标准指引了方向
和其它任何规则一样,标准意味着放弃一定的自由,赢得和他者的相处之道。设计一个符合标准的设备或者软件,要比天马行空,自由发挥更加麻烦一点,工作量也会更大。但是带来的好处也是显而易见的。产品和软件的应用面更加广泛,能和其它设备和软件协同操作。融入生态系统。有些人和企业为了赶工期,节约短期人力和材料成本,为每个应用开发特殊产品。他们始终游离在边缘,无法融入主流市场。从长期主义的观点看,每次都从头开始设计,其实浪费的人力和资本更大。
许多人都在讲,一流公司指定标准。梦想自己来建立标准,掌握了标准就能控制一切。其实大多数标准都是从长期的经验中总结出来的。凝聚了许多学者和工程师的研究心得。代表着先进性和合理性。大多数标准的后面都具有强大的技术做支撑。不能简单地理解为建立标准是为了控制和垄断,恰恰相反,标准使更多的人和企业能够参于其中。
同样地,一项新技术的流行也不是一蹴而就的。是大量的学者和企业发现了问题,不断地加以研究和探索,随着各项外部条件的成熟才被提出了。所以,对于大多数人和企业而言,当你看到一项技术出现时,专业研究人员也许已经研究的许多年。与其相伴的各类技术标准凝聚了过去的研究成果和智慧结晶。遵循标准意味着我们继承了这些研究成果,能够站在前人的肩膀上发扬光大。
制造业是一个具有长期历史的产业,信息技术在制造业中的应用有具有了很长的时间。人们在制造业导入信息技术的过程中,积累大量的技术和经验。形成了各种技术体系。伴随着大数据,人工智能和互联网技术的迅猛发展,制造业(工厂拥有者,设备制造商,零部件制造商,系统集成商,软件开发商)根据制造业的现状和自身特点,已经充分研究可如何将信息技术的最新成果融入制造业生态系统。并在此基础上建立了各种标准。这些标准为智能制造的发展指明了方向和路线图。作为大多数中小型企业,学习,采纳这些标准至关重要。避免了重复的研究和探索。即使你希望制定标准或者有所改变,也需要研究已有标准的基础之上,发现问题,并提出更好的解决方案。
智能制造仍然处于发展的初期,技术标准尚需完善,各个企业,标准化机构和地区都提出了各种技术标准,种类繁多,使人眼花缭乱,难分仲伯。有些标准之间内容交叉重叠。我们要有选择地学习和梳理。
智能制造的生态系统
智能制造生态系统具有三个维度,它们是 产品,制造和业务
产品和生产有各自的生命周期。业务主要包括供应商和客户的交互。智能制造的标准也是在三个维度展开的。
智能制造生态中的主要成员
产品生命周期管理的标准
这部分主要针对产品设计方面得标准
产品生命周期管理主要涉及的是产品研发过程的交换数据格式。
其中比较常见的标准包括:
- ISO 6983 CNC G code 标准
- ISO 14649 3D 的STEP 标准
- IGES /DXF 标准
- ISO51925 STL 3D 打印模型标准
- ISO 14306 JT西门子提出的轻量化JT™ 3D数据格式。西门子开发了JT2GO 软件
生产系统生命周期标准 PRODUCTION SYSTEM LIFECYCLE STANDARDS
- IEC TS 62832-1:2016 工业过程,测量,控制和自动化-数字工厂框架
- IEC TR 62794:2012 生产设施表现的参考模型(数字工厂)
- IEC62890:2020 系统和组件的生命周期管理
- IEC62264 生产执行系统(MES)
- IEC62714 AutomaticML 标准基于(IEC62424)
- IEC 62424(CAEX)过程控制过程的表示方法CAEX(Computer Aided Engineering eXchange),用于过程控制系统信息物理设备之间的数据交换格式.
- ISO 17506 COLLADA 图形标准
生产系统的工程标准
- SysML 是UML 系统建模语言的标准
- IEC 61131 PLC 标准
- IEC61499 分布式工业控制系统
- IEC61804过程控制用功能块
part2 功能块概念的规范
part3 电器设备的描述语言
- IEC62714 AutomaticML 用于工业自动化系统工程的工程描述语言
制造金字塔
对照ISO/IEC 62264 ISA 95 中的金字塔分层结构,看相关的标准。
其中:
- MT Connect 是机床联网协议
- IEC62541 是OPC UA 协议
- modbus ,EtherCAT,PROFINET,HART是我们熟悉的工业现场标准
- ISO11898 CAN总线标准
- IEC62264 /ISA95 企业系统集成,ERP和生产控制系统(MES)的接口
- IEC61512 /ISA88是批量控制的标准
- IEC62443/ ISA-99 是工业控制安全的标准
- packML 是包装行业的批量控制ISA88具体实践
- batchML 是ISA88 的具体实践
- B2MML IEC62264 的XML 系列
- ISO9000 质量管理标准
- ISO14000 企业环境保护包装
- MQTT
一大批标准在路上
还有一大批涉及智能制造的标准正在制定中,它们涉及工业4.0,工业物联网和AI 等最新领域。
小结
智能制造的核心是物理设备数字化和互联互通,没有标准化显然无法实现这个目标。在发展智能制造时,我们要以国际标准为指引,特别是开放性的技术标准尤其重要。如果我们在开放性技术标准的实现,推广的工作走的更快,更远,更广。我们就可能在智能制造领域取得领先。自搞一套,走不长远。