國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2018年版）

前言

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。智能制造是落實(shí)我國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要舉措，加快推進(jìn)智能制造，是加速我國工業(yè)化和信息化深度融合、推動制造業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要著力點(diǎn)，對重塑我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢具有重要意義， “智能制造、標(biāo)準(zhǔn)先行”，標(biāo)準(zhǔn)化工作是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

為指導(dǎo)當(dāng)前和未來一段時(shí)間智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作，解決標(biāo)準(zhǔn)缺失、滯后、交叉重復(fù)等問題，落實(shí) “加快制造強(qiáng)國建設(shè)”，工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會在2015年共同組織制定了 《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南 （2015年版）》并建立動態(tài)更新機(jī)制。

按照標(biāo)準(zhǔn)體系動態(tài)更新機(jī)制，扎實(shí)構(gòu)建滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、先進(jìn)適用的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，推動裝備質(zhì)量水平的整體提升，工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會共同組織制定了 《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南 （2018年版）》。

一、總體要求

（一）指導(dǎo)思想

進(jìn)一步貫徹落實(shí) 《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》 （工信部聯(lián)規(guī) 〔2016〕349號）和 《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》（國質(zhì)檢標(biāo)聯(lián) 〔2016〕396號）的工作部署，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在推進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展中的指導(dǎo)、規(guī)范、引領(lǐng)和保障作用。針對智能制造標(biāo)準(zhǔn)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的特點(diǎn)，立足國內(nèi)需求，兼顧國際體系，建立涵蓋基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用等三類標(biāo)準(zhǔn)的國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)籌規(guī)劃與宏觀指導(dǎo)，加快創(chuàng)新技術(shù)成果向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與監(jiān)督，深化智能制造標(biāo)準(zhǔn)國際交流與合作，提升標(biāo)準(zhǔn)對制造業(yè)的整體支撐作用，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展保駕護(hù)航。

（二）基本原則

按照 《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》中提出的 “統(tǒng)籌規(guī)劃，分類施策，跨界融合，急用先行，立足國情，開放合作”原則，進(jìn)一步完善智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，全面開展基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研究，加快標(biāo)準(zhǔn)制 （修）訂，在制造業(yè)各個(gè)領(lǐng)域全面推廣。同時(shí)，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新發(fā)展與國際化，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織活動，加強(qiáng)與相關(guān)國家和地區(qū)間的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)交流與合作，開展標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)，共同推進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)制定。

（三）建設(shè)目標(biāo)

按照 “共性先立、急用先行”的原則，制定安全、可靠性、檢測、評價(jià)等基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)，識別與傳感、控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等智能裝備標(biāo)準(zhǔn)，智能工廠設(shè)計(jì)、智能工廠交付、智能生產(chǎn)等智能工廠標(biāo)準(zhǔn)，大規(guī)模個(gè)性化定制、運(yùn)維服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造等智能服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，人工智能應(yīng)用、邊緣計(jì)算等智能賦能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)無線通信、工業(yè)有線通信等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)床制造、航天復(fù)雜裝備云端協(xié)同制造、大型船舶設(shè)計(jì)工藝仿真與信息集成、軌道交通網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、新能源汽車智能工廠運(yùn)行系統(tǒng)等行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，帶動行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的研制工作。推動智能制造國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上升成為國際標(biāo)準(zhǔn)。

到2018年，累計(jì)制修訂150項(xiàng)以上智能制造標(biāo)準(zhǔn)，基本覆蓋基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

到2019年，累計(jì)制修訂300項(xiàng)以上智能制造標(biāo)準(zhǔn)，全面覆蓋基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立起較為完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。建設(shè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，提升公共服務(wù)能力，提高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用水平和國際化水平。

