IEC 633392024 智能制造的统一参考模型标准立项发展报告

智能制造的统一参考模型（IEC63339:2024）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:UnifiedReferenceModelforSmartManufacturing(IEC63339:2024)摘要关键词：智能制造；统一参考模型；国际电工委员会；标准化；系统架构；互操作性；数字化转型Keywords:SmartManufacturing;UnifiedReferenceModel;IEC;Standardization;SystemArchitecture;Interoperability;DigitalTransformation1引言1.1研究背景当前，以人工智能、工业互联网、大数据、数字孪生等为代表的新一代信息技术正与制造业深度融合，推动全球制造业进入智能化转型的关键时期。世界主要工业强国纷纷将智能制造提升至国家战略层面：德国提出"工业4.0"战略，美国推行"先进制造业伙伴计划"，我国发布《智能制造发展规划》和《"十四五"智能制造发展规划》，日本实施"互联工业"战略。各主要经济体在智能制造领域投入大量资源，形成了各具特色的技术体系和产业生态。然而，智能制造是一个涵盖产品设计、工艺规划、生产执行、质量管控、仓储物流、运维服务等全生命周期的复杂系统工程，涉及设备层、单元层、车间层、企业层和协同层等多个层级。由于缺乏统一的参考模型，不同国家、不同厂商、不同行业之间构建的智能制造系统在架构设计、数据格式、接口协议和语义描述等方面存在巨大差异，导致系统集成困难、数据孤岛严重、互操作性不足等问题日益突出，严重制约了智能制造技术的规模化应用和产业生态的健康发展。1.2标准的战略意义国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威性的国际标准化组织之一，长期以来在工业自动化、电气技术和电子工程领域发挥着重要的标准引领作用。面对智能制造领域缺乏统一参考模型的国际标准空白，IEC依托其下属的工业过程测量、控制和自动化技术委员会（IEC/TC65），联合国际标准化组织（ISO）的相关技术委员会，启动了智能制造统一参考模型的国际标准研制工作。IEC63339:2024《智能制造的统一参考模型》作为IEC在智能制造领域发布的首个综合性参考模型类国际标准，其发布具有重要的战略意义：一方面，该标准为全球智能制造系统的规划、设计、实施和评价提供了统一的架构参考和术语基础；另一方面，该标准的发布标志着智能制造国际标准化工作从局部技术标准制定向体系化、系统化标准架构构建迈出了关键一步。2标准研制历程2.1立项背景与需求分析智能制造参考模型标准化需求的提出可追溯至2017年前后。随着工业4.0参考架构模型（RAMI4.0）、美国工业互联网参考架构（IIRA）以及中国智能制造系统架构（IMSA）等区域性参考模型的相继推出，国际上出现了多种参考模型并存但难以互通的局面。这些模型在维度划分、层级定义、术语使用和视图视角等方面各有侧重，虽然在一定程度上满足了各自区域的产业发展需求，但缺乏一致性和兼容性，无法有效支撑跨国、跨行业的智能制造系统集成与协作。为适应智能制造全球化发展的迫切需求，IEC/TC65在2018年的全体会议上正式提出研制智能制造统一参考模型的提案，并获得绝大多数成员国支持。随后，IEC/TC65联合ISO/TC184（自动化系统与集成技术委员会）成立了联合工作组（JWG21），专门负责该国际标准的研制工作。中国、德国、美国、日本、法国、韩国等制造业强国均派出资深专家参与标准编制。2.2研制过程与关键节点该标准的研制过程历时六年，经历了需求调研、框架设计、草案编制、征求意见、审查投票等阶段。2019年至2020年，联合工作组完成了智能制造参考模型的需求调研和用例收集工作，梳理了全球主要智能制造参考模型的核心要素和共性特征。2021年，工作组完成标准框架的初步设计，形成了委员会草案（CD）。2022年，该草案在IEC/TC65成员国范围内征求意见，共收到来自各国家委员会的200余条反馈意见。2023年，工作组根据反馈意见对标准内容进行全面修订和完善，形成了国际标准草案（DIS）。2024年年初，该标准草案进入最终国际标准草案（FDIS）投票阶段，最终以高赞成率获得通过。2024年10月10日，IEC63339:2024正式发布。