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        船舶總裝建造智能化標準體系建設指南
        來源:中國電子政務網 更新時間:2020-08-25

        船舶總裝建造智能化標準體系建設指南
        (2020 版)
        2020 年8 月
        I
        目錄
        前言..........................................................................................................1
        一、總體要求............................................................................................. 2
        (一)基本原則................................................................................... 2
        (二)建設目標................................................................................... 3
        二、標準體系結構和框架......................................................................... 3
        三、標準體系建設內容............................................................................. 5
        (一)基礎共性標準........................................................................... 5
        (二)關鍵技術標準........................................................................... 7
        (三)船廠應用標準......................................................................... 13
        四、組織實施........................................................................................... 15
        1
        前言
        當前,全球新一輪科技革命和產業變革加緊孕育興起,智能制造在全球范圍內快速發展,已成為制造業重要發展趨勢。為貫徹落實黨中央、國務院關于建設制造強國和海洋強國的決策部署,加快新一代信息通信技術與先進造船技術深度融合,逐步實現船舶設計、建造、管理與服務全生命周期的數字化、網絡化、智能化,推動船舶總裝建造智能化轉型,工業和信息化部、國防科工局聯合印發《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019-2021 年)》,其中明確提出,對接國家智能制造標準體系,針對船舶工業特點,構建船舶智能制造標準體系。
        為加快推進船舶總裝建造智能化轉型,構建滿足產業發展需要、先進適用的船舶總裝建造智能化標準體系,充分發揮標準在船舶設計、制造、管理等全過程中的支撐和引領作用,工業和信息化部組織制定了《船舶總裝建造智能化標準體系建設指南(2020 版)》。

        一、總體要求
        緊密圍繞制造強國和海洋強國建設戰略目標,落實《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019-2021 年)》,針對船舶智能制造高度集成、系統融合的特點,以提升船舶總裝建造效率、質量和效益為目標,以滿足國內船舶工業發展需求為重點,構建涵蓋基礎共性、關鍵技術和船廠應用等船舶總裝建造智能化標準體系,加快先進適用的船舶智能制造標準研究和制定,發揮標準在推進船舶總裝建造智能化轉型發展中的支撐和引領作用,全面提升產業創新能力和國際綜合競爭力,促進我國船舶工業高質量發展。
        (一)基本原則。
        科學設計,先進適用。針對船舶制造多品種、小批量、離散性等特點,以數字化、網絡化、智能化為目標,構建結構合理、界面清晰、操作性強的標準體系。

        全面覆蓋,突出重點。覆蓋船舶設計、制造和管理等領域,著力化解船舶總裝建造智能化中的痛點難點,強化標準體系在夯實基礎、補齊短板中的支撐作用。
        開放包容,動態更新。保持體系的開放性,鼓勵探索創新,通過技術創新和應用水平的提升,及時納入智能制造最新技術發展成果,保持標準體系的動態更新。
        (二)建設目標。
        到2021 年,初步建立船舶總裝建造智能化標準體系,制定30 項以上船舶智能制造急需標準,基本覆蓋基礎共性、
        關鍵技術和船廠應用等領域,與國際先進造船國家水平差距
        明顯縮小。到2025 年,建立較為完善的船舶總裝建造智能
        化標準體系,全面覆蓋基礎共性、關鍵技術和船廠應用等領
        域,基本達到國際先進造船國家同等水平。
        二、標準體系結構和框架
        船舶總裝建造智能化標準體系結構圖(見圖1)包括基
        礎共性(A)、關鍵技術(B)和船廠應用(C)等3 個部分,
        主要反映標準體系各部分的組成關系。船舶總裝建造智能化
        標準體系框架(見圖2)由體系結構向下映射而成,是智能
        制造標準體系的基本組成單元。

