面向「工業4.0」的港機裝備製造業標準化工作及其推進策略

? 面向「工業4.0」的港機裝備製造業標準化工作及其推進策略

王　玥　王　蘋　秦朔麗

上海振華重工(集團)股份有限公司

摘　要： 隨著信息技術與工業技術不斷融合發展，製造業將逐步邁入「工業4.0」時代。結合當前環境下裝備製造業信息化建設的進程，分析了港口機械裝備製造企業現狀，提出了企業標準化建設對實現「工業4.0」的重要性，探討了推進港機裝備製造業標準化的策略和路徑。

關鍵詞： 港口機械； 工業4.0； 製造業； 標準化； 策略

1　引言

「工業4.0」，即第四次工業革命，就是創造以智能製造為代表的先進位造模式，包括智能工廠、智能生產以及智能物流這3大主題。「工業4.0」旨在提升製造業的智能化水平，建立智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業夥伴。「工業4.0」目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。為了確保「德國製造業的未來發展地位」，德國將「工業4.0」上升為國家戰略。2002年，中國提出了「兩化融合」的指導思想，與德國推行的「工業4.0」戰略不謀而合，《中國製造2025》是中國走向「工業4.0」的第一步。實施標準化是「工業4.0」得以實現的基礎保障，因此，無論是德國的「工業4.0」還是中國的《中國製造2025》，其中都包括了標準化戰略。

傳統標準化是企業通過建立企業標準體系來達到加強標準化能力建設的目的，傳統標準化活動通常以制定標準為目的，並以標準數量增長為目標，標準內容是對現有經驗的總結提煉，對技術進步缺乏敏感性，其標準化體系缺乏整體性，無法適應「工業4.0」進行跨部門、跨行業甚至產業鏈上下游協調管理的新要求。綜合標準化具有整體性和目的性的特點，適應解決綜合性複雜問題，通過建立企業標準綜合體，為企業的產品研製開發，提高產品質量，強化技術創新能力提供系統的技術平台。按照GB 12366-2009《綜合標準化工作指南》要求，綜合標準化的最終目標是建立起適應企業新發展的標準綜合體。

標準化是「工業4.0」落地的關鍵。標準先行是「工業4.0」戰略的突出特點。為了保障「工業4.0」順利實施，德國將標準化排在行動首位。在《中國製造2025》戰略任務中，對標準化工作作出了部署，要求加強標準體系建設，改革標準體系和標準化管理體制，組織實施製造業標準化提升計劃，在智能製造等重點領域開展綜合標準化工作。在已經啟動和準備啟動「工業4.0」建設的企業中已達成共識，即標準化是「工業4.0」得以實現的基礎保障，必須做好相關標準化工作，才能向信息化過度，實現無縫對接。

2　「工業4.0」環境下的港機裝備製造業

2.1　 現狀與特徵

以往國內企業在產業轉型升級過程中往往更重視技術因素而忽略了管理因素，產品生產更注重速度和效益而忽略了標準管理。標準化的缺失，尤其是管理標準化的不足，實際上是國內企業發展進程中遭遇的一個重要難題。

管理與生產方式相對落後。與發達國家相比，企業的主要競爭力在於技術的不斷創新，研發創新的產品，但企業很多時候忙於應付生產而忽略了標準化綜合管理。現代化生產水平相對較低，還存在作坊式的加工工藝與製造、農業式管理、簡單的以包代管體制，沒有進行系統的、專業化、規模化的工業化規劃與設計。一體化的工藝設計、專業化分工、定額核算積累、科學剛性的培訓、科技和設備的有序更新等，缺乏前瞻性、全局性和系統性。

企業標準化程度亟需提高。由於碼頭條件和客戶要求不同，港機產品多為單件定製，個性化程度高，幾乎沒有完全相同的產品。處在一個比較低的標準化基礎上，很難在短期內形成大規模的智能生產。

2.2　「工業4.0」時代的標準化工作推進策略

由於前期積累不夠，不足以支撐「工業4.0」環境下的企業運行，面臨著管理基礎薄弱，標準體系不健全，重要標準缺失等一系列問題，是當前不少製造企業面臨的問題。在這樣的背景下，企業領導層對標準化工作有正確的認識並給予足夠的重視，企業標準化工作者需要開展很多與信息化、智能工廠要求和「工業4.0」建設相關的新的標準化工作，才能適應工業40時代的不斷發展。

