二、项目立项的必要性分析
2.1项目与专项、项目目标和任务的相关性
制定?中国制造2025?是适应制造业重新成为全球经济竞争制高点的紧迫需要,是促进我国制造业由大变强的内在要求,是实现?两个一百年?奋斗目标的重要保障。?中国制造2025?提出了?三步走?战略目标、九大战略任务、十个重点领域和五个重大工程,对未来十年推进制造强国建设做出了全面部署。
今年我国政府工作报告中指出,?要实施‘中国制造2025’,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国?。贯彻这一要求,必须努力做到?四个坚持?。一是坚持创新驱动,把创新摆在制造强国建设的核心位臵。二是坚持智能转型,把智能制造作为制造强国建设的主攻方向。三是坚持强化基础,把夯实工业基础作为制造强国建设的重要支撑。四是坚持绿色发展,把实现可持续发展作为制造强国建设的着力点。
信息技术和制造业的深度融合是未来产业竞争的制高点,要抢占这一制高点,就必须把智能制造作为主攻方向,组织实施好智能制造工程。要大力推进制造过程的智能化,从产品设计智能化、关键工序智能化、供应链优化管控等方面,推进重点行业智能制造单元、智能生产线、智能车间、智能工厂建设。要积极培育新型生产方式,推进重点行业智能制造应用示范,不断探索大规模个性化定制、云制造等新型制造模式。 ?中国制造2025?要实施五大工程:智能制造工程、制造业创新建设工程、工业强基工程、绿色制造工程、高端装备创新工程。其中,最核心的是实施智能制造工程。
2月6日,工信部智能制造综合标准化工作组成立暨第一次工作会在北京召开,工作组成员包括装备司、科技司、电子司、软件司、通信司、信息化司,以及制造业、互联网及电子信息领域代表40余人参加了会议。会议讨论并通过了智能制造综合标准化工作组章程(暂行)及2015年度工作计划。
许继集团围绕电力系统测控设备开展的智能制造项目已经取得了良好的成效。现今为转型的关键时期,相关的车间级、工厂级的智能化相关标准体系缺失,迫切需要搭建关键标准试验验证体系。
目前针对智能制造的理解五花八门,提法也各不相同。有企业2.0、智慧制造、智能制造、智能工厂1.0、绿色工厂、工业4.0、CPS系统、可持续制造等,都是从某一个方面对下一代制造范式的定义。目前迫切需要
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有一个综合各方面的有关智能制造的标准化指导文件,能够对智能制造的研究有一个指导作用,对提出的新制造模式能够通过标准化进行检验评估,指导智能制造向一个正确的方向发展。
标准是国家利益在技术经济领域中的体现,是国家实施技术和产业政策的重要手段,面对智能制造发展的新形势、新机遇和新挑战,有必要在系统梳理现有相关标准、明确智能制造标准化需求和重点领域的基础上,建立智能制造标准体系并开展智能制造标准化工作来引领智能制造产业健康有序发展。
由于智能制造方面的一般标准较为抽象和概括,虽然可以对具体的智能制造具有指导意义,但是制定一般智能制造标准缺乏实践依据支撑,很难制定出合理的关于智能制造方面的一般标准。关于电力系统测控设备方面的智能制造标准聚焦于一个行业,可以结合行业特点,选择试点进行智能制造方面标准的验证,从而保证制定出一个科学的、具有行业特点的智能制造标准,并作为智能制造一般标准的编写素材,支撑整个智能制造体系。
智能工厂标准,是对智能制造软装备和硬装备的综合集成,该标准领域在智能制造标准体系框架中起着承上启下的作用。关于电力系统测控设备的智能制造方面标准的出炉,将有效规范本行业智能制造的发展,明确智能制造对公司发展方面的推进作用,规范各公司智能制造方面的架构,方便各智能制造公司产品之间的通信和集成,为智能制造方面的一般标准提供理论基础。
2.2项目预期解决的问题
即便是电力系统测控设备方面的智能制造标准,也是一个庞大的体系,其中包括智能工厂实现了从产品设计到销售,从供应商到客户,从设备控制到企业资源管理的信息快速交换、传递、处理和集成,其标准体系从智能工厂/数字化车间建设规划标准、制造软/硬件系统集成标准、智能设计标准、智能生产标准和智能物流标准五个方面进行构建。可以用来指导电力系统测控设备智能工厂的建设和检验,提高公司的经济效益和社会效益。整个系统化的标准体系分步骤进行研究,首先选取智能生产和智能生产物流两个方面的部分标准进行制定和验证;在验证完成的基础上,继续完成行业内其他智能工厂的标准,最终完成整个电力系统测控设备智能工厂标准体系。
从产品生命周期和工厂生命周期的角度来审视智能工厂,电力系统测控设备智能工厂标准主要分为以下几个部分:
(1) 电力系统测控设备智能工厂建设规划标准
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电力系统测控设备智能工厂建设规划标准主要制定针对智能工厂进行建设或改造时的规划方法、实施指南、系统建模、集成框架以及技术条件要求等方面的标准,用来指导智能工厂的设计与建设。规划方法和实施指南类标准包括智能工厂建设或改造的体系结构和方法论方面的内容,以及如何对智能工厂的综合效益(技术效益、经济效益、社会效益)进行评估的方法;系统建模类标准包括基于智能工厂的生产过程模型和组织模型等;集成框架类标准包括基于智能工厂的集成体系架构、各组成部分及其功能、所采用的标准和协议等,保证各公司生产的智能工厂产品能够直接集成;通用技术条件类标准包括通用技术要求和评价方法标准,重点针对各子系统集成过程中的接口、信息交互、数据一致性和安全性等薄弱环节进行评价规范,指导对各模块的研究设计。
