IEC 81346-142026 工业系统、装置和设备以及工业产品 结构原理和参考名称 第14部分制造和加工系统标准立项发展报告

工业系统、装置和设备以及工业产品结构原理和参考名称第14部分：制造和加工系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:IndustrialSystems,InstallationsandEquipmentandIndustrialProducts—StructuringPrinciplesandReferenceDesignations—Part14:ManufacturingandProcessingSystems摘要随着全球制造业向数字化、网络化和智能化方向快速发展，工业系统及其组成单元的结构化描述与参考命名已成为支撑工程全生命周期管理的关键基础性技术工作。IEC81346系列标准作为工业系统结构原理与参考名称的基础性国际标准，为各工业领域提供统一的结构化建模方法和参考命名规则。本报告围绕IEC81346-14:2026《工业系统、装置和设备以及工业产品结构原理和参考名称第14部分：制造和加工系统》的立项背景、技术内容、适用范围及其对制造业数字化转型的支撑作用进行了系统阐述。该标准首次针对制造和加工系统建立了专门的结构化原理应用框架和参考名称规则，填补了通用标准在离散制造与流程加工领域细化应用的空白。报告重点分析了标准在系统结构建模、参考名称编制、跨系统信息交换及数字孪生应用等方面的技术要点，并结合当前国际标准化发展趋势，对该标准的推广应用前景进行了展望。本报告认为，IEC81346-14:2026的发布将显著提升制造与加工领域工程文档的规范化水平，对促进工厂全生命周期信息管理、降低工程成本以及推进智能制造国际标准互认具有重要的引领价值。关键词：IEC81346；结构原理；参考名称；制造系统；加工系统；工业标准化；数字孪生Keywords:IEC81346;structuringprinciples;referencedesignations;manufacturingsystems;processingsystems;industrialstandardization;digitaltwin1引言工业系统的高效运行离不开对其组成结构的清晰描述和统一命名。在过去数十年间，不同国家、不同行业乃至不同企业之间，对工业系统的结构划分和部件命名方式存在显著差异，这导致工程文档、技术图纸和数据交换中频繁出现信息理解不一致、系统集成困难等问题。为解决这一基础性难题，国际电工委员会（IEC）制定了IEC81346系列标准，确立了工业系统、装置和设备及工业产品的通用结构原理和参考命名规则。近年来，随着工业4.0、智能制造和数字化转型战略在全球范围内深入推进，制造与加工系统作为工业生产的核心载体，其信息化建模和标准化描述的需求日益迫切。制造系统涵盖从原材料到成品的完整加工链条，涉及机械加工、装配、检测、物料输送、过程控制等多个子系统；加工系统则广泛涉及化工、冶金、食品、制药等流程工业，其系统结构的复杂性、设备种类的多样性以及控制逻辑的层次性都对结构建模和参考命名提出了更高的要求。然而，IEC81346系列既有标准主要侧重通用结构原理的阐述，未对制造和加工领域的具体应用做出针对性规定，导致实际工程应用中出现引用不明确、适用性不足等问题。在此背景下，IEC于2022年正式启动IEC81346-14的编制工作，经过多轮国际专家讨论和技术评审，于2026年5月正式发布。该标准的出台不仅弥补了IEC81346系列在制造与加工领域应用细则方面的空白，也为全球制造业的工程信息标准化提供了更为精确的技术依据。2标准立项背景与编制过程2.1立项背景与需求分析IEC81346系列标准的制定工作始于20世纪90年代末期，其核心思想源于IEC61346系列标准的演进与扩展。经过多次修订和完善，IEC81346系列已形成了涵盖通用结构原理（第1部分）、电力供应系统（第2部分）等多个子标准的标准族。然而，随着制造业数字化转型的深入，业界日益意识到：制造和加工系统与其他类型的工业系统（如电力系统、建筑设施系统）在结构特征、功能分解方式和信息集成需求等方面存在显著差异，亟需一套专门的标准为其提供结构建模与命名的操作指南。这种需求主要来自以下几个方面：其一，离散制造业中制造单元（如加工中心、装配线、机器人工作站）与流程工业中加工单元（如反应釜、蒸馏塔、管道系统）在结构划分逻辑上存在本质不同，需要差异化的建模规则；其二，面向智能制造的参考架构模型（如RAMI4.0）要求不同层级、不同粒度的资产对象能够被精确标识和关联，这对参考命名的规范性和唯一性提出了更高要求；其三，工厂运维阶段的资产管理和预测性维护需要有贯穿全生命周期的稳定标识体系，而传统基于功能位置或产品类型的命名方法已难以满足这一需求。