中國實施《中國制造2025》是要解決工業(yè)生產(chǎn)制造中的質(zhì)量和效率問題。效率包括勞動生產(chǎn)效率、能源利用效率、資源利用效率等等。中國實施《中國制造2025》選擇了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化作為突破口。這同樣面臨了一系列極具挑戰(zhàn)的標(biāo)準(zhǔn)化問題。

極具挑戰(zhàn)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)化問題

任正非在論及互聯(lián)網(wǎng)的作用時有句名言，也是大實話：“我們認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)并沒有改變事物的本質(zhì)。現(xiàn)在汽車首先必須是汽車，豆腐必須是豆腐。”把這句話推廣到智能制造領(lǐng)域，可以得出以下的結(jié)論：在實現(xiàn)工業(yè)4.0和智能制造中，機(jī)械工程、工業(yè)工程和自動化工程的變革是其必要條件，信息工程技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)制造模式中的應(yīng)用則是其充分條件，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)是實現(xiàn)工業(yè)4.0和智能制造的唯一途徑。

信息技術(shù)為智能制造提供了充分的手段和實現(xiàn)的途徑，但智能的內(nèi)涵（包括智能賴以實現(xiàn)的架構(gòu)、智能功能、智能算法……）還是要從制造過程去提煉和開發(fā)。因此在構(gòu)建智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系框架時，應(yīng)充分考慮上述工程學(xué)科的相互關(guān)系，防止頭重腳輕、以偏概全或重點倒置。

智能制造對跨越不同領(lǐng)域的集成、跨多級分層結(jié)構(gòu)邊界的集成，以及對生命周期不同階段的集成要求達(dá)到空前的程度。因此，智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系的重點之一應(yīng)該是建立上述方面無縫集成的標(biāo)準(zhǔn)。無縫集成涉及到的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)有：通信接口標(biāo)準(zhǔn)、制定不同領(lǐng)域和不同行業(yè)的語義標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)規(guī)范、實現(xiàn)橫向集成和垂直集成的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)……這些方面國際標(biāo)準(zhǔn)和國外標(biāo)準(zhǔn)大都還處于開發(fā)階段，缺乏成熟的定論，因此需要搜索和調(diào)研。

在傳統(tǒng)上，制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)常常是主要開發(fā)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，而且國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織IEC在制定標(biāo)準(zhǔn)時，以安全性和兼容性為導(dǎo)向。但現(xiàn)在智能制造必須在系統(tǒng)的方法和面向應(yīng)用的全球解決方案的基礎(chǔ)上加以理解，并在此基礎(chǔ)上開展標(biāo)準(zhǔn)化活動。為此，IEC作為制定國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)頭羊進(jìn)行了深入的反思。IEC傳達(dá)的訊息在于，必須從系統(tǒng)入手，深入到部件，而不是像目前一樣從獨立的產(chǎn)品入手再逐漸進(jìn)入系統(tǒng)。在有必要時，即在為新的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)做準(zhǔn)備時，必須重新探討和評估既有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系是否需要修訂或重新制定。解決方案要根據(jù)市場需求來確定，標(biāo)準(zhǔn)化的首要工作就是留意并提出市場相關(guān)的問題，以期理解并描繪 系統(tǒng)所要求的解決方案，同時確定這些解決方案的哪些方面屬于IEC的范疇。然后再邀請所有相關(guān)組織，共同制定出解決方案，并最終規(guī)定IEC范疇中對于這些解決方案所需的服務(wù)和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化要求。我國智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)學(xué)習(xí)這種思路和方法。

在應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上制定智能制造的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

為了說明特定領(lǐng)域或特定行業(yè)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化的需要，可在現(xiàn)有系統(tǒng)范圍的基礎(chǔ)上通過“應(yīng)用案例”來辨認(rèn)其中具有在工業(yè)4.0發(fā)展階段或智能制造對該行業(yè)或領(lǐng)域的特征要求。對所辨認(rèn)的應(yīng)用案例的實質(zhì)性和代表性取得一致意見，具有決定性的重要意義。基于這個理由，在達(dá)到協(xié)商一致的標(biāo)準(zhǔn)化過程中應(yīng)該開發(fā)、發(fā)掘和公布“應(yīng)用案例”。

“use case”這個專用名詞最早出現(xiàn)于軟件工程學(xué)科，在通用建模語言UML中將其譯為“用例”或“用況”。在軟件工程中，用例是一種在開發(fā)新系統(tǒng)或者軟件改造時捕獲潛在需求的技術(shù)。每個用例提供了一個或多個場景，該場景揭示了系統(tǒng)是如何同最終用戶或其它系統(tǒng)交互的，從而獲得一個明確的業(yè)務(wù)目標(biāo)。在制定智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系時，借鑒這一概念是十分有益的。

