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建设智能制造标准化的路径问题

天堂的苦涩
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德国实施工业4.0规划的一个重要目标是要解决工业生产制造中的成本和速度的问题。成本包括人力资源成本、能源成本、开发成本等等。由此,他们规划了采取或逐步采取哪些技术手段来实现生产制造模式的转变。由于这一系列的技术手段涉及到许多技术标准,于是实施这一转变 的过程首先面临了一系列极具挑战的标准化问题。

中国实施《中国制造2025》是要解决工业生产制造中的质量和效率问题。效率包括劳动生产效率、能源利用效率、资源利用效率等等。中国实施《中国制造2025》选择了数字化、网络化和智能化作为突破口。这同样面临了一系列极具挑战的标准化问题。

极具挑战的智能制造标准化问题

任正非在论及互联网的作用时有句名言,也是大实话:“我们认为互联网并没有改变事物的本质。现在汽车首先必须是汽车,豆腐必须是豆腐。”把这句话推广到智能制造领域,可以得出以下的结论:在实现工业4.0和智能制造中,机械工程、工业工程和自动化工程的变革是其必要条件,信息工程技术和数字化技术在生产制造模式中的应用则是其充分条件,网络化技术是实现工业4.0和智能制造的唯一途径。

信息技术为智能制造提供了充分的手段和实现的途径,但智能的内涵(包括智能赖以实现的架构、智能功能、智能算法……)还是要从制造过程去提炼和开发。因此在构建智能制造综合标准化体系框架时,应充分考虑上述工程学科的相互关系,防止头重脚轻、以偏概全或重点倒置。

智能制造对跨越不同领域的集成、跨多级分层结构边界的集成,以及对生命周期不同阶段的集成要求达到空前的程度。因此,智能制造综合标准化体系的重点之一应该是建立上述方面无缝集成的标准。无缝集成涉及到的基础标准有:通信接口标准、制定不同领域和不同行业的语义标准的指导规范、实现横向集成和垂直集成的指导标准……这些方面国际标准和国外标准大都还处于开发阶段,缺乏成熟的定论,因此需要搜索和调研。

在传统上,制定工业标准常常是主要开发产品标准,而且国际工业标准化组织IEC在制定标准时,以安全性和兼容性为导向。但现在智能制造必须在系统的方法和面向应用的全球解决方案的基础上加以理解,并在此基础上开展标准化活动。为此,IEC作为制定国际工业标准的领头羊进行了深入的反思。IEC传达的讯息在于,必须从系统入手,深入到部件,而不是像目前一样从独立的产品入手再逐渐进入系统。在有必要时,即在为新的系统标准做准备时,必须重新探讨和评估既有的产品标准体系是否需要修订或重新制定。解决方案要根据市场需求来确定,标准化的首要工作就是留意并提出市场相关的问题,以期理解并描绘 系统所要求的解决方案,同时确定这些解决方案的哪些方面属于IEC的范畴。然后再邀请所有相关组织,共同制定出解决方案,并最终规定IEC范畴中对于这些解决方案所需的服务和产品的标准化要求。我国智能制造综合标准体系应学习这种思路和方法。

在应用案例的基础上制定智能制造的应用标准

为了说明特定领域或特定行业开发和标准化的需要,可在现有系统范围的基础上通过“应用案例”来辨认其中具有在工业4.0发展阶段或智能制造对该行业或领域的特征要求。对所辨认的应用案例的实质性和代表性取得一致意见,具有决定性的重要意义。基于这个理由,在达到协商一致的标准化过程中应该开发、发掘和公布“应用案例”。

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