《電子技術應用》
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為推動工業(yè)4.0 中國美國德國做了哪些努力

2016-02-18

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)技術創(chuàng)新、互聯(lián)互通,、系統(tǒng)安全和產(chǎn)業(yè)提升均離不開標準化的引領,。當前標準化工作已經(jīng)獲得了國內(nèi)外的普遍重視,包括美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC),、德國工業(yè)4.0平臺、國際電工委員會(IEC)、中國智能制造標準工作組等組織均在積極布局推進,。

  美國IIC成為推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準化的重要平臺

  美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC由GE聯(lián)合AT&T、思科,、IBM和英特爾于2014年3月發(fā)起,,由對象管理組織(OMG)管理,其中參考架構(gòu),、測試床,、應用案例是IIC關鍵工作抓手。IIC正以參考架構(gòu)為引領,,通過企業(yè)自主設立的應用案例組織垂直領域應用探索,,支持建立測試床提供驗證支撐,并借助其他標準組織力量,,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快落地,。

  主導建立并完善參考架構(gòu)

  IIC發(fā)布了參考架構(gòu)V1.0,包括商業(yè)視角,、使用視角,、功能視角和實現(xiàn)視角四個層級,其功能架構(gòu)確定了商業(yè),、運營,、信息、應用和控制五大功能領域,,以及系統(tǒng)安全,、信息安全、彈性,、互操作性,、連接性、數(shù)據(jù)管理,、高級數(shù)據(jù)分析,、智能控制、動態(tài)組合九大系統(tǒng)特性。在功能架構(gòu)基礎上,,IIC進一步確定了由邊緣層,、平臺層和企業(yè)層組成的系統(tǒng)架構(gòu),以及各層包含的軟硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡,。當前,,IIC正致力于參考架構(gòu)的完善和細化,預計2016年中期將發(fā)布參考架構(gòu)V2.0,。

  征集應用案例,,建立垂直領域應用案例分類表

  目前IIC設有22個應用案例,覆蓋先進制造與服務,、智能電網(wǎng),、安全等多個領域,牽頭單位既有GE,、英特爾,、富士通這樣的巨頭,也有一些知名度不高的專業(yè)性企業(yè),。IIC正在建立垂直領域應用案例分類表,,以在參考架構(gòu)下體系化推進應用。

  支持建立測試床,,推進檢驗驗證

  目前IIC已通過11個測試床項目,,涉及高速網(wǎng)絡、半自動貨車運輸和自動駕駛,、工廠設備和工具跟蹤,、預測性維護等。同時,,智能電網(wǎng)和智慧醫(yī)療,、開放水平化測試床三個綜合性的測試床項目已經(jīng)啟動。IIC擬將測試床作為擴展影響的重要途徑,,其正考慮在歐洲,、日本、中國設立國家分部,,以便與國家分部本土產(chǎn)業(yè)充分結(jié)合,,加快推動測試床等建設。

  此外,,IIC還積極推進與國際標準化組織的協(xié)作,目前已梳理了20多個關聯(lián)標準化組織并逐步建立聯(lián)系,。后續(xù)IIC將直接向這些組織反饋標準化需求,,以加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準研制和全球標準化協(xié)作。

  德國建立“工業(yè)4.0平臺”推進頂層規(guī)劃

  德國“工業(yè)4.0平臺”是2013年由德國機械及制造商協(xié)會(VDMA)、德國電氣電子(ZWEI)和信息技術協(xié)會(BITKOM)共同設立,,平臺確定了規(guī)范與標準,、安全、研究與創(chuàng)新三大主題,。2015年4月,,德國經(jīng)濟和能源部、德國教育和研究部共同啟動升級版“工業(yè)4.0平臺”建設,,接管由上述三大協(xié)會負責的工業(yè)4.0平臺,,并公布了現(xiàn)有平臺首期成果。

  建立統(tǒng)一的“工業(yè)4.0”參考體系模型

  該參考體系模型分別從功能視角,、價值鏈視角和工業(yè)系統(tǒng)視角對工業(yè)4.0參考架構(gòu)進行了詳細描述,,其本質(zhì)是從工業(yè)角度出發(fā),結(jié)合已有工業(yè)標準,,將以“信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)”為核心的智能生產(chǎn)功能映射到全生命周期價值鏈和全層級工業(yè)系統(tǒng)中,,突出以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的工業(yè)智能化圖景。

  持續(xù)深入地對標準化問題進行研究

  2013年12月發(fā)布《“工業(yè)4.0”標準化路線圖》,,提出有待標準化的12個重點領域,,包括體系架構(gòu)、用例,、概念,、安全等交叉領域、流程描述,、儀器儀表和控制功能,、技術和組織流程、數(shù)字化工廠等,。2015年4月發(fā)布的《工業(yè)4.0實施戰(zhàn)略》為工業(yè)4.0概念提供直觀展示,,同時也將需要制定的標準數(shù)量進一步聚焦到網(wǎng)絡通信標準、信息數(shù)據(jù)標準,、價值鏈標準,、企業(yè)分層標準等。

  ISO開始探索新的標準化需求

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準化主要涉及國際標準化組織ISO中的TC184和ISO/IEC JTC1兩個技術委員會,。其中TC184為工業(yè)自動化領域的核心標準化組織之一,,在系統(tǒng)集成等方面影響力較大。目前TC184也在積極跟進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新的標準化需求,,如WG10工作組正在推進服務機器人模塊化,、人機協(xié)同安全等標準制定。

  2014年,,ISO/IEC JTC1/SWG3規(guī)劃特別工作組成立了智能機器專題組,,計劃從虛擬個人助理,、智能顧問和先進的全球工業(yè)系統(tǒng)三個領域開展標準化預研。其中,,先進的全球工業(yè)系統(tǒng)源于“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,,目前主要研究對象包括標準化、參考模型以及復雜系統(tǒng)的管理等內(nèi)容,。

  IEC成立專門工作組,,開展策略研究和標準研制

  IEC/TC65是國際電工委員會(IEC)下屬的國際標準化委員會,主要負責制定連續(xù)和批量控制領域用于工業(yè)過程測量和控制的系統(tǒng)和元件方面的國際標準,,具有較高的國際影響力,。為更有效地對接工業(yè)4.0的標準化需求,IEC陸續(xù)成立了一系列專門工作組,,包括IEC/SMB/SG8工業(yè)4.0戰(zhàn)略研究組和IEC/MSB未來工廠白皮書項目組等,,開展與智能制造/工業(yè)4.0相關的戰(zhàn)略研究、體系構(gòu)建和技術標準研制,,目前尚未有相關成果發(fā)布,。

  我國啟動智能制造綜合標準化工作

  為推進我國智能制造標準化工作,2015年2月,,在工信部裝備司指導下,,智能制造綜合標準化工作組成立。目前工作組已經(jīng)形成《智能制造綜合標準化體系建設指南(征求意見稿)》,,并已在工信部相關司局開始意見征求工作,。基于該指南,,智能制造標準立項及研制工作也將啟動,。

  整體上,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準化還處于剛剛起步階段,,標準組織大多采取由上而下的設計方法,,將工作重點放在了路線戰(zhàn)略、參考架構(gòu),、需求用例,、測試床等方面,依據(jù)情況再開展其他具體的標準化工作,,標準化仍然面臨長期的探索研究過程,。然而,我們需要看到國際上產(chǎn)業(yè)推進態(tài)度積極,,包括測試床項目等成果迅速擴展,。我國應加強與國際對接,加大參與力度,,努力掌握主動權和發(fā)言權,,為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術,、產(chǎn)業(yè)發(fā)展營造良好的國際環(huán)境,。


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