        圖1 船舶總裝建造智能化標準體系結構圖

        圖2 船舶總裝建造智能化標準體系框架

        三、建設內容
        (一)基礎共性標準。包括通用標準(AA)、檢測標準(AB)、評價標準(AC)和安全標準(AD)等4 個部分,如圖3 所示。

        圖3 基礎共性標準子體系
        1.通用標準(AA)。包括船舶智能制造術語、參考模型、標識與編碼、元數據與數據字典等4 個部分。術語標準用于對船舶智能制造相關術語、定義(或解釋性說明)及所對應的英文名稱等進行規定,說明其內涵或外延,統一相關概念。參考模型標準用于對船舶智能制造標準化實體或虛擬對象的形態結構、邊界范圍、層級關系和內在聯系等屬性進行規定。標識與編碼標準用于對船舶智能制造中各類對象進行唯一標識與解析,建立兼顧現有基礎并滿足長遠發展要求的標識編碼體系。元數據與數據字典標準用于對船舶智能制造產品設計、生產、流通等各環節所涉及的元數據命名、數據項、數據結構、數據類型、數據流、數據處理、數據儲存、計算機應用等進行定義和描述,為船舶智能制造資源、信息和數據的系統集成、交互共享奠定基礎。
        2.檢測標準(AB)。包括船舶智能制造檢測項目、檢測方法等2 個部分。檢測項目標準主要對船舶智能制造不同類型裝備和系統的一致性、互聯互通互操作、系統集成、綜合能效等測試項目進行規定,用于指導裝備和系統的檢測與管理。檢測方法標準主要對船舶智能制造裝備和系統檢測的準備、環境、內容、方式、程序、計算分析等進行規定,用于指導和規范裝備和系統的檢測流程與方法。
        3.評價標準(AC)。包括船舶智能制造指標體系、能力要求、評估評價、實施指南等4 個部分。指標體系標準主要對表征船舶智能制造各方面、各領域特性及其相互關聯的多個指標所構成的有機整體進行規定,用于船舶智能制造各方面、各領域指標的設立、考核與評估等。能力要求標準主要對船舶制造企業、車間或生產線等數字化、網絡化、智能化制造能力等級以及各等級對應核心要素在制造資源感知與識別、互聯互通、系統集成、綜合管控等方面的能力要求進行規定,為企業識別技術與管理差距、確立改進目標、加快升級改造提供參考。評估評價標準主要對船舶智能制造指標、能力、水平的評價方法、評價過程、綜合判定等進行規定,可為有關各方評估評價工作的開展提供指導。實施指南主要是為開展船舶智能制造相關活動提供一般性、原則性、方向性的指導。
        4.安全標準(AD)。包括船舶智能制造功能安全、網絡安全、人因安全等3 個部分。功能安全標準主要對功能安全要求、功能安全系統設計、功能安全測試與評估、功能安全管理等進行規定,用于保障控制系統在危險發生時能正確執行其安全功能,避免因設備故障或系統功能失效而導致生產事故。網絡安全標準主要對承載船舶智能制造的通信網絡與標識解析系統的安全防護、檢測及其他技術要求,以及相關網絡安全產品的技術要求等進行規定,用于保障船舶智能制造領域相關信息網絡及系統安全可靠行。人因安全標準主要對船舶智能制造人員的工作任務、工作環境、人員能力、人機協作、管理支持等要求進行規定,用于避免因人為差錯或相互交叉干涉而造成的危險或危險狀態,保障人身安全。
        (二)關鍵技術標準。包括互聯互通與系統集成(BA)、智能船廠(BB)、智能服務(BC)和新一代信息技術應用(BD)等4 個部分。
        1.互聯互通與系統集成標準(BA)。包括通信網絡架構、系統接口、知識管理、工業APP 等4 個部分,如圖4 所示。

        圖4 互聯互通與系統集成子體系
        (1)通信網絡架構標準。包括船廠內部網絡互聯標準和外部網絡互聯標準。用于規范和指導構建貫穿全廠各層級的內部網絡以及外部網絡。
        (2)系統接口標準。包括船廠信息系統間交互標準,用于規范設計信息系統、企業管理信息系統、物流系統、制造執行系統等信息系統之間的信息流交互;生產車間信息交互標準,用于規范零部件制造車間、中小組立車間、分段制造車間、涂裝車間、管加工車間、舾裝件車間等數字化車間的信息交互;生產設備間信息標準,用于規范切割、焊接、打磨、涂裝等船舶制造過程中智能裝備的信息模型。
        (3)知識管理應用標準。用于規范船舶總裝建造過程中各生產系統產生的知識信息完整性、儲存方法、功能調用。
        (4)工業APP 應用標準。用于規范船舶總裝建造場景所涉及的工業APP 功能、權限、工廠設備信息交互方式、內 外網交互安全等開發過程和質量要求。
        2.智能船廠標準(BB)。包括智能船廠總體規劃、設計、工藝、裝備、物流、管理等6 個部分,如圖5 所示。