2.2编制过程与主要参与机构IEC81346-14的编制工作由IEC/SC3D（产品属性数据库与数据交换分技术委员会）下属的第9工作组（WG9）牵头负责。该工作组汇聚了来自德国、法国、中国、日本、美国、瑞典等主要工业国家的标准化专家，覆盖了离散制造、流程工业、自动化控制、工程设计与咨询等多个专业领域。标准编制工作自2022年启动以来，经历了WD（工作草案）、CD（委员会草案）、DIS（国际标准草案）和FDIS（最终国际标准草案）等若干关键阶段。在CD阶段，各国家委员会围绕制造系统的结构层级定义、参考名称的字母代码扩展以及面向对象的信息模型映射等问题提出了大量技术反馈。特别是在参考名称的代码体系方面，中国和日本专家联合提出了面向制造设备的扩展代码建议，该建议被工作组采纳并纳入标准正文。2025年底，标准顺利通过FDIS投票，于2026年5月22日正式发布。3标准主要技术内容3.1标准的适用范围与定位IEC81346-14:2026是IEC81346系列标准的第14部分，其适用范围涵盖各类制造系统和加工系统，具体包括但不限于：离散制造系统（如机械加工系统、焊接系统、装配系统）、连续加工系统（如化工过程系统、冶金系统）、批处理加工系统（如制药生产系统）以及相关的辅助系统（如质量检测系统、物料储运系统）。标准既适用于新建系统的规划设计阶段，也适用于现有系统的改造升级和运维管理阶段。该标准在IEC81346系列中处于“领域应用细则”的定位，即它不是对第1部分结构原理的替代，而是在遵守第1部分所确立的核心原则（基于功能的分解、基于位置的分解、基于产品的分解等）的前提下，针对制造和加工系统的特点提供细化的建模指导。3.2制造与加工系统的结构建模框架标准建立了面向制造与加工系统的多维度结构建模框架。该框架以“工厂—车间—制造单元—设备—部件”为核心结构层级，同时在功能视图、位置视图和产品视图三个维度上提供了一致的建模方法。在功能视图维度，标准推荐将制造系统按照制造工艺过程进行功能分解，例如将一条完整的生产线分解为“上料功能—加工功能—检测功能—装配功能—包装功能—成品下线功能”等子系统。在位置视图维度，标准提供了地理空间或物理布局的结构分解方法，支持按照车间、工位、区域等物理边界进行系统划分。在产品视图维度，标准则支持按照产品类型或生产线类别进行系统归类。三个维度之间的映射关系通过参考名称的语义规则予以明确，这种多维映射机制为后续在数字化环境中构建设备资产树、关联工艺数据和实现系统仿真提供了标准化的底层数据模型基础。3.3参考命名规则与代码体系参考名称（referencedesignation）是本标准的核心技术要素。IEC81346-14:2026在IEC81346-1所规定的通用规则基础上，针对制造与加工领域进行了代码体系的细化和扩展。标准保留了IEC81346-1中定义的功能代码（如“=F”表示防护功能、“=K”表示处理功能等），并针对制造设备增加了若干领域专用的功能代码建议示例。例如：对于多工位加工中心，标准推荐采用“=M1-F1-K1”的结构形式表达“制造单元1的加工功能子单元1的控制功能”，其命名层级和代码语义均可在工程数据库中直接解析。此外，标准还特别强调了参考名称在跨系统信息交换中的一致性要求。在PLC程序变量命名、SCADA系统标签创建、OPCUA信息模型地址分配以及MES系统的设备标识等场景中，标准建议参考名称作为统一的标识主键贯穿使用，以避免多系统间的标识语义冲突。这一要求对于实现IT（信息技术）与OT（操作技术）深度融合具有重要的现实指导意义。3.4面向数字孪生与信息交换的技术映射考虑到当前制造业数字化转型的实际需要，IEC81346-14:2026特别为参考名称到数字孪生模型的映射提供了规范性指引。标准提出，在构建制造系统的数字孪生模型时，应将参考名称作为资产标识的核心属性进行绑定，并在工业数据源与数字孪生数据湖之间的接口设计中将参考名称作为统一的关联键。标准还在附录中以示例方式给出了参考名称与OPCUA信息模型节点标识、AutomationML对象属性以及ISO15926数据模型之间的映射关系示例。这为工程实践中实现多标准协同提供了具有操作性的技术路径参考。3.5标准的可操作性保障为提高标准的可操作性，IEC81346-14:2026在各章节中设置了大量图示例和完整应用案例。例如，标准展示了一个包含机械加工单元、工业机器人装配单元和在线检测单元的混合制造系统的完整参考名称编制实例，从系统级到设备部件级逐层展开，便于工程技术人员直接参照应用。标准还根据不同工业领域的特点，分别展示了面向离散制造和流程加工的建模差异，这种对比性的呈现方式有助于读者根据自身行业特点快速定位所需技术条款。4标准与相关法规政策及技术体系的衔接4.1标准与智能制造政策体系的呼应IEC81346-14:2026的发布与当前全球主要工业国家推进智能制造的政策方向高度契合。中国《“十四五”智能制造发展规划》明确提出要加强智能制造领域的标准体系建设，推动设备互联互通和数据互认互用。