3标准主要内容3.1标准的范围与定位IEC63339:2024规定了智能制造统一参考模型的基本框架、核心维度和关键要素，适用于指导智能制造系统的规划、设计、开发、集成、运行和维护。该标准面向离散制造和流程工业，兼顾两者在工艺特点、控制方式和信息流上的差异，提出了一套通用的参考模型，既关注从设备到系统级的分层集成，也重视从设计到运维阶段的全生命周期协同。标准涵盖系统架构层级、生命周期与价值链、数据互操作框架以及智能化功能部署等核心内容，为不同行业在不同目标下的智能制造实施提供通用语言和参考指引。3.2统一参考模型的核心框架该标准建立了一个包含多个维度的参考模型框架：（1）系统层级维度系统层级维度参考并与IEC62264（企业-控制系统集成）和ISA-95标准协调，定义了从设备层、单元层、车间层、企业层到协同层五个层级，覆盖从现场设备到跨企业协同的完整体系，为不同层级的系统集成提供清晰边界和接口指引。（2）生命周期维度生命周期维度涵盖设计、采购、建设、运营、维护到退役的全过程，与IEC62890（工业过程测量控制和自动化系统中的生命周期管理）保持一致，强调在智能制造系统的全生命周期中实现数据的可追溯性和模型的一致性。（3）数据互操作维度数据互操作维度重点解决智能制造中的数据格式统一、语义互认和信息安全等问题，规定了智能制造系统中数据交互的基本要求和关键技术，包括信息模型、标识解析机制、语义互操作协议等，与IEC62541（OPCUA）等标准协调配套。（4）智能化功能维度智能化功能维度描述智能制造系统中感知、分析、决策、执行等智能化功能的部署方式和层级分布，为人工智能技术在制造业中的应用提供了架构指引。3.3与相关标准的关系IEC63339:2024在制定过程中充分考虑了与已有国际标准的协调性和兼容性。该标准在系统层级定义上与IEC62264保持一致，在通信与数据互操作层面充分参考了IEC62541（OPC统一架构）、IEC61784（工业通信网络协议集）等标准，在生命周期管理方面与IEC62890进行了有效衔接，并与ISO15704（企业参考架构）和ISO19439（企业建模框架）等标准保持兼容。此外，IEC63339:2024还与德国工业4.0参考架构模型（RAMI4.0）、美国工业互联网参考架构（IIRA）以及中国国家智能制造标准体系（IMSA）建立了映射关系，为不同参考模型间的互通互认奠定了基础。4标准发布的意义与影响4.1促进全球智能制造系统互操作性提升IEC63339:2024的发布从根本上改变了智能制造领域参考模型"各自为政"的局面，为全球智能制造系统的互联互通提供了统一的架构基准和术语框架。通过该标准的实施，不同国家和地区的制造企业、系统集成商、设备供应商和软件开发商能够在统一的理解基础上开展合作，有效降低了系统集成的技术壁垒和沟通成本，显著提升了跨系统、跨平台、跨企业的互操作能力。4.2降低智能制造系统集成成本在缺乏统一参考模型的情况下，智能制造系统集成往往需要针对每一个具体项目进行定制化的架构设计和接口开发，导致集成成本高昂且难以复制推广。IEC63339:2024为智能制造系统的设计提供了一套标准化的架构模板和设计方法论，使系统集成从"项目定制"转向"标准配置"，大幅缩短了系统设计周期，降低了技术风险和集成成本。4.3支撑人工智能与制造业深度融合随着以大语言模型为代表的人工智能技术取得了突破性进展，制造业正迎来智能化水平跃升的历史机遇期。然而，人工智能技术在制造业中的落地应用高度依赖于对制造系统架构、数据语义和业务逻辑的准确理解。IEC63339:2024所确立的统一参考模型为人工智能技术在制造系统中的应用提供了一个结构化的系统视图，使得AI算法能够在统一的架构框架下实现更高效的数据获取、特征提取和决策优化，为智能制造向更高阶段发展提供了架构保障。5编制单位介绍5.1IEC/TC65——工业过程测量、控制和自动化技术委员会IEC63339:2024由IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化技术委员会）主导制定。IEC/TC65成立于1948年，是IEC中历史最悠久、影响力最大的技术委员会之一，负责工业过程测量、控制和自动化领域的国际标准化工作。其工作范围涵盖工业过程测量和控制系统的术语定义、系统特性、接口规范、通信协议、系统集成、信息安全以及功能安全等方面，委员会下设多个分技术委员会和工作组，包括负责系统互操作性的SC65A、负责测量和控制设备的SC65B、负责数字通信的SC65C以及负责系统集成工程和风险评估的SC65E等。多年来，IEC/TC65发布了大量在工业自动化领域具有里程碑意义的国际标准。