船舶总装建造智能化标准体系建设指南.docx
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船舶总装建造智能化标准体系建设指南
附件1
船舶总装建造智能化标准体系
建设指南
(征求意见稿)
2019年7月
一、总体要求1
(一)指导思想1
(二)基本原则1
(三)建设目标2
二、建设思想2
(一)体系结构图2
(二)体系框架3
三、建设内容5
(一)基础共性标准5
(二)关键技术标准8
(三)船厂应用标准16
四、组织实施19
一、总体要求
(一)指导思想
为贯彻落实《推进船舶总装建造智能化转型行动计划
(2019-2021年)》,充分发挥标准在推进船舶总装建造智能化转型过程中的指导、规范、引领和保障作用,针对船舶智能制造跨领域、跨行业以及高度集成、系统融合等特点,对
接船舶智能制造基础、关键共性技术与智能装备、全三维数字化设计、智能车间建设以及集成与服务等发展重点,构建涵盖基础共性、关键技术和船厂应用三个层面船舶智能制造标准体系,制(修)订满足船舶工业发展需求、先进适用的智能制造标准,提升船舶总装建造质量和效益,进一步推动船舶产业高质量发展。
(二)基本原则
按照“科学统筹,有序推进,强化引导,突出重点,先进适用,兼顾发展,上下结合,内外协同”的原则,针对船舶制造业多品种小批量离散制造的特点,以船舶制造业数字化、网络化、智能化为核心,有序推进船舶总装智能制造标准体系研究;建立通用性强、可操作性强的船舶总装建造智能化标准体系,引导船舶工业加快船舶智能制造标准建设,推动船舶建造企业提升研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等重点业务流程的智能制造技术和管理水平;组织开展船舶总装建造智能化基础共性标准、关键技术标准和船厂
1
应用标准研究,标准既要围绕解决船舶制造企业智能化转型
升级所面临的问题又需兼顾长远的发展;顶层指导与具体实
践上下结合、相互促进,使标准体系不断完善和优化落实,
同时,加强国内外合作和产学研协同,积极参与相关技术标
准的交流,扎实推进船舶总装建造智能化标准制(修)订工
作。
(三)建设目标
以《国家智能制造标准体系建设指南(2018版)》为指导,以《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019-2021年)》为行动纲领,基于我国船舶工业仍处于数字化制造起
步阶段的发展现状,以全面推进数字化造船、实现关键环节智能化改造为重点,研究构建结构合理、界面清晰、重点突出、协调配套的船舶智能制造标准体系,全面开展船舶智能制造基础共性标准、关键技术标准、行业应用标准研究,加快实施船舶智能制造基础共性、船舶产品智能设计制造及管理、工业网络互联以及制造单元、车间及生产线等标准的制(修)订工作,切实推进船舶总装建造智能化转型升级与创新发展。
二、建设思想
(一)体系结构图
根据《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019—
2021)》中建立船舶智能制造标准体系的相关要求,基于船
2
舶总装建造的特点,对接国家智能制造标准体系,按照“基
础共性”、“关键技术”和“船厂应用”三项大类条目,在“关
键技术”条目下,细分为:
“互联互通与系统集成”、“新一
代信息技术应用”、“智能服务”、“智能工厂”等中类条目,
构成船舶总装建造智能化标准体系结构,如图1所示。
零
中
分
舾
管
装
材
件
小
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智
总
船
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加
件
船厂应用
料
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车
车
车
间
库
域
域
域
间
车
间
间
间
间
互联互通与
系统集成智能服务
全厂通讯
网络架构
关键技术
各系统接口
知识管理智能工厂
工业APP
新一代信息
远程运维供应链协同技术应用
人工智能
总体规划设计AR/VR
工艺装备边缘计算
物流管理5G应用
基础共性通用检测评价安全
图1船舶智能制造标准体系结构
(二)体系框架
船舶智能制造标准体系框架由体系结构向下映射而成,
是形成智能制造标准体系的基本组成单元。
船舶智能制造标
准体系框架包括“基础共性”、“关键技术”和“船厂应用”
三个部分,形成四层架构框架,如图2所示。
3
船舶智能制造体系框架
基础共性
关键技术
船厂应用
新
系
互
智
一
管
舾
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智
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图2船舶智能制造标准体系框架
4
三、建设内容
(一)基础共性标准
基础共性标准用于统一船舶智能制造相关概念,解决船
舶智能制造基础共性问题,包括“通用标准”、“检测标准”、
“评价标准”与“安全标准”,如图3所示。
基础共性
通检评安
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元
标
数
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检
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能
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实
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法
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求
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全
全
全
码
字
典
图3基础共性标准子体系
1、通用标准
主要包括船舶智能制造术语、参考模型、标识与编码、
元数据与数据字典等标准等四个部分。
术语标准用于对船舶
智能制造相关术语、定义(或解释性说明)及所对应的英文
名称等进行规定,说明其内涵或外延,统一相关概念。
参考
5
模型标准用于对船舶智能制造标准化实体或虚拟对象的形
态结构、边界范围、层级关系和内在联系等属性进行规定。
标识与编码标准用于对船舶智能制造中各类对象进行唯一
标识与解析,建立既与船舶制造企业已有标识编码体系兼
容,又能满足船舶智能制造发展要求的标识编码体系。
元数
据与数据字典标准用于对船舶智能制造产品设计、生产、流
