我国智能制造标准化工作发展历程及未来展望
智能制造作为制造强国建设的主攻方向，是建设现代化产业体系和实现新型工业化的关键举措。智能制造标准是智能制造发展的重要技术支撑，在凝聚产业共识、固化最佳实践经验成果、推动技术迭代创新、促进企业转型升级等方面发挥着基础性、引领性作用。
一、智能制造标准化工作发展历程
我国智能制造标准化工作伴随着制造业转型升级、高质量发展，逐渐形成了具有中国特色的智能制造标准化工作机制，从探索期走过成长期迈入深化期。标准化主要工作及成效如下图所示：
图1 标准化主要工作及成效
（一）探索期（2015-2017 年）
智能制造作为我国制造强国建设的主攻方向，是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在。智能制造是制造技术与信息技术的深度融合与创新集成，标准是智能制造发展的重要技术基础，我国智能制造标准化工作与国际先进国家几乎同时起步，因此智能制造标准化工作只能在探索中前进，在前进中探索。通过3年的努力，我国探索出了一条以政策为指引，标准体系构建为重点任务，综合标准化项目为手段，国内国际并行的多部门联动协调推进的道路。探索期亟待解决的问题及主要做法如图2所示。
图2 探索期亟待解决的问题及主要做法
政策明确智能制造标准化支撑引领工作定位。我国制造业增加值规模连续五年位居世界首位，经济发展进入新常 态，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，与此同时，也存在制造业大而不强、自主创新能力弱、资源能源利用效率低、产业结构不合理等多种亟待解决的问题。在此背景下，为全面贯彻党的十八大和十八届二中、三中、四中全会精神，2016年8月和12月先后印发《智能制造工程实施指南（2016-2020）》和《智能制造发展规划（2016-2020年）》。《智能制造发展规划（2016-2020年）》的发布明确了智能制造的范畴和智能制造标准化工作的支撑地位，给出智能制造探索期标准化工作的目标、任务等内容，为后续智能制造标准化工作指明了方向。
智能制造标准化协调工作机制为标准化工作保驾护航。在政策的指引和前期已有标准化工作基础前提下，2016年8月22日，国家标准化管理委员会、工业和信息化部会同国家发展和改革委员会、科技部、财政部、中国工程院等有关部门，组织全国专业标准化技术委员会、研究机构、企业、专家，成立了国家智能制造标准化协调推进组、总体组和专家咨询组，形成了以总体组为牵引的协调推进工作机制。一方面充分利用现有多部门协调、多标委会协作的工作机制，形成合力，凝聚国内外标准化资源，充分调动标准化各利益相关方的积极性，扎实构建满足产业发展所需的智能制造标准体系；另一方面由于智能制造是一项复杂的系统工程，在探索过程中必然会出现的重复立项、技术交叉等问题，通过总体组实现了信息技术、系统集成、安全、仪器仪表等制造业关键技术领域的协调统一。
标准体系为智能制造标准研制提供依据。在工业和信息化部、国家标准化委员会等多部门指导下，国家智能制造标准化总体组组织各成员单位，集专家咨询组智慧，在分析国际智能制造标准化发展趋势基础上，立足我国工业的实际情况，站在产业的高度，运用系统的分析方法针对智能制造标准化对象及其相关要素进行整体标准化研究，做好顶层设计，制定并印发了《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）》，解决了智能制造标准立项过程中，体系位置无据可依的问题，科学地提出了基础共性、关键技术、行业应用构成的标准体系架构。