        圖5 智能船廠標準子體系
        (1)總體規劃標準。包括實體工廠規劃設計標準,用于規范智能船廠的基本功能、工藝設計、系統架構等;工廠布局建模與仿真標準,用于規范三維工廠信息模型、虛擬工廠仿真設計、虛實結合系統平臺、虛擬工廠規劃設計等。
        (2)設計標準。包括船舶三維模型設計標準,用于規范模型命名、模型定義與分類、模型構建、模型輸出等;船舶產品數據標準,用于規范船舶產品數據的組織、集成、管理等;船舶并行協同設計標準,用于規范船舶產品并行設計、廠所協同設計、數據協同共享等;船舶設計管理標準,用于規范船舶產品設計相關項目管理、計劃管理、質量管理、文件管理等。
        (3)工藝標準。包括數字化工藝設計完整性標準,用于規范建造過程工藝仿真、面向現場作業的三維作業指導書編制等;數字化建造工藝標準,用于規范鋼材預處理、船體構件切割和成形、中小組立焊接、船體分段涂裝、船舶分段搭載、船舶總段合攏、船體結構件裝配、管子裝配焊接、舾裝件安裝、數字化精度控制、數字化檢測等;工藝設計全過程管理標準,用于規范工藝知識建模、數據庫設計、信息管理、信息集成、系統決策評價等。
        (4)裝備標準。包括裝備控制系統標準,用于規范控制方法、數據采集及存儲、可視化、柔性化、智能化等通用技術以及控制設備集成、時鐘同步、系統互聯等集成技術;裝備接口標準,用于規范智能裝備的數據格式、通信協議、通信接口、通信架構、控制語義,以及編程和用戶接口、編程系統和機器人控制間的接口等;協同應用標準,用于規范切割、焊接、打磨、涂裝等制造過程中智能裝備與人、智能裝備之間、智能裝備與生產環境的協同。
        (5)物流標準。包括標識系統標準,用于規范船舶總裝建造過程中重要設施、設備全生命周期身份識別與信息追蹤;物料定位技術標準,用于規范船舶制造過程中大件物料多、鋼板屏蔽、環境多變等特點的物料定位;智能倉儲與配送標準,用于規范物料存儲輸送過程中建模仿真、信息識別、狀態監控、作業管理、優化調度等。
        (6)管理標準。包括管理模型與仿真標準,用于規范制造資源、生產場地、關鍵裝備、生產工藝建模與仿真等;數字化運行和可視化標準,用于規范生產資源可視化、生產工藝可視化、關鍵裝備狀態可視化等。
        3.智能服務標準(BC)。包括供應鏈協同、遠程運維等2部分,如圖6 所示。

        圖6 智能服務標準子體系
        (1)供應鏈協同標準。用于規范供應鏈協同管理平臺通用要求、業務流程、資源優化與配置、交互流程等。
        (2)遠程運維標準。用于規范船廠遠程運維通用體系架構、接口要求、業務需求、知識庫、狀態監測、故障診斷等。
        4.新一代信息技術應用標準(BD)。包括人工智能應用、AR/VR 應用、邊緣計算應用、5G 應用等4 個部分,如圖7所示。

        圖7 新一代信息技術應用標準子體系
        (1)人工智能應用標準。用于規范船舶總裝建造場景的數字化描述與定義標準、知識庫構建、數據驅動性能評估等通用要求,制造過程現場數據采集、數據分析與挖掘、智能決策和協同控制等關鍵技術要求,以及技術應用和安全要求等。
        (2)AR/VR 應用標準。用于規范船舶總裝建造過程中的通用要求、互聯互通、系統集成、人機交互、性能測試、虛擬現實軟件及數據處理的應用以及安全要求等。
        (3)邊緣計算應用標準。用于規范船舶制造邊緣計算應用所涉及的架構、計算及存儲、安全要求等。
        (4)5G 應用標準。用于規范面向船舶總裝建造的5G網絡節點布置、數據傳輸速度和穩定性等環境構建要求,5G終端設備技術要求,以及5G 接入設備、數據的安全要求等。
        (三)船廠應用標準(C)。包括材料堆場(CA)、零件制造車間(CB)、中小組立車間(CC)、分段制造車間(CD)、噴涂車間(CE)、管加工車間(CF)、舾裝件車間(CG)、智能倉庫(CH)、總裝區域(CI)、船臺/船塢區域(CJ)和碼頭區域(CK)等11 個部分,如圖8 所示。

