【国外主要国家智能制造相关政策梳理4900字】

声明PAGE127国外主要不断推出发展智能制造的新举措，通过政府、行业组织、企业等协同推进，积极培育制造业未来竞争优势。表1-1统计为世界主要国家关于智能制造的相关政策文件。表1-1世界主要国家智能制造相关政策政策名称国家时间政策目标“工业互联网”计划美国2012年以贯穿产品全生命周期的信息数据链驱动工业系统的智能化决策与执行，打通企业设计、制造和服务全流程，打破企业内层级和企业间界限，实现企业资产与运营双重优化，同时创造新的服务价值。“工业4.0”计划德国2013年由分布式、组合式的工业制造单元模块，通过组建多组合、智能化的工业制造系统、应对以制造为主导的第四次工业革命“工业价值链”计划日本2015年通过科技和服务创造新价值，以“智能制造系统”作为该计划核心理念，促进日本经济的持续增长，应对全球大竞争时代“高价值制造”计划英国2014年应用智能化技术和专业知识，以创造力带来持续增长和高经济价值潜力产品、生产过程和相关服务，达到重振英国制造业的目标。“新增长动力规划及发展战略”韩国2009年确定三大领域，推进数字化设计和制造业数字化协作建设，加强对智能制造基础开发的政策支持。“印度制造”计划印度2014年以基础设施建设、制造业和智慧城市为经济改革战略的三根支柱，通过智能制造技术的广泛应用将印度打造成新的全球制造中心。“新工业法国”计划法国2013年通过创新重塑工业实力。1.1美国“工业互联网”计划（1）政策提出背景2011年，美国政府部门发布研究报告，报告中指出美国正在不断丧失其一直保持的制造业领先的地位，这一趋势已经不止局限在在低端制造产品领域，逐步延伸到高端制造领域，这一现象严重削美国本土的创新控制能力。当然，美国在信息技术纳米技术等领域仍然保有较大的领先优势。因此，将各领域先进技术与工业制造技术相结合，推动再工业化成为美国重塑竞争优势的主要方向，先进制造战略、工业互联网应运而生。（2）政策具体内容美国产业界于2012年提出工业物联网概念，主要包括以下几方面内容：①对机器设备的智能化改造。通过对机器设备添加传感和控制器件，使机器设备可感知、可联网和可控制，企业管理者可以通过软件灵活调度生产能力，实现敏捷制造和大规模定制生产。②对数据链信息的建模、应用和产业化。通过将机器运转参数、生产经验、海量供应商和市场信息等模型化，开发多用途工业互联网软件控制应用，实现对机器设备的精确控制，并进一步将软件应用打造成服务产品，创造新价值。③对软件应用的平台化无缝集成。实现从生产单元到工厂、从供应链管理到用户服务管理、从生产控制系统到IT系统的无缝集成，打破信息感知、传递、处理与反馈的障碍，彻底消除信息不对称，实现整个工业系统的开放与智能。2015年初由GE主导的工业互联网联盟（IIC）发布了《迈出工程化第一步》，提出工业互联网的总体参考架构，其核心是以信息技术在工业中的应用为主视角，将信息技术对工业的作用领域划分为八个层次，如图1-1所示。图1-1美国工业互联网参考架构第一层是物理系统，包括存储器、芯片、执行设备等物理硬件；第二层是作用于底层物理系统的信息感知和指令执行层，包括传感器与控制器，用于对物理设备的信息进行采集，并精确响应上层控制指令；第三层是边缘聚合、分析与控制，其“边缘”主要针对的是机器设备层进行的数据分析与决策控制，由于海量数据信息难以全部通过网络进行集中汇集，因此“边缘”的计算和控制对于工业互联网而言至关重要；第四层是设备管理，主要指基于X.509证书的机器设备的调配和管理，通过标准化的信息技术提高设备使用效率；第五层和第六层分别是数据服务和分析服务，主要是指对底层关键信息数据的提取、语义信息过滤、存储处理，通过模型化的高级分析挖掘数据的价值；第七层是工业应用与整合，主要是基于数据分析实现工业应用的开发、调试、部署与整合，促进机器设备与工业应用软件的协作；第八层是工业生产延伸出的商业服务，最终形成由物理系统到商业系统的完整工业生态系统。