智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及其應(yīng)用研究

李小賓

（陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

目前我國智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系雖已落實(shí)到各大企業(yè)中，但該體系依舊存在維度交叉、缺乏實(shí)際案例等問題。我國各大企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身狀況改善企業(yè)相關(guān)制度，促進(jìn)智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的融入與發(fā)展，進(jìn)而保障企業(yè)未來的發(fā)展。

1 智能制造發(fā)展背景與標(biāo)準(zhǔn)化研究需求

近些年來，世界各國都加快了制造業(yè)的發(fā)展。例如美國啟動(dòng)了制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃、德國實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略等等。我國也隨著世界智能制造業(yè)發(fā)展的熱潮提出了一系列戰(zhàn)略舉措。目前制造領(lǐng)域中，數(shù)字智能化發(fā)展已經(jīng)成為我國制造業(yè)發(fā)展新方向。在國內(nèi)，我國發(fā)展較好的制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)著手開始建立智能化車間，將電子信息技術(shù)融入其中，并通過智能數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)集成等多種方式加強(qiáng)智能化制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

智能制造業(yè)最顯著的特征就是運(yùn)用多元化的方式進(jìn)行系統(tǒng)集成。而這一過程的前提就是需要在整個(gè)制造過程中需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。相關(guān)技術(shù)人員需要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的接口、術(shù)語定義、數(shù)據(jù)交換方式、編碼類型以及體系架構(gòu)等。通過這種方式可以有效整合資源，有利于標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展。

我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)中提出，建成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要技術(shù)人員完善相關(guān)體系架構(gòu)、并運(yùn)用網(wǎng)聯(lián)技術(shù)、資源管理方式依托于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行構(gòu)建。在智能服務(wù)中，大規(guī)模個(gè)性化定制、運(yùn)維服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造是主體。要想建立標(biāo)準(zhǔn)的智能工廠，企業(yè)管理人員需要進(jìn)行智能工廠設(shè)立、完善智能生產(chǎn)車間，加強(qiáng)智能管理體系的應(yīng)用，并通過智能物流以及全過程集成優(yōu)化的方式保障整個(gè)智能化制造業(yè)高效生產(chǎn)。為了提高智能制造效率，技術(shù)人員還需要在智能化制造車間中增添各種智能控件，例如識(shí)別傳感裝置、人機(jī)交互系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床設(shè)備等。智能化制造標(biāo)準(zhǔn)可以適用于我國航空航天領(lǐng)域、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)軌道交通設(shè)備等。

在人際交互系統(tǒng)中，技術(shù)人員需要通過計(jì)算機(jī)建立圖形符號(hào)、文字、觸摸體感以及情感交互模塊，使得該系統(tǒng)具備一定的交互能力，并為制造業(yè)相關(guān)工作人員提供VR/AR設(shè)備；企業(yè)管理者進(jìn)行智能工廠設(shè)計(jì)過程中，則需根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)施指南、工廠智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃以及利用建模軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。進(jìn)而保證未來智能工廠建成后能夠有效針對(duì)各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行智能化管理或數(shù)據(jù)采集等相關(guān)工作。

此外，智能制造廠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，針對(duì)智能生產(chǎn)環(huán)節(jié)則需管理人員著重對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)執(zhí)行力度、設(shè)備運(yùn)維等環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，以此落實(shí)安全環(huán)保健康理念。在物流環(huán)節(jié)，要想保障整個(gè)智能化制造廠科學(xué)合理地運(yùn)轉(zhuǎn)，則需針對(duì)物流倉庫進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以此建成智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)。并通過物流機(jī)器人、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等多元化的方式優(yōu)化配送系統(tǒng)，更好地針對(duì)物流環(huán)節(jié)進(jìn)行集成化操作，進(jìn)而提高物流領(lǐng)域業(yè)務(wù)能力。