        圖8 船廠應用標準子體系
        1.材料堆場標準(CA)。用于規范材料堆場總體規劃、工藝流程分析、智能裝備、物資智能定位、智能調度、智能轉運、智能安全輔助、物資異動智能提醒、材料堆場管理等。
        2.零件制造車間標準(CB)。用于規范零件制造車間總體規劃、零部件分類、產品流向編碼、鋼材預處理工藝流程、加工工藝流程、鋼材預處理裝備、智能切割裝備、智能加工裝備、智能打碼劃線裝備、智能零件分揀裝備、設備數字化聯網、質量在線檢測、零件托盤數字化物流管理系統、零部件制造管理等。
        3.中小組立車間標準(CC)。用于規范中小組立車間總體規劃、中小組立分類、組立流向編碼、中小組立工藝流程、通用件機器人制作裝備、先行小組立機器人裝備、小組立機器人生產線、中組立移動式機器人裝備、中組立固定工位式機器人裝備、智能組立背燒裝備、工件識別定位技術、焊機聯網管理系統、質量在線檢測、部件托盤數字化物流管理系統、中小組立制造管理等。
        4.分段制造車間標準(CD)。用于規范分段車間總體規劃、分段分類、分段制作工藝流程、平面分段流水線、曲面分段焊接工作站、分段精度在線檢測裝備、裝備聯網管控、質量在線檢測、智能化物流、分段制造管理等。
        5.噴涂車間標準(CE)。用于規范噴涂車間總體規劃、噴涂工藝流程、帶結構面分段機器人噴砂裝備、帶結構面分段機器人噴涂裝備、涂裝在線檢測裝備、噴涂裝備聯網管控、噴涂智能化物流、噴涂管理等。
        6.管加工車間標準(CF)。用于規范管加工車間總體規劃、管件分類、管加工工藝流程、材料倉儲、自動切料設備、管法蘭智能焊接設備、先焊后彎機設備、成品管自動打碼設備、合攏管測量及再現裝備、質量檢測裝備、設備聯網管控、成品管托盤物流、管加工管理等。
        7.舾裝件車間標準(CG)。用于規范舾裝件車間總體規劃、舾裝件分類、制作工藝流程、編碼,通用件機器人制作裝備、智能編碼打碼裝備、設備數字化聯網、質量在線檢測、舾裝件托盤物流、舾裝件管理等標準。
        8.智能倉庫標準(CH)。用于規范智能倉庫總體規劃、建造、交付、作業流程、智能裝備、識別及傳感、物資信息協同、人工智能應用、有線及無線通信、智物流集配、集成優化、智能倉庫管理等。
        9.總裝區域標準(CI)。用于規范總裝區域總體規劃、工藝流程、自動化裝備、智能胎位管理系統、智能分段/總段物流管理、總裝區域管理等。
        10.船臺/船塢區域標準(CJ)。用于規范船臺/船塢區域總體規劃、作業流程、智能裝備、智能精度控制系統、質量管理自動化系統、起重設備管控、搭載網絡自動化管理、人員智能管理等。
        11.碼頭區域標準(CK)。用于規范碼頭區域總體規劃、作業流程、智能裝備、質量管理自動化系統、起重設備管理系統、關重設備智能管控、人員智能管理等。
        四、組織實施
        一是加強統籌協調。建立央地聯動、部門協作、行業推動、企業實施的工作機制,統籌協調船舶智能制造標準研制與實施,扎實推進船舶總裝建造標準化體系建設。
        二是加快標準研制。加大對船舶總裝智能制造急需標準研制的支持,推動標準試驗驗證平臺和公共服務平臺建設,實現船舶智能制造技術與標準的協同發展。
        三是加強宣貫培訓。充分發揮行業協會、學會、產業聯盟和標準技術委員會、專業機構的作用,加強標準宣貫培訓工作,提升標準應用咨詢服務,推動標準試點和推廣應用。
        四是推動融合發展。加強產學研用結合,促進跨界聯動,搭建船舶智能制造國際標準創新合作平臺,鼓勵開展多層面、多樣化的國際交流與合作。



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