智能製造基礎共性標準研究成果(一)（簡體書）

2015年開始，工業和信息化部與財政部共同實施了“智能製造綜合標準化與新模式應用”專項行動。專項行動包括智能製造綜合標準化和新模式應用兩部分內容。本系列叢書是2015年專項中智能製造綜合標準化的部分研究成果。叢書分為三冊，其中基礎共性標準成果兩冊，行業應用標準成果一冊。 本書是叢書的第一冊，收錄了16項智能製造基礎共性標準，是針對智能工廠/數字化車間這一領域的研究成果。

為全面貫徹落實《中國製造2025》的總體部署及《國家智製造標準體系建設指南（2015年版）》的要求，加快推進智能製造標準體系建設，加強部門間統籌協調，有效整合國內智能製造標準化組織機構，發揮標準化各利益相關方的積極作用，引領中國製造轉型升級、提質增效，國家標準化管理委員會、工業和信息化部會同國家發展和改革委員會、科技部、財政部、中國工程院等有關部門，組織全國專業標準化技術委員會、研究機構、企業、專家成立國家智能製造標準化協調推進組、總體組和專家諮詢組。
國家智能製造標準化總體組的職責是在國家智能製造標準化協調推進組的指導下開展智能製造標準化工作，負責擬定我國智能製造標準化規劃、體系和政策措施，協調智能製造相關國家標準的技術內容和技術歸口，開展智能製造國家標準試點示範、應用實施、宣貫培訓等工作，組織參與智能製造國際標準化工作並開展國際標準化交流與合作。

編 者 按
2015年開始，工業和信息化部與財政部共同實施了《智能製造綜合標準化與新模式應用》專項行動，專項包括智能製造綜合標準化和新模式應用兩部分內容。本系列叢書是2015年專項中智能製造綜合標準化的部分研究成果。叢書分為三冊，基礎共性標準成果兩冊，行業應用標準成果一冊。本書是叢書的第一冊，收錄了16項標準成果，每項成果均按照GB/T 1.1―2009《標準化工作導則 第1部分：標準的結構和編寫》的要求進行編寫。
此次出版的標準研究成果符合國家標準化委員會與工業和信息化部2015年發佈的《智能製造標準體系建設指南》。根據專項的考核目標，標準的研究成果是形成標準草案，在此基礎上再申報國家標準或者行業標準立項。目前，已有一部分成果完成國家標準或者行業標準的立項，也有不少成果已經在企業中得到應用。
按照工業和信息化部發佈的“智能製造綜合標準化和新模式管理辦法”規定，專項標準的研究過程須經過三次技術審查。審查專家組由該領域的技術專家和標準化專家組成，其中至少包含兩名國家智能製造標準化專家諮詢組的專家。每次審查會都形成會議紀要、專家審查意見及專家審查意見匯總處理結果。所形成的標準（草案）還必須經過驗證，由專項的項目承擔單位建設驗證平臺，並在一個以上的企業現場創建驗證環境（2016年以後要求在三個以上的企業現場搭建驗證環境）。通過舉證、平臺、現場三種驗證方式，使驗證覆蓋標準（草案）的全部內容，從而保證了標準（草案）有較好的完整性、準確性和可操作性。
智能製造標準的特點是綜合性非常強，不但在內容上要將設計、製造、通信、軟件、管理等多個領域的技術融合在一起，而且還要進行全面的驗證，所以技術難度是很大的。這也是對標準化工作一個新的挑戰。感謝專項的承擔單位、參研單位和眾多的技術專家，付出了巨大的努力，克服了很多困難，最終取得了較好的成果。
希望本叢書的出版能對業界推進企業智能製造轉型升級有所幫助，並希望大家對叢書的內容提出寶貴的意見。

《智能製造綜合標準化專項研究成果叢書》編委會
2018年9月

目 錄
成果一 智能製造 系統架構 1
引言 2
1　範圍 3
2　規範性引用文件 3
3　術語和定義 3
4 縮略語 5
5　智能製造的系統架構 6
6　系統架構三維度之間的關係 10
附錄A（資料性附錄）智能製造系統架構使用示例 14
附錄B（資料性附錄）已發佈、制定中的智能製造基礎共性標準和關鍵技術標準
在智能製造系統架構中的位置 17
附錄C（資料性附錄）系統架構應用案例一：離散型製造企業 29
附錄D（資料性附錄）系統架構應用案例二：流程型製造企業 37
附錄E（資料性附錄）系統架構應用案例三：混合型製造企業 40
參考文獻 46

成果二 智能工廠通用技術要求 47
引言 48
1　範圍 49
2　規範性引用文件 49
3　術語和定義 49
4　縮略語 52
5　總則 52
6　智能設計 54
7　智能生產 56
8　智能服務 59
9　智能管理 61
10　系統集成 62
成果三 數字化車間 術語和定義 67
引言 68
1　範圍 69
2　規範性引用文件 69
3　通用術語 69
4　基礎設施類術語 73
5　功能類術語 75
6　系統集成類術語 82

成果四 數字化車間 通用技術要求 85
引言 86
1　範圍 87
2　規範性引用文件 87
3　術語和定義 87
4　縮略語 90
5　體系結構 90
6　基本要求 92
7　基礎層數字化要求 93
8　工藝設計數字化要求 93
9　車間信息交互 94
10　製造運行管理數字化要求 94
附錄A（資料性附錄）典型電氣產品數字化車間應用案例 104
附錄B（資料性附錄）數字化車間合理化生產線設計案例 111
附錄C（資料性附錄）數字化製造設備典型配置與功能 114
附錄D（資料性附錄）數字化車間的安全管理示例 122
附錄E（資料性附錄）數字化車間信息處理案例 125