通等各环节所涉及的元数据命名、数据项、数据结构、数据
类型、数据流、数据处理、数据储存、计算机应用等进行定
义和描述,为船舶智能制造资源、信息和数据的系统集成、
交互共享奠定基础。
2、检测标准
主要包括船舶智能制造检测项目标准和检测方法标准
等两个部分。
检测项目标准主要对船舶智能制造不同类型装
备和系统的一致性、互联互通互操作、系统集成、综合能效
等测试项目进行规定,用于指导装备和系统的科学检测与检
测管理。
检测方法标准主要对船舶智能制造装备和系统检测
的准备、环境、内容、方式、程序、计算分析等进行规定,
用于指导、规范装备和系统的检测流程与方法。
3、评价标准
主要包括船舶智能制造指标体系、能力要求、评估评价、
实施指南等四个部分。
指标体系标准主要对表征船舶智能制
造各方面、各领域特性及其相互关联的多个指标所构成的有
6
机整体进行规定,可为船舶智能制造各方面、各领域指标的设立、考核与评估提供依据。
能力要求标准主要对船舶制造企业、车间或生产线等数字化、网络化、智能化制造能力等级以及各等级对应核心要素在制造资源感知与识别、互联互通、系统集成、综合管控等方面的能力要求进行规定,为企业识别技术与管理差距、确立改进目标、加快升级改造提供参考。
评估评价标准主要对船舶智能制造指标、能力、水平的评价方法、评价过程、综合判定等进行规定,可为有关各方评估评价工作的开展提供指导依据。
实施指南主要给出船舶智能制造相关一般性、原则性、方向性指导和建议,可为企业开展船舶智能制造相关活动提供方向性指导。
4、安全标准
主要包括船舶智能制造功能安全、信息安全、人因安全
等三个部分。
功能安全标准主要对功能安全要求、功能安全
系统设计、功能安全测试与评估、功能安全管理等进行规定,
用于保障控制系统在危险发生时能正确执行其安全功能,避
免因设备故障或系统功能失效而导致生产事故。
信息安全标
准主要对船舶智能制造设备信息、网络信息、软件及数据的
安全要求以及安全防护与评估方法等进行规定,用于保障船
舶智能制造领域相关信息系统及其数据不被破坏、篡改和泄
露,确保系统安全可靠运行。
人因安全标准主要对船舶智能
制造人员的工作任务、工作环境、人员能力、管理支持等要
7
求进行规定,用于避免因人为因素造成安全隐患或威胁,保
障人身安全,预防误操作。
(二)关键技术标准
关键技术标准主要包括“互联互通与系统集成”、“智能
工厂”、“智能服务”、“新一代信息技术应用”等四个部分。
1、互联互通与系统集成标准
主要包括全厂通信网络架构、各系统间的接口规范、知识管
理、工业APP等四个部分,如图4所示。
互
系
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联
互
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方
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式
图4互联互通与系统集成子体系
(1)全厂通信网络架构标准
8
主要包括船厂内部各层级网络互联、船厂外部网络互
联、生产车间网络互联、生产设备网络互联、5G和Wi-Fi6在船厂应用等标准,主要用于规范和指导构建贯穿全厂各层
级的厂内网络和厂外网络,实现建造全过程信息追踪和管理,满足全厂内部智能化、网络化以及与外部交换需求。
(2)各系统间的接口规范
主要包括船厂信息系统间交互、生产车间信息交互、生产设备间信息等模型标准,主要用于实现设计信息系统、企业管理信息系统、物流系统、制造执行系统等信息系统之间的信息流交互;零部件制造车间、中小组立车间、分段制造车间、涂装车间、管加工车间、舾装件车间等数字化车间信息交互;切割、焊接、打磨、涂装等船舶制造过程中智能装备信息模型统一。
(3)知识管理标准
主要包括船厂知识的产生、储存、调用过程标准,主要
用于规范船厂知识管理,实现各生产系统产生知识信息的完整、有序储存和快速、准确调用等功能。
(4)工业APP标准
主要包括工业APP的功能、权限以及与工厂设备的信息交互方式、与内外网的信息交互安全等标准,主要用于规范工业APP的开发过程和质量要求,确保数据通讯的及时性、
功能多样性、网络信息的安全性,以及APP本身的可靠性。
9
2、智能工厂标准
主要包括智能工厂总体规划、设计、工艺、装备、物流、
管理等六部分,如图5所示。
智
能
工
厂
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设
工
装
物
管
体
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艺
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划
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船
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舶
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视
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理
化
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图5智能工厂标准子体系
(1)总体规划标准
主要包括智能工厂的基本功能、工艺设计、系统架构等
实体工厂规划设计标准;三维工厂信息模型、虚拟工厂仿真
设计、虚实结合系统平台、虚拟工厂规划设计等工厂布局建
模与仿真标准。
主要用于规定智能工厂规划设计、工厂布局
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建模与仿真,确保智能工厂的数字化、网络化和智能化水平。
(2)设计标准
主要包括模型命名、模型定义与分类、模型构建、模型
输出等船舶三维模型设计标准;船舶产品数据的组织、集成、管理等船舶产品数据标准;船舶产品并行设计、厂所协同设
计、数据协同共享等船舶并行协同设计标准;船舶产品设计相关项目管理、质量管理、文件管理等船舶设计管理标准。
主要用于规范和指导船舶三维模型设计技术要求,并行协调设计数据共享,实现对设计全周期的管理。
(3)工艺标准
主要包括建造过程工艺仿真、面向现场作业的三维作业
指导书编制等数字化工艺设计完整性标准;面向智能制造的钢材预处理工艺、船体构件切割和成形工艺、中小组立焊接工艺、船体分段涂装工艺、船舶分段搭载工艺、船舶总段合拢工艺、船体结构件装配工艺、管子装配焊接工艺、舾装件精准安装工艺、数字化检测工艺等数字化生产工艺标准;工艺知识建模、工艺知识数据库设计、工艺知识信息管理、工艺知识信息集成、工艺知识系统决策评价等工艺设计全过程管