智能制造标准体系研究白皮书(2015年)

智能制造标准体系研究

白皮书

（2015年）

中国电子技术标准化研究院

2015年7月

版权声明

本白皮书版权属于中国电子技术标准化研究院（工业和信息化部电子工业标准化研究院），凡转载或引用本文的观点、数据，请注明来源。

前言

新中国成立以来尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，规模跃居世界第一。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。当前，新一轮科技革命和产业革命与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。紧紧抓住这一重大历史机遇，以智能制造为主攻方向，推进我国工业化和信息化深度融合，成为实施制造强国战略的必然选择。

智能制造标准体系是智能制造工作的顶层设计和基础保障。按照“统筹协调、标准引领、示范应用”的原则，构建暨符合我国国情，又与国际接轨的智能制造标准体系，突破智能制造的关键技术，重点研制基础通用标准、工业软件标准、工业大数据标准、工业云服务标准、服务型制造标准、工业物联网标准和工控安全标准，是目前阶段的首要任务。

本白皮书主要阐述了国内外智能制造的发展形势和标准化研究现状，重点对我国智能制造标准化体系进行分析，依照不同的重点标准化领域，梳理智能制造标准体系中已发布、制定中、待制定标准，重点识别出一批亟需制定的基础、关键技术、测评类标准，为产业健康、可持续发展提供参考。

目录

一、智能制造发展形势 (1)

1.1 德国工业4.0 (1)

1.2 美国工业互联网 (2)

1.3 IEC数字工厂 (3)

1.4 中国智能制造 (3)

1.5 智能制造国内外发展差异和启示 (4)

1.6 智能制造标准化的意义 (5)

二、智能制造标准体系建设内容 (7)

2.1 智能制造标准化参考模型 (7)

2.1.1 系统架构 (8)

2.1.2 价值链 (9)

2.1.3 产品生命周期 (10)

2.2 智能制造标准体系框架 (10)

2.3 重点标准化方向和领域 (12)

2.3.1 总体标准 (12)

2.3.2 智能装备/产品标准 (16)

2.3.3 工业互联网/物联网标准 (19)

2.3.4 智能工厂/数字化车间标准 (21)

2.3.5 工业云和大数据标准 (22)

2.3.6 服务型制造标准 (24)

2.4 智能制造标准体系 (25)

三、保障措施 (28)

3.1 加强组织保障 (28)

3.2 建立新型高效标准化工作机制 (28)

3.3 加强标准的推广与实施 (29)

3.4 加强国际合作 (29)

3.5 完善多层次人才培养体系 (30)

附件1：智能制造重点技术领域 (1)

附件2：智能制造国内外相关标准化组织 (1)

一、智能制造发展形势

智能制造是指将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称，具备以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑的四大特征，可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗，对推动制造业转型升级具有重要意义。

德国提出的工业4.0和美国提出的工业互联网与我国提出的智能制造“如出一辙、异曲同工、殊途同归”，其理念和发展思路对我们有借鉴意义。

1.1德国工业4.0

德国工业4.0在德国工程院、弗劳恩霍夫协会等德国学术界和产业界的建议和推动下形成,由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手支持,在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出并逐步上升为国家战略。其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。德国工业4.0的核心内容可以总结为：建设一个网络（信息物理系统）、研究两大主题（智能工厂、智能生产）、实现三大集成（纵

向集成、横向集成与端到端集成）、推进三大转变（生产由集中向分散转变、产品由趋同向个性转变、用户由部分参与向全程参与转变）。

2013年9月，德国发布的《实施“工业4.0”战略建议》中识别出了实现工业4.0的八个优先行动领域，第一个就是开展标准化工作。2013年12月，德国电气电子和信息技术协会与德国电工委员会联合发布《德国“工业4.0”标准化路线图》，明确了参考架构模型、用例、基础、非功能属性、技术系统和流程的参考模型、仪器和控制功能的参考模型、技术和组织流程的参考模型、人类在工业4.0中的功能和角色的参考模型、开发流程和指标、工程、标准库、技术和解决方案等12个重点方向，并提出了具体标准化建议。

1.2美国工业互联网

美国“工业互联网”的愿景是在产品生命周期的整个价值链中将人、数据和机器连接起来，形成开放的全球化工业网络。实施的方式是通过通信、控制和计算技术的交叉应用，建造一个信息物理系统，促进物理系统和数字系统的融合。

2014年4月，美国工业互联网联盟成立，联盟目标是制定通用标准，打破技术壁垒，实现不同厂商设备之间的数据共享。联盟已经开始起草工业互联网参考体系结构，定义工业互联网的功能域、技术以及标准，同时着手开发用例和测试床，助力软硬件厂商开发与工业互联网兼容的产品，实现

企业、云计算系统、计算机、网络、仪表、传感器等不同类型的物理实体互联，提升工业生产效率。

1.3IEC数字工厂

2011年6月，国际电工委员会成立了IEC/TC65 WG16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。数字工厂描述了包括基本元素、自动化资产及其行为和关系的工厂通用模型。存储在数字工厂数据库中的相关信息代表了数字工厂的各个方面。该信息可在整个工厂生命周期中使用。

随后IEC又陆续成立了一系列专门工作组，包括：IEC/SMB/SG8工业4.0战略研究组和IEC/MSB“未来工厂”白皮书项目组等，开展智能制造/工业4.0相关的战略研究、体系构建和技术标准研制。

1.4中国智能制造

当前，我国制造业已建成了门类齐全、独立完整的产业体系，规模跃居世界第一。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。在新一轮科技革命和产业革命与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇的战略机遇期，以智能制造为主攻方向，推进我国信息化和工业化深度融合，成为实施制造强国战略的必然选择。