并且，在智能化背景下，制造廠商還需利用智能化技術(shù)提供智能化服務(wù)。例如運(yùn)維服務(wù)、大規(guī)模個(gè)性化定制服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式。在運(yùn)維服務(wù)中，制造廠商需要針對(duì)已生產(chǎn)的智能化原件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷和壽命預(yù)測(cè)等運(yùn)維服務(wù)，以此提高企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

在工業(yè)大數(shù)據(jù)體系中，技術(shù)人員需通過融入智能化技術(shù)的方式構(gòu)建企業(yè)工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理能力、提高數(shù)據(jù)管理效率、加強(qiáng)數(shù)據(jù)流通能力。并通過融入工業(yè)云、邊緣計(jì)算等方式提供相應(yīng)的資源與服務(wù)，優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部、工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與外網(wǎng)絡(luò)；利用網(wǎng)聯(lián)技術(shù)重構(gòu)工業(yè)無線通信體系。針對(duì)廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域，技術(shù)人員則需要對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工業(yè)終端設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理地調(diào)整，通過相應(yīng)的體系架構(gòu)更好地將網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)增強(qiáng)技術(shù)融入其中，以此加快制造業(yè)廠商智能化發(fā)展趨勢(shì)。

2 智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的內(nèi)容

智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是為了貫徹我國2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)而提出的指南意見。智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)有利于我國人機(jī)械協(xié)作系統(tǒng)與智能化檢驗(yàn)設(shè)備的建立，而我國尖端領(lǐng)域通過智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系整改，還可增強(qiáng)我國人工智能、區(qū)塊鏈等前沿科技在世界的地位。

智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系主要闡述了對(duì)我國傳播業(yè)、石油化工、防止以及電子信息領(lǐng)域開展智能化建設(shè)的相關(guān)要求。例如，紡織業(yè)通過智能制造專用技術(shù)可增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)力，減少人力的消耗。在石油化工領(lǐng)域，某些需要人為監(jiān)制的設(shè)備利用智能制造專用技術(shù)可實(shí)時(shí)安全地保障其工作正常進(jìn)行，從而保障了該公司員工的生命安全。

智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系強(qiáng)調(diào)，智能制造應(yīng)與我國新一代的電子信息技術(shù)緊密結(jié)合，并將其運(yùn)用到生產(chǎn)全流程中，并在生產(chǎn)過程中起到自感知、自決策和自執(zhí)行的作用。

智能制造主要分為三個(gè)特征，分別是：生命周期、智能特征和系統(tǒng)層級(jí)。生命周期是指我國企業(yè)利用智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系生產(chǎn)某些產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中利用生產(chǎn)并使用、使用后回收和回收再利用的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展理念。例如我國生產(chǎn)的紙質(zhì)吸管，其原料是目前大多數(shù)廢棄或丟棄的木材或相關(guān)材料，企業(yè)通過回收再利用的方式可持續(xù)發(fā)展。不同的企業(yè)其生命周期也各不相同。

系統(tǒng)層級(jí)是指我國企業(yè)在施工期間建立的相關(guān)組織結(jié)構(gòu)。例如智能制造業(yè)是由設(shè)備層、車間層、管理層等構(gòu)成。智能特征是指企業(yè)通過信息化技術(shù)將無線通訊設(shè)備、大數(shù)據(jù)和智能裝備用于生產(chǎn)過程中。

3 智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的意義

（1）推動(dòng)安全生產(chǎn)理念。目前我國大部分制造企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)以及加工中無法科學(xué)合理地保障工作人員的安全，主要原因在于企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)管制度不完善、人機(jī)交互系統(tǒng)不健全。部分工作人員在操作設(shè)備時(shí)，容易出現(xiàn)由于操作人員不熟悉設(shè)備而導(dǎo)致的設(shè)備故障，使得工廠生產(chǎn)進(jìn)度放緩；或是相關(guān)機(jī)械設(shè)備由于老化問題導(dǎo)致?lián)p壞，加大相關(guān)維修人員工作強(qiáng)度，甚至導(dǎo)致相關(guān)工作人員生命安全受到威脅。

