當前，世界主要發達工業化國家已將智能制造作為搶占新一輪競爭制高點的焦點，相繼確立了各自的智能制造系統參考架構，命名略有不同，如美國正在起草的工業互聯網通用參考架構，德國提出的工業4.0系統參考架構。目前，我國還沒有明確提出相關架構，但智能制造已經被確立為推進兩化深度融合的主攻方向，在這一趨勢下，建立智能制造系統參考架構，盡早確定系統內要素間的關系，對于科學、有序地推進智能制造尤為重要。

一、構建智能制造系統參考架構是大勢所趨

構建參考架構是發展智能制造的基礎。智能制造系統參考架構是對智能制造內的要素及要素間關系的一種映射，是智能制造的抽象模式。該架構作為基礎標準用于指導智能制造單元、智能化生產線、車間、工廠的總體架構設計。從美國和德國的實踐來看，智能制造系統參考架構另一項重要功用是可作為智能制造相關標準的需求分析依據，推進智能制造綜合標準化工作，加速智能制造綜合標準體系的建設。

發達國家正有序推進參考架構的建設。智能制造最早由美國于20世紀80年代末提出，系統參考架構的建設也同期開展，目前尚未形成全球公認的參考架構。就建設情況來看，美國、德國較為領先。美國智能制造參考架構——工業互聯網參考架構。

2014年3月，通用電氣、IBM、思科、英特爾和AT＆T五家企業發起成立了工業互聯網聯盟（IIC），現有成員企業140余家，聯盟下設指導委員會和工作委員會，指導委員會負責日常管理，工作委員會共有18個，聚焦在技術、安全、試驗平臺、市場營銷、會員和法律領域，職責是協調降低應用工業互聯網的障礙，加速工業互聯網技術的應用。聯盟已開始起草工業互聯網參考架構，定義工業物聯網的功能區域、技術以及標準，用于指導工業互聯網相關標準的制訂，以打破技術壁壘，實現不同廠商設備之間的數據共享，實現云計算系統、計算機、網絡、儀表、傳感器等不同類型的物理實體互聯，加快物理世界和數字世界的融合，提升工業產業鏈的效率。德國智能制造系統參考架構——工業4.0系統參考架構。2013年9月，由德國機械設備制造業聯合會、德國電氣和電子工業聯合會、德國信息通信與新媒體協會、以及西門子、SAP等企業共同建立的工業4.0平臺，發布了《實施“工業4.0”攻略的建議》，提出為工業4.0相關技術系統的構建、開發、集成和運行提供一個框架，給出側重點為橫向集成價值網絡的CPS平臺參考架構；并提出標準化機構要根據該架構對相關技術進行說明或規定，形成統一的標準并實施，以克服信息技術和制造技術因原理、接口和數據結構等不同而產生的融合困難。2013年12月，德國電氣電子和信息技術協會參考《實施“工業4.0”攻略的建議》制訂了《德國“工業4.0”標準化路線圖》，提出的首要目標是制訂全局性的工業4.0系統參考架構，該架構包括前述的CPS平臺參考架構，為工業4.0的標準化工作提供基礎，推動將工業4.0背景下出現的新概念納入到國際標準中。

我國急需制訂智能制造系統參考架構。2014年12月，工業和信息化部成立了智能制造綜合標準化工作組，著手構建智能制造綜合標準體系，其中的一項基礎工作是建設智能制造系統參考架構，目前相關工作正在穩步推進中。

二、構建智能制造系統參考架構的關鍵點

要基于制造企業功能層次模型進行構建。智能制造要建成智能化的制造網絡，該網絡上的關鍵節點是智能化的制造企業，制訂智能制造系統參考架構時，要充分體現制造企業的層次功能。國際標準化組織（ISO）和國際電工協會（IEC）聯合制訂的IEC62264《企業控制系統集成》標準提出了制造企業功能層次模型，該標準將制造企業的功能分為5個層次：第0層是物理加工層；第1層是生產過程感知和操控層；第2層是生產過程的監測和控制層；第3層是制造執行控制層；第4層是業務計劃和物流管理層。智能制造系統參考架構應以該功能層次模型為基礎，結合智能制造發展的趨勢與需求進行設計，以產品全生命周期管理為主線，使不同的企業間實現互聯和集成，建立智能化的制造業價值網絡，形成具有高度靈活性和持續演進優化特征的智能制造體系。

需要核心企業的積極參與。核心企業的積極參與可以帶動產業鏈上各環節企業，是保證參考架構具有引領性和全面協調性的基礎，美國工業互聯網參考架構和德國工業4.0參考架構的制訂均有自動化、軟件、互聯網等領域知名企業的參與。一般是前期在核心企業的積極推動下成立相應的聯盟、平臺，建立專業工作組，啟動參考架構的制訂工作，制訂工作具有開放性的特點，通過核心企業的帶動，相關領域的企業可以申請加入聯盟或平臺，參與專業工作組架構的制訂，開放性的工作機制為參考架構的全面性和市場性提供了保障。

三、我國構建智能制造系統參考架構的幾點思考

參考架構適宜分層結構進行構建。制造業的智能制造系統是由不同企業共同構成的制造網絡，企業通過網絡和云應用實現相互鏈接和深度協同。單個企業的智能制造系統構成是由企業計算與數據中心、企業管控與支撐系統、實現產品全生命周期管理集成的各類工具共同構成。結合IEC62264《企業控制系統集成》標準，我國可以將智能制造系統分為六層，第0層是生產基礎自動化系統層，第1層是生產執行系統層，第2層是產品全生命周期管理系統層，第3層是企業管控與支撐系統層，第4層是企業計算與數據中心（私有云）層，第5層是由網絡和云應用為基礎構成的整個制造業的制造網絡層。

鼓勵核心企業積極參與參考架構的制訂和開展智能制造試點示范。在智能制造綜合標準化工作組的框架下，可以成立智能制造系統參考架構制訂項目組，啟動參考架構的制訂工作，并引導裝備制造、軟件、互聯網等行業相關核心企業參與。加快推進智能制造試點示范專項行動，可以在流程制造、離散制造領域選擇核心企業，實施智能企業（工廠）試點示范，總結試點示范的經驗，實現對參考架構的及時修正，為智能制造提供更加適用的開發、集成和運行的框架，同時，為標準體系建設提供進一步細化的標準需求依據。

加強國際交流與合作。優先在中德標準化合作委員會的框架下，開展中德雙方的參考架構制訂、相關標準制訂的信息交流和經驗交流，加強兩國在國際標準化組織中制訂智能制造相關標準的合作。就智能制造系統參考架構的搭建，智能制造綜合標準化工作組也要加強與美國工業互聯網聯盟等組織的交流合作。

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