（3）对质量管理的要求由政策具体内容可以看出，美国“再工业化”政策将质量管理摆在重要位置，进一步通过法律手段加强质量监管和督促质量提升。美国的质量管理呈现以下三个特点：风险驱动、独立监管、共同治理。美国政府的质量监管部门，并不同于通常意义上所理解的政府机构，而是一类具有极大独立性的特殊政府部门，这是为了适应质量安全风险管理的专业需要，使其可以不受干预的履行自己的职责，美国并没有因为质量安全的公共性就固守于政府的单一管理，而是与其他市场主体、社会组织共同对质量安全进行治理，这是美国政府质量管理体制的一个重要特征。综合来看，美国的智能制造相关政策对质量管理提出了如下要求：构建完善产品质量安全处理机制。虽然美国产品也经常发生质量安全事件，但在成熟的产品召回制度、国家质量奖励制度和产品质量认证制度的支持下，能够及时采取相应措施降低事件影响。重视风险管理理念，监管以预防为主，注重对产品质量安全事故的统计分析。构建公正透明的产品质量监管体系。美国并没有因为质量安全的公共性就固守于政府的单一管理，而是与其他市场主体、社会组织共同对质量安全进行治理。在政府的质量安全监管中进行市场化的改革，与市场、社会等多元主体协同开展质量共同管理。1.2德国“工业4.0计划”（1）政策提出背景德国一直重视制造业的发展，制造业长期以来一直是德国经济发展中的核心，无论外界环境如何改变，国际局势如何发展，德国制造业始终是国家振兴的中流砥柱。即使是在西方其他国家竞相发展金融创新时，德国仍将主要精力放在制造业的产品质量与技术水平的提高上，使德国具备了抵御金融危机冲击的坚实产业基础。（2）政策具体内容德国工业4.0政策中重点提出了五条内容：始终坚持制造业立国、坚持质量为先、坚持创新、坚持“双轨制”教育体系、坚持专注、精益求精的民族文化，如表1-2所示。表1-2德国工业4.0计划主要内容概括内容一个核心“智能+网络化”，即通过虚拟网络—实体物理系统（CPS），构建智能工厂，实现智能制造双重战略“领先的供应商战略”和“领先的市场战略”三大集成企业内部灵活且可重新组合的网络化制造体系纵向集成通过价值链及网络实现企业间横向集成贯穿整个价值链的端到端的工程数字化集成八项举措实现技术标准化和建设开放标准的参考体系；通过建立模型来管理复杂的系统；提供综合的工业宽带基础设施体系；建立安全保障机制；创新工作组织和设计方式；重视培训和持续的职业发展；健全规章制度；提升资源效率工业4.0的概念旨在以RAMI4.0模型为形式，制定数字化描述规则，用来描述贯彻整个全生命周期的技术对象和价值链变化，如图1-2所示。图1-2德国工业4.0架构图RAMI4.0（ReferenceArchitectureModelIndustrie4.0）即工业4.0参考架构模型，是从产品生命周期/价值链、层级和架构等级三个维度，分别对工业4.0进行多角度描述的一个框架模型。它代表了德国对工业4.0所进行的全局式的思考。有了这个模型，各个企业尤其是中小企业，就可以在整个体系中，寻找到自己的位置。也就是说，在对工业4.0的讨论中需要考虑不同的对象和主体。其对象既包括工业领域不同标准下的工艺、流程和自动化；也包括信息领域方面，信息、通信和互联网技术等。为了达到对标准、实例、规范等工业4.0内容的共同理解，需要制定统一的框架模型作为参考，对其中的关系和细节进行具体分析。在德国工业4.0的工作组的努力和各种妥协之下，2015年3月，德国正式提出了工业4.0的参考架构模型（RAMI4.0）。RAMI4.0的第一个维度，是在IEC62264企业系统层级架构的标准基础之上（该标准是基于普度大学的ISA-95模型，界定了企业控制系统、管理系统等各层级的集成化标准），补充了产品或工件的内容，并由个体工厂拓展至“连接世界”，从而体现工业4.0针对产品服务和企业协同的要求。