而企業(yè)通過將智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系運(yùn)用到生產(chǎn)過程中，可有效保障相關(guān)工作人員的安全，利用智能化加工設(shè)備能夠高效合理地為其提供資源生產(chǎn)。

（2）促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)管工作。傳統(tǒng)人力制造或人機(jī)結(jié)合制造類企業(yè)在生產(chǎn)或加工設(shè)備過程中，往往由于相關(guān)工作人員過于依賴設(shè)備而導(dǎo)致對(duì)設(shè)備的某些安全隱患視而不見，久而久之導(dǎo)致其設(shè)備出現(xiàn)故障。

因此，我國制造業(yè)企業(yè)通過實(shí)施智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，可為設(shè)備加工和制造車間提供各種智能化控件監(jiān)管功能。相關(guān)工作人員只需觀察智能化監(jiān)管系統(tǒng)有無出現(xiàn)技術(shù)故障即可，整個(gè)工作流程全部由智能監(jiān)管控件保障工作進(jìn)度以及安全性能。

4 我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系存在的問題

（1）未建成完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。以我國小家電行業(yè)為例，目前我國小家電行業(yè)已經(jīng)從人力裝配模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔弥悄苤圃旒夹g(shù)進(jìn)行生產(chǎn)和加工的智能化制造模式。雖然我國小家電行業(yè)建設(shè)水平逐步提高，但并未建成完整的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)而無法更好地開展智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系融入企業(yè)加工制造環(huán)節(jié)。

此外，雖然我國政府出臺(tái)了關(guān)于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系相關(guān)指南，但該指南與國外智能制造有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相比，在某維度上缺乏合理性與實(shí)踐性，并且某些維度存在交叉現(xiàn)象，使得我國部分企業(yè)難以實(shí)施智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。我國是制造業(yè)大國，制造業(yè)企業(yè)數(shù)量眾多，倘若智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系出現(xiàn)不合理的情況，會(huì)導(dǎo)致我國絕大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)無法有效執(zhí)行相關(guān)政策，并且智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中維度交叉現(xiàn)象較大的地方難以使得企業(yè)相關(guān)管理人員理解，進(jìn)而無法滿足其智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中提出的要求，不利于我國大部分制造企業(yè)的發(fā)展。

（3）缺乏智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)例。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系是我國出臺(tái)的一項(xiàng)文件，其中的理論模型雖然對(duì)我國制造業(yè)企業(yè)發(fā)展方向提供了一定的思路，但是我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系意見尚未建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模型。例如智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中提出要通過計(jì)算機(jī)輔助軟件如CAD與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合的方式提高我國智能設(shè)備的發(fā)展。但對(duì)于我國智能設(shè)備生產(chǎn)商來說，每個(gè)生產(chǎn)商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同，進(jìn)而導(dǎo)致部分生產(chǎn)商不能完全沿用智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中的意見。此外，智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中只強(qiáng)調(diào)了我國企業(yè)應(yīng)利用相關(guān)智能化技術(shù)以及智能制造標(biāo)準(zhǔn)改善并優(yōu)化相關(guān)生產(chǎn)加工體系，但并未提供一個(gè)具體的以智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系為主導(dǎo)的行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)。這種現(xiàn)象導(dǎo)致了我國各大企業(yè)在實(shí)行智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)，沒有科學(xué)合理的參考，進(jìn)而影響了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系融入我國制造業(yè)企業(yè)的速率。

