业售后以及开辟新业态的发展理念。

（2）智能制造专用技术标准体系结构映射。以我国小家电行业为例，小家电智能制造标准体系中，基础共性标准应划分为智能制造通用要求、智能制造能力等级评价方法、智能制造能力等级要求、智能制造系统架构以及智能工厂建设导则。企业相关管理人员在进行管理标准策划时，应将其细化分为物流管理标准、质量管理标准、生产过程管理标准、仓储管理标准以及数字化档案管理标准。企业相关管理人员在进行技术标准划分时，应将其分为原材料标准、安全标准、产品建模标准、接口标准、生产设备标准、流程标准、测试与评价标准和具体产品标准。最后企业相关管理人员通过完善信息与网络技术标准、数据库标准和软硬件标准的方式实现后台支撑标准的建立。以及通过改进远程服务标准、售后服务标准和个性化定制服务标准改善其服务标准。

（3）智能制造标准体系优化措施。在落实智能制造标准体系的同时，相关管理人员应加大对地方企业推进智能制造标准体系的建设，并在建设过程中通过有关专家学者定期回访的方式，将各大企业的意见进行统一划分，最后通过向上级汇报的方式，不断落实并完善智能制造标准体系的建设。并且，企业相关管理人员还需加大人才培养的力度。智能制造标准体系融入企业是一项长期工作，企业应同社会研究机构、相关高校进行紧密的合作，通过人才培养和不断对智能制造标准体系进行分析来实现该体系发挥的作用，进而形成适合自身企业的智能制造标准体系。