二、建設(shè)思路

國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系按照 “三步法”原則建設(shè)完成。第一步，通過研究各類智能制造應(yīng)用系統(tǒng)，提取其共性抽象特征，構(gòu)建由生命周期、系統(tǒng)層級和智能特征組成的三維智能制造系統(tǒng)架構(gòu)，從而明確智能制造對象和邊界，識別智能制造現(xiàn)有和缺失的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)知現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)間的交叉重疊關(guān)系；第二步，在深入分析標(biāo)準(zhǔn)化需求的基礎(chǔ)上，綜合智能制造系統(tǒng)架構(gòu)各維度邏輯關(guān)系，將智能制造系統(tǒng)架構(gòu)的生命周期維度和系統(tǒng)層級維度組成的平面自上而下依次映射到智能特征維度的五個(gè)層級，形成智能裝備、智能工廠、智能服務(wù)、智能賦能技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等五類關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)；第三步，對智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)分解細(xì)化，進(jìn)而建立智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架，指導(dǎo)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)工作。

（一）智能制造系統(tǒng)架構(gòu)

《智能制造發(fā)展規(guī)劃 （2016-2020年）》（工信部聯(lián)規(guī) 〔2016〕349號）指出，智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

智能制造系統(tǒng)架構(gòu)從生命周期、系統(tǒng)層級和智能特征三個(gè)維度對智能制造所涉及的活動、裝備、特征等內(nèi)容進(jìn)行描述，主要用于明確智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化需求、對象和范圍，指導(dǎo)國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)

1.生命周期

生命周期是指從產(chǎn)品原型研發(fā)開始到產(chǎn)品回收再制造的各個(gè)階段，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動。生命周期的各項(xiàng)活動可進(jìn)行迭代優(yōu)化，具有可持續(xù)性發(fā)展等特點(diǎn)，不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡相同。

（1）設(shè)計(jì)是指根據(jù)企業(yè)的所有約束條件以及所選擇的技術(shù)來對需求進(jìn)行構(gòu)造、仿真、驗(yàn)證、優(yōu)化等研發(fā)活動過程；

（2）生產(chǎn)是指通過勞動創(chuàng)造所需要的物質(zhì)資料的過程；

（3）物流是指物品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動過程；

（4）銷售是指產(chǎn)品或商品等從企業(yè)轉(zhuǎn)移到客戶手中的經(jīng)營活動；

（5）服務(wù)是指提供者與客戶接觸過程中所產(chǎn)生的一系列活動的過程及其結(jié)果，包括回收等。

2.系統(tǒng)層級

系統(tǒng)層級是指與企業(yè)生產(chǎn)活動相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)的層級劃分，包括設(shè)備層、單元層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。

（1）設(shè)備層是指企業(yè)利用傳感器、儀器儀表、機(jī)器、裝置等，實(shí)現(xiàn)實(shí)際物理流程并感知和操控物理流程的層級；

（2）單元層是指用于工廠內(nèi)處理信息、實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制物理流程的層級；

（3）車間層是實(shí)現(xiàn)面向工廠或車間的生產(chǎn)管理的層級；

（4）企業(yè)層是實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)經(jīng)營管理的層級；

（5）協(xié)同層是企業(yè)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部和外部信息互聯(lián)和共享過程的層級。

3.智能特征

智能特征是指基于新一代信息通信技術(shù)使制造活動具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等一個(gè)或多個(gè)功能的層級劃分，包括資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)等五層智能化要求。

（1）資源要素是指企業(yè)對生產(chǎn)時(shí)所需要使用的資源或工具及其數(shù)字化模型所在的層級；

（2）互聯(lián)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝備之間、裝備與控制系統(tǒng)之間，企業(yè)之間相互連接及信息交換功能的層級；

（3）融合共享是指在互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享的層級；

（4）系統(tǒng)集成是指企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)集成過程的層級；

（5）新興業(yè)態(tài)是企業(yè)為形成新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)進(jìn)行企業(yè)間價(jià)值鏈整合的層級。

智能制造的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)貫穿企業(yè)設(shè)備層、單元層、車間層、工廠層、協(xié)同層不同層面的縱向集成，跨資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)不同級別的橫向集成，以及覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)的端到端集成。

（二）智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)