标准化试验验证项目加速标准供给力度。依据国家标准体系，梳理不同领域标准化缺失情况，探索了一条以智能制造标准化专项引领制定标准的道路。工业和信息化部自2015年起累计支持163项智能制造综合标准化试验验证项目，引导龙头企业、科研院所联合开展标准研制和试验验证，搭建191个标准试验验证平台,为标准研制、技术研发、解决方案锤炼、产业应用推广提供了“一站式”服务平台，形成了近500多项标准草案，为后续智能制造标准立项奠定了基础，截止到2017年，发布53项国家标准，新增38项国家标准计划立项。
坚持开放合作提升国际标准化工作能力。智能制造标准化工作一直坚持国内国际同步开展的原则，不仅有序推进国内智能制造标准化工作，也积极开展双边、多边合作，2015年5月，中德双方共同签署《中德智能制造/工业4.0标准化工作组组成方案》，并就智能制造参考架构进行了深入合作，截止到2017年，共计发布6项报告。组织我国专家积极参与国家标准化工作，发布13项国际标准，学习国际先进经验的同时，也贡献了我国的成功经验，国际标准化组织研究吸纳我国智能制造参考架构、美国智能制造生态系统、德国工业4.0参考模型、日本工业价值链计划等先进成果，归纳提出智能制造统一参考模型。
（二）成长期（2018-2020年）
经过探索期，智能制造标准化工作在组织建设、顶层规划、标准研制、国际标准化等方面都形成了一批成果，在2018年是全面贯彻党得十九大精神的开局之年，正式进入了成长期。习近平总书记在两院院士大会上的讲话明确指出“要推进互联网、大数据、人工智能同实体经济深度融合，做大做强数字经济。要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变，以“鼎新”带动“革故”，以增量带动存量，促进我国产业迈向全球价值链中高端。”。在这一阶段，智能制造标准化工作重点从初步构建逐步转向顶层规划迭代完善、重点领域标准研制、行业智能制造标准实施路径探索，在国际标准化关键领域取得了关键进展。成长期主要工作及主要做法如图3所示。
图3 成长期主要工作及主要做法
政策持续引导明确阶段性任务。为推动制造强国建设，加快实现高质量发展，工业和信息化部印发了《关于做好2018年工业质量品牌建设工作的通知》，通知中不仅提出要“深入实施智能制造工厂，总结发展经验和模式，加快智能制造在重点领域和传统行业的普及及应用”，还明确了“完善智能制造标准体系，加快基础共性与关键技术标准研制，支持标准推广应用和国际合作。”等标准化任务。
标准体系紧跟产业技术发展趋势。为加快推进智能制造综合标准化工作，加强顶层设计，发挥智能制造标准规范和引领作用，国家智能制造标准化总体组在工业和信息化部、国家标准化管理委员会指导下，组织成员单位、专家咨询组专家分析了国际智能制造标准化发展趋势，总结我国智能制造标准化需求，发布了《国家智能制造标准体系建设指南（2018年版）》。在这一阶段，继续延续了基础共性、关键技术、行业应用的总体架构，紧跟技术发展趋势，完善并规范了各部分组成，如将“BD工业软件和大数据”调整成了涵盖人工智能、工业大数据、工业软件、工业云和边缘计算的“智能赋能技术”。
标准研制成果实现了量的突破。基于前期综合标准化专项形成的一批经过试验验证、平台研制和现场验证的国家标准草案，这一时期国家标准申请立项135项，新增立项较探索期增加255.63%，即包含了统一认识的《智能制造 系统架构》，又包含了《数字化车间 通用技术要求》等数字化车间/智能工厂建设、《智能制造 大规模个性化定制 通用要求》等新模式应用等国家标准计划，如，2015年，“功能安全和工业信息安全标准研究和验证平台建设”项目中《数字化车间信息安全要求》《数字化车间功能安全要求》《数字化车间可靠性通用要》等数字化车间标准草案全部于2018年完成标准立项。截止至2020年，成长期发布86项，新增发布较探索期增长62.26%，为解决标准化实践过程中互联互通的问题，在加大研制的同时，通过采标发布了一批“OPC统一架构”、“工业自动化系统与集成”等国家标准。