其中，IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）是全球功能安全领域的基础性安全标准，ISO/IEC62264是制造执行系统与企业管理系统集成的核心标准，IEC62541（OPCUA）则是工业通信与数据互操作领域应用最广泛的国际标准之一。上述成果充分表明IEC/TC65在工业自动化标准领域的深厚积累和广泛影响力。此次IEC63339:2024的发布，正是IEC/TC65顺应智能制造发展趋势、发挥其在工业自动化领域长期积累的技术优势，联合全球各国专家共同推动的又一项重大标准化成果。5.2中国参与情况与国际贡献作为IEC/TC65的重要成员，中国国家委员会深度参与了IEC63339:2024的研制工作。中国专家在标准框架设计中积极贡献了智能制造系统架构（IMSA）的研究成果和实践经验，特别是在数据互操作维度和智能化功能维度方面提出了具有中国特色的技术方案和建设性意见。中国的参与不仅丰富了该标准的视角和内涵，也为中国智能制造实践经验走向国际舞台提供了重要渠道。此外，中国在推进该标准实施方面也已提前布局。国家智能制造标准化总体组已将IEC63339:2024的转化工作列入重点计划，拟将该国际标准等同转化为国家标准，与我国已发布的《智能制造系统架构》（GB/T40647）等标准有效衔接，形成更加完善的智能制造标准体系。6标准实施建议与未来展望6.1标准实施建议IEC63339:2024的发布为全球智能制造的发展提供了统一的技术基准。为使该标准切实有效地推动产业实践，各利益相关方应做好以下重点工作：在标准宣贯方面，行业协会和专业机构应组织开展系统的标准培训和解读活动，帮助企业准确理解统一参考模型的核心内容与应用方法，培育一批具备架构设计和标准应用能力的专业人才；在试点应用方面，鼓励在汽车制造、电子信息、高端装备、航空航天等重点行业率先开展标准应用试点，形成可复制、可推广的最佳实践案例；在工具开发方面，支持软件企业和系统集成商开发符合该标准的建模工具、诊断评估工具和系统集成工具，降低企业应用标准的技术门槛；在国际合作方面，持续深度参与IEC/TC65及相关国际标准化活动，将在标准实施过程中发现的新需求和新问题及时反馈至国际标准修订工作中，推动标准持续改进。6.2标准未来发展方向展望未来，IEC63339:2024将在以下方向持续演进。在标准体系扩展方面，IEC/TC65将在统一参考模型的基础上，加快研制针对特定行业、特定场景的应用指南和配套标准，如面向新能源制造、生物医药等新兴领域的细化标准，逐步形成以统一参考模型为核心的智能制造标准族。在技术融合方面，随着人工智能、数字孪生、边缘计算等技术的快速迭代，参考模型需要不断吸纳新的技术要素和功能视图，为新一代信息通信技术与制造业的深度融合提供持续的架构指引。在评估方法论方面，基于统一参考模型的智能制造能力成熟度评估方法将成为下一步标准化工作的重要方向，为企业智能制造建设提供可量化、可比较的评价工具。在可持续发展方面，参考模型将与绿色制造、碳足迹管理等需求相结合，为制造业的绿色化、低碳化转型提供架构层面的支撑。6.3结语IEC63339:2024《智能制造的统一参考模型》是国际智能制造标准化进程中具有里程碑意义的标志性成果。该标准汇聚了全球主要工业国家的智慧与共识，系统性地解决了智能制造领域长期以来缺乏统一架构参考的关键问题，为全球智能制造产业的技术协同和生态建设奠定了坚实基矗随着该标准在全球范围内的推广实施和持续演进，其价值将在推动制造业数字化、网络化、智能化转型的实践中不断彰显，为构建开放协同、互联互通、智能高效的全球制造业新生态作出重要贡献。参考文献[1]IEC63339:2024,Unifiedreferencemodelforsmartmanufacturing[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2024.[2]IEC62264-1:2013,Enterprise-controlsystemintegration—Part1:Modelsandterminology[S].Geneva:IEC,2013.[3]IEC62541-1:2020,OPCUnifiedArchitecture—Part1:Overviewandconcepts[S].Geneva:IEC,2020.[4]IEC62890:2020,Industrial-processmeasurement,cont