智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)包括 “A基礎(chǔ)共性”、“B關(guān)鍵技術(shù)”、 “C行業(yè)應(yīng)用”等三個(gè)部分，主要反映標(biāo)準(zhǔn)體系各部分的組成關(guān)系。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖

具體而言，A基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)包括通用、安全、可靠性、檢測、評價(jià)等五大類，位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最底層，是B關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和C行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的支撐。B關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是智能制造系統(tǒng)架構(gòu)智能特征維度在生命周期維度和系統(tǒng)層級維度所組成的制造平面的投影，其中BA智能裝備對應(yīng)智能特征維度的資源要素，BB智能工廠對應(yīng)智能特征維度的資源要素和系統(tǒng)集成，BC智能服務(wù)對應(yīng)智能特征維度的新興業(yè)態(tài)，BD智能賦能技術(shù)對應(yīng)智能特征維度的融合共享，BE工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)智能特征維度的互聯(lián)互通。C行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)位于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖的最頂層，面向行業(yè)具體需求，對A基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和B關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化和落地，指導(dǎo)各行業(yè)推進(jìn)智能制造。

智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)中明確了智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化需求，與智能制造系統(tǒng)架構(gòu)具有映射關(guān)系。以大規(guī)模個(gè)性化定制模塊化設(shè)計(jì)規(guī)范為例，它屬于智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)中B關(guān)鍵技術(shù)-BC智能服務(wù)中的大規(guī)模個(gè)性化定制標(biāo)準(zhǔn)。在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中，它位于生命周期維度設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)層級維度的企業(yè)層和協(xié)同層，以及智能特征維度的新興業(yè)態(tài)。其中，智能制造系統(tǒng)架構(gòu)三個(gè)維度與智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的映射關(guān)系及示例解析詳見附件2。

（三）智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架

智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架由智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)向下映射而成，是形成智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的基本組成單元。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架包括 “A基礎(chǔ)共性”、 “B關(guān)鍵技術(shù)”、 “C行業(yè)應(yīng)用”三個(gè)部分，如圖3a）、圖3b）所示。

三、建設(shè)內(nèi)容

（一）基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)

基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)一智能制造相關(guān)概念，解決智能制造基礎(chǔ)共性關(guān)鍵問題，包括通用、安全、可靠性、檢測、評價(jià)等五個(gè)部分，如圖4所示。

圖3 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架

圖3 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系框架（續(xù)）

圖4 基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)子體系

1.通用標(biāo)準(zhǔn)

主要包括術(shù)語定義、參考模型、元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)字典、標(biāo)識等四個(gè)部分。術(shù)語定義標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)一智能制造相關(guān)概念，為其他各部分標(biāo)準(zhǔn)的制定提供支撐。參考模型標(biāo)準(zhǔn)用于幫助各方認(rèn)識和理解智能制造標(biāo)準(zhǔn)化的對象、邊界、各部分的層級關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系。元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)字典標(biāo)準(zhǔn)用于規(guī)定智能制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)涉及的元數(shù)據(jù)命名規(guī)則、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)元素和注冊要求、數(shù)據(jù)字典建立方法，為智能制造各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集成、交互共享奠定基礎(chǔ)。標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)用于對智能制造中各類對象進(jìn)行唯一標(biāo)識與解析，建設(shè)既與制造企業(yè)已有的標(biāo)識編碼系統(tǒng)兼容，又能滿足設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP）化、智能化等智能制造發(fā)展要求的智能制造標(biāo)識體系。

2.安全標(biāo)準(zhǔn)