行业智能制造标准实践路径探索逐步开展。随着智能制造标准化工作的纵深推进，涌现出一批应用标准指导生产、管理的具有鲜明行业特色的龙头企业，如，海尔依据大规模个性化定制标准开发的COSMO平台实现了消费电子定制生产整个产品生产周期3-7天，产品交付周期目前达到7-15天，从整体的运营效率上,生产效率提升60%，资金周转天数（CCC）达到-10天。船舶行业依托前期“海洋工程装备及高技术船舶智能制造综合标准化试验验证研究”“海洋工程装备智能制造综合标准化应用验证”等专项研究基础，船舶装备针对行业多品种、小批量、离散性的特点，以打造具有协同设计和制造能力的智能船厂为目标，船舶制造企业、工艺研究院所、标准科研机构联合制定并发布了《船舶行业智能制造标准体系建设指南（2020版）》。除船舶行业外，印刷行业还以行业标准形式开展了行业标准体系探索，并发布了《印刷智能制造标准体系表》行业标准。
智能制造关键领域国际标准取得明显进展。2018年至2020年，国际标准新增发布15项。组织制定了数据模型、系统集成等基础标准，建立对于智能制造基础框架、交互规范、可靠性等内容的共同认识。如，IEC/TC65制定发布《工业自动化设备和系统可靠性》系列标准，ISO/IEC JTC1制定发布物联网领域参考架构、传输互操作等系列标准，智能制造协调委员会和智能制造系统委员会联合制定《智能制造标准图谱》等。在新兴技术与制造业融合领域，数字孪生、人工智能、5G等成绩喜人。如ISO/IEC JTC1 推动研制了《数字孪生 概念和术语》、ISO/TC 184 推动研制了《制造业数字孪生框架》系列标准、IEC/SC65C 制定了《基于5G技术的工业无线通信网络技术规范》等。在积极参与国际标准化工作同时，中德工业4.0标准化工作组，持续推进合作交流，召开副部长级会议，形成中德系统架构互认等领域的63项合作共识，共计发布《中德智能制造/工业4.0功能安全白皮书》等13项报告，经过中德双方专家研究对比互认36项标准。为多维度推动国际标准化工作，成立电气与电子工程师协会智能制造标准化委员会。
组织建设顺应智能制造发展需求。为在新形势下更好地推进智能制造标准化工作，2020年，工信部会同市场监管总局推动国家智能制造标准化协调推进组、总体组和专家咨询组换届工作。一方面，协调推进组组长由两部委有关领导担任，进一步提升了智能制造标准化工作的协调力度；另一方面，总体组还扩充了像钢铁、印刷、有色等细分行业技术委员会和西门子、施耐德、菲尼克斯等外资企业，从组织架构上不断完善确保智能制造标准化工作先进性。
（三）深化期（2021—至今）
经历了探索期、成长期，在“十四五”开局之年，智能制造标准化工作迈入了深化期，在这一阶段，前期标准研制成果逐渐成熟发布，在关键数字化车间建设、智能服务等场景形成一批标准群，除新增关键技术领域继续加强标准研制外，逐渐从标准研制的重心向应用推广转移。深化期工作重点和主要任务如图4所示。
图4 深化期工作重点和主要任务
坚持智能制造标准化工作基础支撑地位不动摇。《“十四五”智能制造发展规划》明确提出“深化推进标准化工作”，并针对标准化工作制定了详细的智能制造标准领航行动。与上一个时期相比，标准体系建设不仅要迭代更新《国家智能制造标准体系》，还要加快开展纺织、石化、建材等具体细分领域行业应用标准体系；标准研制在加快数字孪生、人机协作、智慧动应力等基础共性和关键技术标准制修订国家标准外，还要加快开展行业应用标准研制；标准推广应用首次提出要开展智能制造应用试点，并形成国家、行业、团体标准协调配套的标准群，并将试点成果在中小企业和行业上下游企业进行推广；标准国际合作继续坚持加强双边、多边标准化交流机制，积极参与国际标准化活动，提升中国方案贡献度。