工業(yè)自動化一個重要的特征就是，通過努力使自動化的部件達(dá)到商業(yè)意義上的質(zhì)量，以致盡可能多的覆蓋和滿足各類工業(yè)的要求。要達(dá)到這一點，一方面要求平衡不同工業(yè)門類對自動化部件要求的差異性，另一方面又必須通過調(diào)整或改變參數(shù)等措施滿足客戶的差異性要求。在硬件上，客戶既希望這些自動化部件盡量具備軍工產(chǎn)品質(zhì)量的魯棒性，又希望價格盡量便宜到消費(fèi)品的水平。顯然，在開發(fā)階段要使這二者統(tǒng)一起來，通常是困難的。在智能制造、智慧工廠、工業(yè)4.0中，集成是一大關(guān)鍵。在其發(fā)展探索的過程中，先在實踐中采用合理綜合、集成應(yīng)用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)等方法，事實證明是可行、可信的途徑。

在制定標(biāo)準(zhǔn)時，重視應(yīng)用案例的目的就是要從應(yīng)用案例的個案中發(fā)掘出共性的核心標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，同時又不失于可滿足個性需求的適應(yīng)性方法。借鑒自動化工業(yè)在長期實踐中運(yùn)用的開發(fā)硬件的思路和路徑，在選擇應(yīng)用案例的時候，應(yīng)該盡可能考慮選擇具有典型的通用意義，同時又能作為實現(xiàn)特定技術(shù)和特定產(chǎn)品的基礎(chǔ)案例。

首先需要收集相關(guān)案例，這些案例是在一定數(shù)量的企業(yè)在探索 智能制造的實踐中已經(jīng)有了實用的基礎(chǔ)上加以篩選。然后對多個應(yīng)用案例進(jìn)行分析，根據(jù)其應(yīng)用特征、應(yīng)用行業(yè)、 應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行分組構(gòu)成集群，接著定義要求形成案例。從應(yīng)用和技術(shù)細(xì)節(jié)的觀點借助于案例、角色、數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，抽象的過程必須依照參考架構(gòu)模型，最后才有可能依據(jù)這許多經(jīng)過抽象的內(nèi)容制定完整的標(biāo)準(zhǔn)。

在今年工信部征集智能制造標(biāo)準(zhǔn)化項目的時候，筆者建議制定智能工廠運(yùn)營管理的標(biāo)準(zhǔn)，目的就是希望能夠通過 運(yùn)用“應(yīng)用案例”的方法，讓多個有實力有競爭力的單位， 在原來已經(jīng)在智能工廠的建設(shè)中有了一定積累的條件下，探索如何實現(xiàn)智能工廠運(yùn)營管理。這是因為在智能工廠建成以后，其價值鏈體現(xiàn)于企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展和競爭力。這一目標(biāo)的實現(xiàn)核心在于，在長期運(yùn)營過程中保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和持續(xù)提升、嚴(yán)格的控制成本、縮短交付期、增強(qiáng)生產(chǎn)組織的靈活性，優(yōu)化資源配置、材料利用和能源效率。只有全面實現(xiàn)了上述目標(biāo)，企業(yè)才能快速響應(yīng)市場需求和供應(yīng)鏈的變化，把產(chǎn)品的創(chuàng)新、生產(chǎn)制造系統(tǒng)的創(chuàng)新和靈活組織高質(zhì)量產(chǎn)品的批量生產(chǎn)、客制化制造和小批量多品種生產(chǎn)完美結(jié)合起來。就長期的效果來講，智能工廠的建成僅僅是創(chuàng)建了智能制造的基礎(chǔ)和條件，保證智能工廠的運(yùn)營管理全面高效的實現(xiàn)，才有可能迅速達(dá)到建設(shè)智能工廠的初衷，為《中國制造2025》做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。因此，僅有智能工廠建設(shè)的導(dǎo)則，而沒有智能工廠運(yùn)營管理的導(dǎo)則，顯然是不完整的。

果不其然，在已經(jīng)公示的今年智能制造標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)項目中，涉及運(yùn)營管理的就達(dá)十余個，分布于許多不同的行業(yè)。說實話，這只能說是起步。如果經(jīng)過幾年的歷練和積累，將來能在這些應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上抽象出通用的智能工廠運(yùn)營管理標(biāo)準(zhǔn)，那才是我國在智能制造上邁出了一大步。