(2) 电力系统测控设备制造软/硬件系统集成标准
制造软/硬件系统集成标准主要包括四类标准。一是互操作准则类标准,包括定义智能制造软件互操作能力描述及制造单元匹配准则等;二是集成能力标准,包括集成功能模块描述,集成能力评估等规范;三是测试应用服务接口类标准,包括用于智能制造软件能力描述的接口服务和协议及相关模板规范、访问/查找能力描述接口和按需进行匹配的过程定义等;四是现场设备集成标准,包括电子设备描述语言(EDDL)、现场设备工具技术(FDT)、现场总线仪器设备集成(FDI)、OPC 统一架构(OPC UA)等。
(3) 电力系统测控设备智能设计标准
智能设计标准主要制定产品设计仿真、智能优化设计和协同设计等技术标准。一是产品设计仿真类标准,制定产品数字化定义、产品数字化样机、设计仿真、工艺仿真、数字化试验等规范;二是智能优化设计类标准,对产品仿真结果进行优化,描述优化模型,制定优化方法等技术规范;三是协同设计类标准,对协同设计环境、协同设计基础数据库、协同设计方法和异地协同设计要求等进行规范,避免设计团队出现设计不协同一致的问题;四是设计知识自动化标准,对设计过程中的知识和经验教训进行自动化分析,提高设计能力,制定关于知识搜集和分析方法论的规范。
(4) 电力系统测控设备智能生产标准
智能生产标准主要制定生产过程控制系统诊断、维护、优化以及人机协同领域标准,保证整个生产系统高效稳定运行。一是生产过程控制系统诊断、维护类标准,包括定义智能生产系统诊断、能力评估和维护的通用要求、应用领域矩阵元素描述与定义规范、应用集成描述表达方法等,解决生产系统长期无故障稳定运行的问题;二是生产过程系统先进控制与优
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化类标准,包括定义生产制造系统先进控制与优化软件的概念及术语、功能集成架构、功能模块、信息交互方式等标准规范,解决生产系统高效运行;三是协同控制标准,包括协同控制技术、协同控制方法、协同通信等标准规范,保证生产线内各部分之间高效合作,避免出现不协调生产系统。
(5) 电力系统测控设备智能生产物流标准
智能生产物流标准主要制定智能工厂内生产过程中存储、运送、装卸、包装等物流信息采集、传输、追踪等有关功能以及接口的技术标准,保证物流系统能够与其它生产设备无缝连接,保证整个生产系统的畅通。
三、项目目标和任务
3.1 项目总体目标
从电力系统测控设备智能制造装备的标准化需求出发,完成如下三个标准的制定:
1) 电力系统测控设备智能生产系统诊断、能力评估和维护的通用要求标准。 2) 电力系统测控设备生产过程系统先进控制与优化标准 3) 电力系统测控设备智能生产物流标准
起草完成如上三个标准草稿后,根据标准草稿搭建试验验证平台,根据试验验证平台验证结果对三个标准进行修正,并形成标准征求意见稿,对专家意见进行整理和分析汇总。
3.2项目年度任务和考核指标 年度 2015 1.标准编写 年度任务 年度考核指标 重要任务的时间节点 2015 1.1 电力系统测控设备智能生产系统诊断、能力评估和维护要求、智能生产制造系统先进控完成3个标准的研2015.10.20 制与优化标准、智能生产物流标准的研究报告究报告 编写 1.2 电力系统测控设备智能制造相关标准编制完成3个标准的编2015.10.30 7
2015
说明编写 2015 制说明 1.3 电力系统测控设备智能生产系统诊断、能完成标准的草案力评估和维护要求标准草案编写 初版 2015.12. 30 2015 1.4 电力系统测控设备智能生产制造系统先进完成标准的草案控制与优化标准草案编写 初版 2015.12.30 2015 1.5 电力系统测控设备智能生产物流标准草案完成标准的草案编写 初版 平台设计任务书 平台的功能和技术要求文档 平台设计方案 2015.12.30 2016.03.20 2016.04.10 2016.09.10 2016 2016 2016 2016 2016 2. 验证平台搭建 2.1 编写验证平台设计任务书 2.2编写验证平台的功能和技术要求 2.3 试验验证平台的实施 2.4 试验验证平台的试运行 试运行报告,生产效率提高10%,产品不良率降低2016.10.10 10%,电能利用率提高4% 平台竣工验收报告 完成标准验证报告 2017.03.20 2017.01.20 2016 2016 2017 2.5 试验验证平台收尾 3. 标准验证 3.1电力系统测控设备智能生产系统诊断、能力评估和维护要求标准验证报告 3.2 电力系统测控设备智能生产制造系统先进完成标准验证报2017 控制与优化标准验证报告 告 2017.03.20 3.3 电力系统测控设备智能生产物流标准验证完成标准验证报2017 报告 3.4 编写标准试点应用报告 2017 告 标准试点应用报告 8
2017.03.20 2017.03.20