标准体系建设形成“国家+行业”的体系支撑架构。为深入贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要》《国家标准化发展纲要》《“十四五”智能制造发展规划》关于完善智能制造标准体系的工作部署，工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合发布了《国家智能制造标准体系建设指南（2021版）》，第三版国家标准体系在集成体系架构不变的前提下，不仅增加了人员能力、数字孪生、区块链、智慧供应链等基础共性和关键技术内容，还根据行业智能制造发展需求将更多民生领域行业纳入到行业应用部分。国家标准体系不断优化的同时，逐渐向各行业智能制造标准体系沿伸，形成了“国家+行业”的创新标准顶层设计，国家标准体系与行业标准体系的关系如图5所示。遵照国家智能制造标准体系建设指南，部分行业在智能制造企业典型经验和应用实践的基础上，凝练行业共性需求，引导船舶总装、建材、石化、有色、钢铁、纺织等14个行业开展细分行业标准体系建设，形成了“国家+行业”的标准体系支撑架构。目前，船舶总装、建材、印刷、石化已发布，有色已完成公开征求意见，细分行业智能制造标准体系研制情况如图6所示。
图5 国家标准体系与行业标准体系
图6 细分行业智能制造标准体系研制情况
智能制造国家标准基本实现全覆盖，行业标准进入加速研制阶段。根据国家智能制造标准化总体组对《国家智能制造标准体系建设指南》中智能制造基础共性和关键技术国家标准状态跟踪及数量统计，截止到2022年10月31日，国家标准共计发布343项，在研72项国家标准，除通用标准外，还包含3项已发布和1项在研的覆盖船舶总装、电力装备、汽车电子的具有行业特色的国家标准，国家标准发布增速明显；行业标准研制进度加快，共计发布15项，在研14项，较成长期，发布量增长率达550%、立项增长率达150%，主要覆盖印刷、电子、钢铁、机械/旋转电机、轻工、纺织、机械/低压电器、通信/石化、有色金属等9个细分行业。在标准数量不断增长的同时，为更好的指导标准应用，以标准编制者和企业应用实践为出发点，初步统计形成了263项核心标准，其中，已发布165项，制定中61项，待立项37项，基本能满足企业实践需求，智能制造核心标准分布如图7所示。
图7 智能制造核心标准分布图
标准群建设基本实现企业规划、建设、运营管理、服务模型等主要场景全覆盖。根据企业实践需求，国家智能制造标准化总体组对《国家智能制造标准体系建设指南》中智能制造基础共性和关键技术国家标准开展了面向场景的标准群梳理，形成了覆盖顶层规划、智能工厂建设、智能生产及管理、智能服务等方面的评建一体化、数字化车间、智能工厂、信息安全防护、集成优化、装备互联互通、数字化仿真、工艺设计数字化、生产计划优化、质量管控、物流仓储、大规模个性化定制、远程运维、预测性维护、网络协同制造、网络协同设计等16个具体场景的“标准群”，智能制造标准群场景覆盖情况如图8所示。这些标准群已面向不同场景开展应用实践，形成了初步成效。如，代表性基础共性标准为行业、企业实施智能制造提供了参考，《智能制造能力成熟度模型》、《智能制造能力成熟度评估方法》已在机械、石化、纺织、建材、食品、电子、医药等31多个行业获得应用，16个地区依据标准开展了区域级智能制造评估评价，超过4万多家企业通过平台完成能力成熟度自评估，徐工、中车等企业依照标准开展了集团级智能制造能力提升专项行动。与此同时，机床、船舶、电气设备、动力电池等行业已经在数字化车间、智能工厂、网络协同制造、远程运维等方面进行了行业探索，并形成了面向行业应用的标准。机床行业由于其离散型制造、产品结构与制造工艺比较复杂及产品维护难度高等特点，更聚焦车间工厂建设、远程运维；船舶行业由于其多品种、小批量、离散性、工序多等特点更聚焦网络协同制造。
图8 智能制造标准群场景覆盖情况