第二个维度是信息物理系统的核心功能，以各层级的功能来进行体现。具体来看，资产层是指机器、设备、零部件及人等生产环节的每个单元；集成层是指对一些传感器和控制实体等；通信层是指的是专业的网络架构等；信息层是指对数据的处理与分析过程；功能层是企业运营管理的集成化平台；商业业务层是指各类商业模式、业务流程、任务下发等，体现的是制造企业的各类业务活动。第三个维度是价值链，即以产品全生命周期视角出发，描述了以零部件、机器和工厂为典型代表的工业要素从虚拟原型到实物的全过程。具体体现为三个方面：一是基于IEC62890标准，将其划分为模拟原型和实物制造两个阶段。二是突出零部件、机器和工厂等各类工业生产部分都要有虚拟和现实两个过程，体现了全要素“数字孪生”特征。三是在价值链构建过程中，工业生产要素之间依托数字系统紧密联系，实现工业生产环节的末端链接。此处我们以机器设备为例，虚拟阶段就是一个数字模型的建立包含了建模与仿真。在实物阶段主要就是实现最终的末端制造。目前公布的RAMI4.0已经覆盖有关工业网络通信、信息数据、价值链、企业分层等领域。对现有标准的采用将有助于提升参考架构的通用性，从而能够更广泛地指导不同行业企业开展工业4.0实践。图1-3工业4.0组件管理壳及OPCUA实现（3）对质量管理的要求其中，将质量管理作为重要发展内容，可见一向以质量优良著称的德国，在智能制造的大背景下依然非常重视质量管理。德国产品质量享誉世界成为其保持强劲国际竞争力的保障。德国提升制造业产品质量的做法包括：建立完备的法律法规、标准、认证等制度体系；形成产品质量事前管理、事中监控、事后处理的一整套程序；建立严格的产品质量监管体系，通过企业自我检测、独立中介机构检验检测、政府检验检测层层把关；建立配套的标准、检测、认证中介服务体系，提供公平、公正的服务等。1.3日本“工业价值链”计划（1）政策提出背景与德国类似制造业是日本经济发展的核心。2015年日本提出工业价值链计划，应对工业互联的升级浪潮中，需对企业正在聚焦于内部的互联互通的问题，日本产业界另辟蹊径，致力于探讨企业的相互连接问题，从而提出工业价值链计划。（2）政策具体内容IVRA（日本工业价值链协会）提出了一种可互联的智能制造单元（SmartManufacturingUnit，SMU）作为描述制造活动的基本组件，并从资产、活动、管理的角度对其进行了详细的定义，如图1-4所示。SMU的建模方法，不是单纯地将智能制造技术对应至模型中，而是更多地融入了先进的管理思想（例如PDCA等），突出了SMU的资产价值属性，体现了伴随制造过程的价值变化。同时，兼顾制造的过程与结果，明确了人员在制造体系中的重要作用。图1-4工业价值链计划提出的智能制造三维模型SMU从工程知识流、供应需求流和层次结构三个方面构建了通用功能模块（GeneralFunctionBlocks，GFB），并在各流的交汇处实现了对SMU的功能定义。通过多个SMU的组合，不仅可以全方位地展现制造业产业链和工程链情况，也可以根据需要体现企业的单项优势。在GFB的建模过程中，将工程/知识流作为一个单独维度论述，其中包括了市场营销和设计、建设与实施、制造执行、维护和修理、研究与开发过程中积累的专业知识和经验，突出了专家知识库对制造过程的重要影响。利用便携装载单元（PortableLoadingUnit，PLU），在保证安全和可追溯的条件下，可实现不同SMU之间的资产转移，模拟了制造活动中物料、数据等有价资产的转化过程，从而真实地反映了企业内和企业间的价值转换情况，充分体现了价值链的思想，如图1-6所示。图1-5智能制造通用功能模块（GFB）图1-6工业价值链提出的装载单元模型“工业价值链”计划坚持人员是制造过程中的关键因素。所构建的信息物理平台中，不仅能够实现物理设备和信息数据的实时有效关联，而且将人视为信息和物理世界映射过程中的重要元素，充分考虑了人在制造活动中的地位和作用，使“人员”有机参与到“制造活动