从数字化工厂到工业4.0 ——访机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松

    当前，不管是数字化工厂，还是工业4.0，他们作为未来工业发展的前瞻性主题，应当说其概念意义远比现实意义更突出。虽然我国在十一五规划、十二五规划、战略性新兴产业等政策中将先进制造、两化融合都放在很重要的位置并给予支持，相关产业取得了显著进步和大量技术成果，也涌现出西电电气、海尔等一批在先进制造领域有突出业绩的企业，但我们对于智能制造而言，目前无论是理论构架还是现实技术条件都还处于初级阶段，要真正进入工业4.0时代，估计还需要至少20年的时间。现在包括西门子在成都新建的工业自动化产品生产研发基地、大众汽车生产线仿真系统等，虽然已经用到虚拟仿真、优化工程规划等技术，但距离真正的全生命周期的数字化还有较长的路要走。而我们作为一个标准化技术委员会和公益性研究所，会继续加强有关标准、政策和技术的研究和宣贯，配合相关政府部门，服务于行业内的广大企业，协助他们更快更好地完成数字化工厂的建设。

    “工业4 . 0 和数字化工厂的相关技术将促进产业链和价值链的分工重组，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的业态和合作形式，形成自动化、信息化、一体化、精益化、集成化的数字化工厂。“

   Q：标准既是技术集成的载体和大规模应用的基础，也是掌控市场主动权的关键。您认为标准在实现数字化工厂和工业4.0中起到什么样的作用？

    欧阳劲松：由于数字化工厂是通过网络将公司和业务联系并集成起来，因此必须规定统一的合作机制和信息交换机制，这就需要建立在标准的基础上。完善的标准体系能为数字化工厂相关技术系统的构建、开发、集成和运行提供基础和框架。在工业4.0的八个优先行动领域中，标准化和参考架构排在首位，这也体现了标准的重要作用。在实现过程中，有大量需要进行标准化的内容，比如基本的参考模型、术语、语义、服务架构、特性和结构描述；在管理复杂系统中的规划模型、仿真模型、模型形式化描述、一致性、互操作性、接口等；在为工业建立宽频基础设施中的通信协议、时钟同步、可靠性、可用性、实时性；在安全和保障中的安全标识、本质安全、功能安全、工业信息安全；以及资源利用效率中的设备能效、系统能效、能效KPI（关键性能指标）、实时优化、绿色标识等。目前尽管一些既定标准已经在各种学科、专业协会和工作组中使用，但是仍缺乏对这些标准的协调和统一。数字化工厂和工业4.0的建设涉及多个方面，必须统筹安排，标准先行，以国际标准为基础，融合相关技术要求，将现有标准纳入全球体系中进行考虑，才有可能真正实现数字化工厂或工业4.0。

    Q：请您介绍一下国际上在数字化工厂和工业4.0标准化方面的现状？作为工业自动化领域的国内对口标准化组织，为推进数字化工厂的实现，SAC/TC124目前已经开展了哪些工作？

    欧阳劲松：数字化工厂是目前IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化）技术领域中的一个重要议题。2011年6月，IEC/TC65成立了TC65/WG16“数字化工厂”工作组，专门从事数字化工厂国际标准的制定工作。西门子、施耐德电气、罗克韦尔自动化、横河电机等国际知名自动化企业都参与了相关工作。2012年11月，发布了技术报告IEC/TR 62794《工业过程测量、控制和自动化 生产过程表示用参考模型（数字工厂）》。同时启动了正式国际标准的制定程序，并于2012年3月进行了新项目草案（NP）的投票，目前正处在委员会草案（CD）投票过程中。为了更好地研究工业4.0相关技术，IEC/SMB（标准管理局）成立了ahG 49工业4.0特别工作组，但其涉及的基础标准大部分都来自IEC/TC65，也包括ISO/TC184（工业自动化系统集成）、ISO/IEC JTC1（信息技术）、IEC/SC3D（产品属性、分类及标识）、IEC/TC17B（低压开关和控制器）、IEC/TC44（机械安全）等的标准项目。目前德国DKE（德国电工电子及信息技术委员会）梳理的工业4.0标准基础包括：

    • 现场总线标准： I EC 6 1 1 5 8（ 现场总线规范） 、IEC 6 2 6 8 3 （ 低压开关和控制器） 、I E C 6 2 5 9 1（WirelessHART）、IEC 62601（WIAPA）、IEC 62734（ISA 100.11a）、PROFIBUS 过程控制行规等；

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