标准所确立的统一命名规则和结构建模方法，正是支撑设备互联互通和数据互认互用的基础性技术保障。德国的“工业4.0”参考架构（RAMI4.0）将IEC62890（生命周期状态管理）和IEC81346系列作为核心的标识与结构标准，IEC81346-14:2026的发布进一步细化了制造和加工系统在RAMI4.0框架下的建模路径。美国的“工业互联网参考架构”（IIRA）同样将资产标识与结构化描述视为系统互联的基础能力，本标准的发布为跨企业、跨平台的信息集成提供了统一的标识语义支持。4.2标准与关联标准的关系IEC81346-14:2026与其他一系列国际标准存在紧密的引用和互补关系。在基础结构原理层面，该标准引用IEC81346-1作为总纲；在与信息模型的衔接方面，标准与IEC61360（产品属性数据库）、IEC61987（过程测量与控制设备属性）、IEC62714（AutomationML）等标准相互配合，共同构成制造系统数字化描述的完整标准集合。此外，该标准与ISO14224（石油、石化和天然气工业的设备可靠性维护及可靠性数据的收集与交换）中的设备标识体系也存在一定的映射关系，为跨行业的数据共享提供了可能。5标准的主要参与单位介绍5.1西门子股份公司（SiemensAG）作为IEC81346-14:2026编制工作中最核心的参与方之一，西门子股份公司（SiemensAG）在该标准的制定过程中发挥了关键的技术引领作用。西门子是全球领先的工业自动化与数字化解决方案提供商，总部位于德国慕尼黑和柏林，业务覆盖自动化、数字化、电气化、智能化等广泛领域，在离散制造和流程工业领域均拥有深厚的工程实践积累和标准化工作经验。在IEC81346-14标准的编制过程中，西门子派出了来自其数字化工业集团和智能基础设施集团的多位资深标准化专家深度参与WG9工作组的讨论，尤其在以下技术方向上贡献了大量经过工程验证的实践经验：首先，西门子将自身在TIA（TotallyIntegratedAutomation）全集成自动化平台中所积累的设备标识与命名实践进行了系统性梳理和抽象，为标准的参考名称代码体系提供了丰富的应用场景验证。西门子在SIMATICPLC编程、WinCC组态以及PlantIntelligence等产品线中广泛使用的设备命名惯例，为标准的代码扩展建议提供了宝贵的工业验证基础。其次，西门子在流程工业领域的工程实践经验为标准的流程加工系统建模章节提供了重要的技术支撑。西门子长期服务于化工、制药、冶金等行业，积累了基于ISA-88和IEC81346相融合的过程设备命名经验，这些经验在标准编制中被转化为适用于连续和批处理加工系统的结构建模建议。第三，西门子还积极推动了标准中数字孪生映射相关内容的设立和深化。西门子在其数字化企业套件中广泛采用数字孪生技术实现虚拟调试和全生命周期管理，这一实践使工作组充分认识到将参考名称与数字孪生模型深度绑定的必要性，最终推动了标准中相关规范性内容的增加。此外，西门子的标准化专家还承担了标准部分章节的起草工作和国际协调工作，包括与IEC/TC65（工业过程测量控制和自动化）的技术协调，以及在标准DIS投票阶段协调欧洲国家委员会形成统一立场等重要事项。5.2其他主要参与机构除西门子外，来自日本的横河电机株式会社在流程工业结构建模方面为该标准提供了重要输入；中国机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（ITEI）代表中国国家委员会参与了标准的技术讨论，在制造与加工系统结构建模的组织结构维度方面提出了有价值的建议；法国施耐德电气在IEC81346系列标准的统筹协调方面继续发挥了重要的组织作用，保障了第14部分与该系列其他部分的良好衔接。6标准预期影响与应用展望6.1对制造业工程实践的预期影响IEC81346-14:2026的发布将在多个层面影响制造与加工领域的工程实践。在工程设计与集成方面，设计院和系统集成商将获得一套统一的参考命名依据，可有效降低因业主、设计方和施工方之间命名体系不一致而导致的接口协调成本。在工厂运维阶段，基于统一参考名称的设备标识体系将大幅提升EAM（企业资产管理）系统与CMMS（计算机化维护管理系统）的数据治理质量，缩短设备故障定位和备件管理的时间。在数字化交付方面，随着越来越多新建工厂采用数字化交付模式，IEC81346-14:2026所确立的命名规则可被直接嵌入数字化交付规范中，使交付数据从源头具备统一的结构标识，从而提升数据在业主运维阶段的复用价值。6.2在智能制造与工业互联网中的应用前景在工业互联网平台建设中，统一设备标识是设备上云、应用集成和数据价值挖掘的基础。IEC81346-14:2026所推荐的参考命名方法可在设备接入层实现标识的唯一化和结构化，为云端应用提供可解析、可推理的标识语义。在工业AI应用中，标准化的结构标识可以作为图神经网络建模中节点身份分配的依据，使得跨工厂、跨产线的工业数据能够实现语义级对齐，从而提升AI模型的迁移