2020年3月30日-4月3日,智能制造核心国际标准化组织IEC/TC65(工业过程测量、控制和自动化技术委员会)2020年会以网络会议形式成功召开。期间举行了TC65全会及其4个分技术委员会年会。来自中国、德国、法国、美国、日本、英国、意大利、芬兰,丹麦、荷兰、加拿大、韩国等23个国家的100余位代表参会。本次年会原定于在荷兰代尔夫特召开,后因疫情影响改为网络会议。作为IEC/TC65的国内技术对口单位,机械工业仪器仪表综合技术经济研究所(以下简称“仪综所”)组织来自华为技术有限公司、上海工业自动化仪表研究院、重庆邮电大学等单位的8名行业专家组成中国代表团,由欧阳劲松所长任团长,全程参加了本次网络会议。
图1网络会议现场
IEC/TC65是智能制造国际标准化的核心技术组织,也是IEC规模最大的技术委员会,专家成员1600多人次。IEC/TC65下设4个分技术委员会,共有59个技术工作组开展相关标准制定工作,现行国际标准379项。
为满足智能制造发展新需求,推进协调统一的全球智能制造技术和标准体系建立,促进网络技术和信息技术在制造业中的应用,在IEC/TC65成立了JWG21(智能制造参考模型)、WG23(智能制造框架和系统架构)、WG24(资产管理壳)、WG13(数字3D工厂)等多个智能制造专题工作组(见图2红色框)。此外,IEC/TC65中近30个工作组涉及智能制造核心技术要素,如模块化类型封装、工业网络、可靠性、预测性维护、工业信息安全及功能安全、公共数据字典、系统集成(FDT、EDDL、FDI、OPCUA)等。
图2IEC/TC65体系结构图
本次IEC/TC65年会总结了自2018年全体会议以来的工作情况,共形成52项决议,对正在进行的94项标准进行了总结梳理,并围绕智能制造创新技术应用情况、制造业产业链的实际需求,以及各国为应对新一轮技术变革提出的国际标准需求等一系列关键议题展开了热烈讨论。仪综所丁露博士、王成城工程师作为TC65/WG22(自动化设备和系统可靠性)、SC65E/WG12(预测性维护)工作组召集人,在会议期间做专题报告,汇报工作组进展和后续计划,得到秘书处和与会专家的高度评价。
01
智能制造顶层设计进入全球协同进程
IEC/TC65/JWG21提出《基于元数据分析的智能制造参考模型》技术报告,分析了国际上现有的近二十个参考模型,提出基于元数据的描述方式(见图3);下一步将继续开展《统一智能制造参考模型》国际标准的制定工作,明确智能制造参考模型要求与规范,该标准近期将启动为期8周的NP立项投票。
图3基于元数据模型的智能制造参考模型
IEC/TC65/WG23正在制定IEC63283系列标准,包括《智能制造第1部分:术语和定义》、《智能制造第2部分:用例》、《智能制造第3部分:信息安全建议》的征求意见文件(CD),并继续推进智能制造功能安全建议、新技术应用、影响智能制造的创新技术分析等相关工作。
图4IEC63283系列标准
02
智能制造关键核心技术标准持续推进
IEC/TC65/WG16正在加紧制定IEC62832《数字工厂框架》系列三部分标准,分别为一般原则、模型要素、数字工厂在生产系统生命周期管理中的应用,预计2021年初正式发布。
图5数字工厂模型表示
WG24正在制定IEC63278-1《工业应用资产管理壳第1部分:管理壳结构》,规定了智能制造中资产管理壳的结构,定义了如何在信息世界中通过包含结构、属性和服务的管理壳来表示真实世界的资产,预计今年10月进入征求意见阶段(CD)。
图6产品和生产生命周期中的管理壳
IEC/SC65C/MT9和IEEE802.1TSN组成联合项目组PT60802,联合起草IEC/IEEE60802《用于工业自动化的时间敏感网络(TSN)行规》国际标准,目前该标准在征求意见阶段(3CD),预计2021年发布。
此外,持续推进公共数据字典(IEC61987)、OPCUA(IEC62541)、设备与系统可靠性(IEC63164)、工控信息安全(IEC62443)、功能安全(IEC61508)等智能制造核心技术国际标准制修订工作。
03
加快新技术应用标准制定,贡献中国智慧
IEC/TC65积极部署制定人工智能、边缘计算、工业物联网/互联网、数字孪生、5G、区块链等新技术用于智能制造领域的国际标准研究,在TC65/WG23下成立专题任务组(TF5),由仪综所丁露博士牵头,开展相关技术研究和标准需求分析,并形成研究报告。在TC65/JWG21下成立数字孪生和管理壳任务组(TF8),提出数字孪生的边界,评估数字孪生与智能制造参考模型的关系,为IEC/TC65与ISO/TC184后续成立数字孪生联合工作组明确任务和工作范围。
图7数字孪生管理范围
作为人工智能技术在工业领域的典型应用,我国提出的《工业自动化设备和系统预测性维护》国际标准提案于2019年通过NP立项投票,成立SC65E/WG12预测性维护工作组,由仪综所王成城工程师担任工作组召集人,成为人工智能应用于智能制造设备运维领域的首项国际标准。
图8预测性维护工作过程
与此同时,仪综所组织行业相关单位,基于科技部国家重点研发计划、工信部智能制造综合标准化与新模式应用项目等研究成果,结合国内智能制造技术推进过程的应用需求,将《工业自动化设备和系统可靠性》、《工业自动化设备及系统预测性维护》、《工业控制系统功能安全与信息安全的全生命周期要求》、《工业通信网络宽带现场总线规范AUTBUS》等33项国际标准草案贡献给IEC/TC65,其中已发布16项,并将我国智能制造系统架构融入国际智能制造参考模型。会议期间,作为IEC/TC65和IEC/SyCSM(智能制造系统委员会)国内技术对口单位,仪综所积极调动国内专家资源,充分发挥前期建立的国际合作机制,深度参与积极沟通,得到各国专家的认可,为将我国技术研究和标准化成果纳入IEC标准体系发挥了重要作用。今后,仪综所将继续践行以高标准引领制造业高质量发展的指导思想,为工业自动化和智能制造领域的国际标准化工作贡献更多中国智慧。
注:在IECTR63283-1《智能制造第1部分:术语和定义》(技术报告)中对智能制造给出了初步定义,后续还将继续修改完善。
Smartmanufacturing
Manufacturingthatimprovesitsperformanceaspectswithintegratedandintelligentuseofprocessesandresourcesincyber,physicalandhumanspherestocreateanddeliverproductsandservices,whichalsocollaborateswithotherdomainswithinenterprises'valuechains.
Note1toentry:Performanceaspectsincludeagility,efficiency,safety,security,sustainabilityoranyotherperformanceindicatorsidentifiedbytheenterprise.
Note2toentry:Inadditiontomanufacturing,otherenterprisedomainscanincludeengineering,logistics,marketing,procurement,salesoranyotherdomainsidentifiedbytheenterprise.
智能制造
通过集成化和智能化使用网络、物理实体和人员各维度的过程和资源来生成和提供产品与服务,以提升制造性能,同时与企业价值链中的其它环节进行协作的制造业。
注1:性能包括敏捷、效率、功能安全、信息安全、可持续,或企业指定的其它性能指标。
注2:在制造业之外的其它环节包括工程设计、物流、市场推广、采购、销售或企业指定的其它方面。