主要包括功能安全、信息安全和人因安全三個(gè)部分。功能安全標(biāo)準(zhǔn)用于保證控制系統(tǒng)在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)正確地執(zhí)行其安全功能，從而避免因設(shè)備故障或系統(tǒng)功能失效而導(dǎo)致生產(chǎn)事故，包括面向智能制造的功能安全要求、功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施、功能安全測試和評估、功能安全管理等標(biāo)準(zhǔn)。信息安全標(biāo)準(zhǔn)用于保證智能制造領(lǐng)域相關(guān)信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)不被破壞、更改、泄露，從而確保系統(tǒng)能連續(xù)可靠地運(yùn)行，包括軟件安全、設(shè)備信息安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、數(shù)據(jù)安全、信息安全防護(hù)及評估等標(biāo)準(zhǔn)。人因安全標(biāo)準(zhǔn)用于避免在智能制造各環(huán)節(jié)中因人的行為造成的隱患或威脅，通過合理分配任務(wù)，調(diào)節(jié)工作環(huán)境，提高人員能力，以保證人身安全，預(yù)防誤操作等，包括工作任務(wù)、環(huán)境、設(shè)備、人員能力、管理支持等標(biāo)準(zhǔn)。

3.可靠性標(biāo)準(zhǔn)

主要包括工程管理、技術(shù)方法兩個(gè)部分。工程管理標(biāo)準(zhǔn)主要對智能制造系統(tǒng)的可靠性活動進(jìn)行規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)與監(jiān)督，包括智能制造系統(tǒng)及其各系統(tǒng)層級對象的可靠性要求、可靠性管理、綜合保障管理、壽命周期成本管理等標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)方法標(biāo)準(zhǔn)主要用于指導(dǎo)智能制造系統(tǒng)及其各系統(tǒng)層級開展具體的可靠性保證與驗(yàn)證工作，包括可靠性設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)計(jì)、可靠性試驗(yàn)、可靠性分析、可靠性增長、可靠性評價(jià)等標(biāo)準(zhǔn)。

4.檢測標(biāo)準(zhǔn)

主要包括測試項(xiàng)目、測試方法等兩個(gè)部分。測試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)用于指導(dǎo)智能制造裝備和系統(tǒng)在測試過程中的科學(xué)排序和有效管理，包括不同類型的智能制造裝備和系統(tǒng)一致性和互操作、集成和互聯(lián)互通、系統(tǒng)能效、電磁兼容等測試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。測試方法標(biāo)準(zhǔn)用于不同類型智能制造裝備和系統(tǒng)的測試，包括試驗(yàn)內(nèi)容、方式、步驟、過程、計(jì)算分析等內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，以及性能、環(huán)境適應(yīng)性和參數(shù)校準(zhǔn)等。

5.評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

主要包括指標(biāo)體系、能力成熟度、評價(jià)方法、實(shí)施指南等四個(gè)部分。指標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)用于智能制造實(shí)施的績效與結(jié)果的評估，促進(jìn)企業(yè)不斷提升智能制造水平。能力成熟度標(biāo)準(zhǔn)用于企業(yè)識別智能制造現(xiàn)狀、規(guī)劃智能制造框架與提升智能制造能力水平提供過程方法論，為企業(yè)識別差距、確立目標(biāo)、實(shí)施改進(jìn)提供參考。評價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)用于為相關(guān)方提供一致的方法和依據(jù)，規(guī)范評價(jià)過程，指導(dǎo)相關(guān)方開展智能制造評價(jià)。實(shí)施指南標(biāo)準(zhǔn)用于指導(dǎo)企業(yè)提升制造能力，為企業(yè)開展智能化建設(shè)、提高生產(chǎn)力提供參考。

（二）關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

主要包括智能裝備、智能工廠、智能服務(wù)、智能賦能技術(shù)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等五個(gè)部分。

1.智能裝備標(biāo)準(zhǔn)

主要包括識別與傳感、人機(jī)交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、增材制造、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及設(shè)備、智能工藝裝備等七個(gè)部分，如圖5所示，其中重點(diǎn)是識別與傳感、控制系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)。主要規(guī)定智能傳感器、自動識別系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等智能裝備的信息模型、數(shù)據(jù)字典、通信協(xié)議、接口、集成和互聯(lián)互通、優(yōu)化等技術(shù)要求，解決智能生產(chǎn)過程中智能裝備之間，以及智能裝備與智能化產(chǎn)品、物流系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、工業(yè)軟件、工業(yè)云平臺之間數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通的問題。

圖5 智能裝備標(biāo)準(zhǔn)子體系