成果五 基於OPC UA的數字化車間互聯網絡架構 129
引言 130
1　範圍 131
2　規範性引用文件 131
3　術語、定義和縮略語 131
4　數字化車間互聯網絡層次結構 133
5　數字化車間互聯網絡信息流 134
6　基於OPC UA的數字化車間互聯網絡架構 136
附錄A（資料性附錄）OPC UA協議規範與技術概述 142
附錄B（資料性附錄）OPC UA開發實現 147
附錄C（資料性附錄）OPC UA的兼容性 154
參考文獻 158

成果六 工業控制網絡通用技術要求 有線網絡 159
引言 160
1　範圍 161
2　規範性引用文件 161
3　術語、定義和縮略語 162
4　概要 163
5　工業控制網絡設備通信質量保障性要求 163
6　工業控制網絡通信性能要求 164
7　工業控制網絡功能要求 166
附錄A（資料性附錄）常用工業控制網絡 169
附錄B（規範性附錄）工業控制設備常用EMC檢測項要求及相關標準 170
附錄C（資料性附錄）工業控制信息安全常用標準 171
附錄D（資料性附錄）PROFINET網絡性能設計示例 172

成果七 智能製造測控裝備分類和編碼 175
引言 176
1　範圍 177
2　規範性引用文件 177
3　術語和定義 177
4　分類基本原則 177
5　測控裝備的分類方法 178
6　測控裝備分類編碼 180
附錄A（規範性附錄）智能製造測控裝備的分類代碼表 182
附錄B（資料性附錄）最終控制元件代碼對照表 194
參考文獻 196

成果八 智能製造測量裝備 語義化描述和數據字典 通用要求 197
引言 198
1　範圍 199
2　規範性引用文件 199
3　術語、定義和縮略語 199
4　屬性列表的結構元素和結構概念 205
5　屬性列表的類型 210
6　結構和事務數據 230
7　語義化描述 233
附錄A （規範性附錄） 屬性列表的概念模型 234
附錄B （資料性附錄） LOP的用法 237
附錄C （資料性附錄） 用於工程的實例 244
附錄D （資料性附錄） 資源描述框架示例 249

成果九 製造裝備集成信息模型 第1部分：通用建模規則 251
引言 252
1　範圍 253
2　術語、定義和縮略語 253
3　總則 255
4　信息模型定義 258
5　數據類型 265
6　製造裝備信息模型統一描述 266
附錄A（規範性附錄）數據類型索引號 276
附錄B（資料性附錄）基於OPC UA的信息模型的使用方法 277
附錄C（資料性附錄）貼片機信息模型 280
參考文獻 286

成果十 製造裝備集成信息模型 第2部分：數控機床信息模型 287
引言 288
1　範圍 289
2　規範性引用文件 289
3　術語、定義和縮略語 289
4　數控機床信息模型架構 290
5　數控機床信息模型組成 291
6 屬性與屬性元素 307
7 屬性的類型 309
參考文獻 313
?
成果十一 製造裝備集成信息模型 第3部分：工業機器人信息模型 315
引言 316
1　範圍 317
2　規範性引用文件 317
3 術語、定義和縮略語 317
4 工業機器人信息模型架構 318
5 工業機器人信息模型組成 320
6 屬性與屬性元素 348
7 屬性的類型 350
附錄A（資料性附錄）連杆型工業機器人工作空間描述 354
附錄B（資料性附錄）基於工業機器人信息模型的運動學建模過程描述 355
附錄C（資料性附錄）基於工業機器人信息模型的動力學建模過程描述 357
附錄D（規範性附錄）基於OPC UA的工業機器人信息模型集成方法 358
參考文獻 361

成果十二 用於數字化車間生產的射頻識別（RFID）系統通用技術要求 363
引言 364
1 範圍 365
2 規範性引用文件 365
3 術語和定義 365
4 系統組成 366
5 RFID標簽要求 367
6 RFID讀寫器要求 369
7 數據采集接口 372
8 數據管理平臺 376
9 數字化車間應用系統 377
附錄A（資料性附錄）用於數字化車間的RFID系統應用場景 378

成果十三 用於數字化車間生產的二維碼系統通用技術要求 381
引言 382
1 範圍 383
2 規範性引用文件 383
3 術語和定義 383
4 系統組成 383
?
5 二維碼要求 384
6 識讀設備要求 385
7 賦碼設備要求 387
8 編碼規則 390
9 識讀設備接口 390
10 賦碼設備接口 391
11 數據管理平臺 394
12 數字化車間應用系統 394
13 數字化車間二維碼系統與應用系統的接口要求 394
附錄A （資料性附錄）用於數字化車間的二維碼系統應用場景 396

成果十四 智能製造能力成熟度要求 399
引言 400
1 範圍 401
2 規範性引用文件 401
3 術語和定義 401
4 概述 401
5 一級 402
6 二級 405
7 三級 408
8 四級 412
9 五級 416

成果十五 智能製造能力成熟度評估指南 421
引言 422
1 範圍 423
2 規範性引用文件 423
3 術語和定義 423
4 評估過程 424
附錄A（資料性附錄）智能製造能力成熟度模型評估域權重值的計算方法 428
附錄B （資料性附錄）智能製造能力成熟度評估案例 432
參考文獻 434
?
成果十六 智能製造能力成熟度模型 435
引言 436
1 範圍 437
2 術語和定義 437
3 成熟度模型 437
4 應用 439