5 智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用研究

（1）智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用。以我國小家電行業(yè)為例，企業(yè)在建設(shè)智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)，應(yīng)遵循地方政府行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用科學(xué)合理的方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)對(duì)設(shè)備的加工生產(chǎn)以及售后過程全方位的智能化管控。具體實(shí)施方法如：通過小家電企業(yè)工作環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售以及服務(wù)評(píng)判其生命周期，并在某些環(huán)節(jié)中增添相應(yīng)智能制造技術(shù)。例如在小家電設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和物流過程中為其增添智能加工設(shè)備、將加工車間改為智能工廠。在小家電售后與服務(wù)中通過智能服務(wù)功能完善相服務(wù)任務(wù)。最后在小家電相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售以及服務(wù)全過程中利用智能賦能技術(shù)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式落實(shí)智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。在小家電企業(yè)系統(tǒng)層級(jí)劃分過程中，相關(guān)管理人員可以將小家電企業(yè)劃分為設(shè)備、單元、車間、企業(yè)和協(xié)同這五個(gè)系統(tǒng)層級(jí)。在設(shè)備層級(jí)、單元層級(jí)、車間層級(jí)和企業(yè)層級(jí)中建立智能工廠和智能設(shè)備，并通過與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式保障其智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的合理應(yīng)用。并在企業(yè)層級(jí)和協(xié)同層級(jí)中利用智能服務(wù)和智能賦能技術(shù)提供相應(yīng)智能制造完善措施。

根據(jù)小家電企業(yè)在加工生產(chǎn)設(shè)備流程中不同的智能特征，分配不同的智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。如在開發(fā)小家電資源要素時(shí)，通過建設(shè)智能工廠的方法為其增添工作效率。并利用智能裝備和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式保障其智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中互聯(lián)互通的基本原則。在系統(tǒng)集成方面，企業(yè)相關(guān)工作人員利用智能服務(wù)與工廠網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式保障企業(yè)設(shè)備過程中系統(tǒng)集成功能的順利進(jìn)行。最后通過智能服務(wù)來提高企業(yè)售后以及開辟新業(yè)態(tài)的發(fā)展理念。

（2）智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)映射。以我國小家電行業(yè)為例，小家電智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系中，基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)劃分為智能制造通用要求、智能制造能力等級(jí)評(píng)價(jià)方法、智能制造能力等級(jí)要求、智能制造系統(tǒng)架構(gòu)以及智能工廠建設(shè)導(dǎo)則。企業(yè)相關(guān)管理人員在進(jìn)行管理標(biāo)準(zhǔn)策劃時(shí)，應(yīng)將其細(xì)化分為物流管理標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)過程管理標(biāo)準(zhǔn)、倉儲(chǔ)管理標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)字化檔案管理標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)相關(guān)管理人員在進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分時(shí)，應(yīng)將其分為原材料標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品建模標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、流程標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。最后企業(yè)相關(guān)管理人員通過完善信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)和軟硬件標(biāo)準(zhǔn)的方式實(shí)現(xiàn)后臺(tái)支撐標(biāo)準(zhǔn)的建立。以及通過改進(jìn)遠(yuǎn)程服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、售后服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和個(gè)性化定制服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)改善其服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系優(yōu)化措施。在落實(shí)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的同時(shí)，相關(guān)管理人員應(yīng)加大對(duì)地方企業(yè)推進(jìn)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)，并在建設(shè)過程中通過有關(guān)專家學(xué)者定期回訪的方式，將各大企業(yè)的意見進(jìn)行統(tǒng)一劃分，最后通過向上級(jí)匯報(bào)的方式，不斷落實(shí)并完善智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。并且，企業(yè)相關(guān)管理人員還需加大人才培養(yǎng)的力度。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系融入企業(yè)是一項(xiàng)長期工作，企業(yè)應(yīng)同社會(huì)研究機(jī)構(gòu)、相關(guān)高校進(jìn)行緊密的合作，通過人才培養(yǎng)和不斷對(duì)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行分析來實(shí)現(xiàn)該體系發(fā)揮的作用，進(jìn)而形成適合自身企業(yè)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。

6 結(jié)束語

我國各大企業(yè)相關(guān)管理人員應(yīng)通過構(gòu)建智能制造專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)映射、加大人才培養(yǎng)力度的方式落實(shí)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。并且，相關(guān)管理人員還需通過定期觀察企業(yè)在智能制造建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行優(yōu)化和改善，最終促進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)。