标准应用推广进入新阶段。应用推广既是深化期的重要任务也是主要特征，2022年工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合开展了“2022年度智能制造标准应用试点”工作，共计收到33个省、自治区、直辖市及计划单列市的219个项目申报书，覆盖了26个制造业行业二级分类，主要工业门类实现全覆盖。其中，智能车间/工厂建设类173个，占申报总数的79%，试点应用数量最多的标准除前面提到的评估标准外，《智能工厂 通用技术要求》《数字化车间 通用技术要求》《工业企业信息化集成系统规范》等总体要求及规范类建设类标准得到了企业普遍的仍可。此外，从申报情况，我们还发现越来越多的中小企业开始探索以标准指导车间和工厂建设、机器视觉产业逐步形成、个性化大规模定制和远程运维等模式创新逐渐成熟。
国际标准研制和国际合作工作取得质的飞跃。我国重点领域国际标准取得突破，牵头研制44项智能制造国际标准，并已发布34项；成立智能制造系统委员会中国专家委员会，中德智能制造工业4.0标准化工作组共计发布14项报告、达成102项共识，中德智能制造/工业4.0标准化工作组成果。如，ISO/IEC JTC1 发布《物联网 实时物联网框架》、IEC TC65 发布《工业过程测量控制和自动化 智能制造》定义、用力及安全等系列标准。ISO/TC184牵头研制ISO 23218 《工业自动化系统与集成 机床数控系统》系列标准，实现了我国在机床数控系统领域主导国际标准“从0到N”的突破。
“十四五”期间，我们将从标准群建设、标准推广应用、前瞻性新兴技术领域等方面发力，加快行业标准研制步伐、加大标准推广应用力度、加强先导性创新性标准研究等方面逐步推动智能制造标准化工作。
二、智能制造标准化未来展望
随着新一代信息技术与制造业深度融合，智能制造将给制造业带来指数级速度的变革。未来，我国的智能制造发展生态也将逐步完善，标准赋能效益也将不断提升。
- 展望一：创新性构建的“国家+行业”标准体系架构更加完备。
从近两年标准立项建议情况来看，行业智能制造标准研制意愿强烈，行业积极主动基于标准开展转型升级，总体组将在工业和信息化部、国家标准化管理委员会指导下，联合总体组各成员单位持续完善国家智能制造标准体系；另一方面将总结船舶总装、建材等细分行业已发标准体系建设经验，分步推动细分行业智能制造标准体系建设。通过国家智能制造标准体系与细分行业智能制造体系的密切衔接配合，推动智能制造标准在落实制造强国战略中释放更大效能，在更广范围、更深层次、更精准赋能行业智能化转型升级，夯实新型工业化的产业基础。
- 展望二：基于智能制造典型场景的标准图谱更加完善。
基于智能制造典型场景，全面系统梳理构建场景和标准的对应关系，充分发挥智能制造标准化公共服务平台作用，解决标准全生命周期的最后一公里，开展形式多样的标准课堂，提升标准曝光率，提高企业应用标准的便捷化，为制造业企业从智能制造规划到落地实施的贴身标准化服务。在此基础上挖掘智能制造标准空白领域，及时提出智能制造标准制修订建议，完善标准图谱。
- 展望三：标准应用和科技成果转化良性互动。
持续开展智能制造标准应用试点工作，一方面开展2022年度智能制造标准应用试点项目中期检查，充分挖掘“标准群”应用典型做法，建立智能制造标准应用试点项目案例库，向产业链上下游企业、行业内企业和中小企业进行宣贯推广，进一步降低中小企业智能制造实施门槛，并在此基础上开展标准实施应用效果评估；另一方面对于实践过程中企业形成的科技成果，充分发挥标准化组织专业能力，以标准的方式实现知识沉淀，助力企业提升品牌效益。
- 展望四：国际标准合作助力国际国内双循环。
一方面要积极参与国际标准化工作，定期举办智能制造标准化国际论坛，深化智能制造领域的国际标准合作，不断吸收国际先进科技和理念，探索前瞻性技术领域国际标准化布局，同时将中国成功实践贡献为世界所用；另一方面要继续以中德合作为蓝本，构建双边、多边合作机制，推动标准互认，以标准为桥梁，助力中国企业走出去，加速促进国际国内双循环。
附件：面向场景应用标准群建设
面向场景应用标准群建设
注：以上内容来源于网络