「工業4.0」中的標準化戰略要求標準化與信息化建設同步甚至要超前進行，能為產業發展勾勒出整體框架，指導企業發展和建設。「工業4.0」時代裝備製造企業的標準化工作應著重從以下4方面推進：

(1)建立具有前瞻性的綜合標準化體系。「工業4.0」時代的標準化體系應具備系統性、協調性、開放性、動態性與適應性等特點。系統性和協調性能夠成體系地推進配套以及系統的研製應用，強化共性技術和模塊介面；開放性能夠保證各利益相關方的參與和調節；動態性和適應性則有助於避免技術不確定帶來的整體性錯誤。這些正是綜合標準化具備的特點。「工業4.0」所設想的系統中,數字化流通管道從設計研發開始一直延伸到用戶端和機器運維端,需要進行頂層設計，全盤考慮，同時必須要做好與之相適應的具有前瞻性的綜合標準化體系的頂層設計。

(2)基於三維模型的產品標準化。「工業4.0」的目標是提供高度靈活的個性化和數字化的產品及其服務，為了滿足產品個性化的要求，模塊化是最好的解決途徑。通過產品的模塊化設計，在用戶提出個性化需求時，則像搭積木一樣將各標準化模塊重新組裝即可。港機裝備由於其獨有的特點，一下子達到模塊化設計很難，故首先進行產品的標準化、通用化、精益化設計，逐步向模塊化過渡是合理的路徑。

虛擬製造是「工業4.0」一個很重要的環節,要求企業的產品設計由二維設計向三維設計轉變，利用三維模型來表達零部件，利用計算機將虛擬的零部件組成完整的虛擬的產品數字樣機。在虛擬環境中對虛擬的產品進行設計優化、性能測試、製造和使用模擬，這就是「工業4.0」中的虛擬製造的內涵。基於三維模型的產品標準化是實現「工業4.0」智能製造的起點和落地的基礎。

(3)數據標準化。大數據是幾年前就已經出現的一個概念，隨著「工業4.0」再一次提出並在「工業4.0」建設中起著很關鍵的作用。傳統港機裝備企業信息化水平偏低，基本上在工業2.0階段，還未達到工業3.0，建設「工業4.0」不能急於求成。數據本身就是企業的一筆巨大財富，而企業在進行ERP、PLM和其他信息系統應用時，必須要做到信息唯一、資源共享，而信息代碼是信息系統數據的唯一標識。

信息分類編碼標準化是信息化建設的基礎，是大數據的基礎，也是「工業4.0」的基礎。企業應根據信息化建設發展規劃和信息系統中對信息分類編碼對象的需求，編製新的信息分類編碼標準或規範已成熟的編碼規則，形成統一的編碼體系，建立基礎資源資料庫標準化體系。通過信息化系統，實現對基礎信息資源的收集與廣泛共享。信息資源本質上就是數據。基礎數據標準化包含如術語標準化、圖樣標準化、物料代碼標準化、介面標準化、交換文檔標準化等，在運用綜合標準化方法建立企業標準體系時都應有所考慮。

(4)生產系統標準化。「工業4.0」需要一套完整的智能工廠設計方案，無論是對舊廠改造還是新工廠建設，都要對設備投資、工廠場地、工裝夾具等進行精益設計。傳統的港機裝備製造企業往往注重了生產效率而忽視了管理，對廠區設置、工裝夾具使用等沒有統一的規劃管理，這些是「工業4.0」面臨的主要問題，MES系統的上線需要做好生產系統標準化工作，包括設備、工藝、流程的標準化等。

(5)業務流程標準化。在「工業4.0」環境下，信息化技術應用於產品整個生命周期，基於三維模

型的業務流程形式與傳統的二維圖紙形式相比，很多方面都需要做一些調整和改變。規範新的業務流程，使業務流程標準化，是實現對數據、過程及資源的自動化管理與控制的必要條件。業務流程標準化一是解決人員如何按照標準化的工作程序開展工作，二是解決人與人、人與設備、設備與設備之間順利銜接，對各業務流程有效控制，從而適應自動化工作流程的需求。

3　結語

「工業4.0」的目的是實現製造企業智能化，滿足客戶的個性化需求。「工業4.0」將推動企業標準化工作從「產品標準化」向「工廠標準化」發展。面對「工業4.0」，企業在制定發展戰略和信息化戰略規劃的同時，制定與之相適應的企業標準化工作戰略十分必要。對於傳統港機裝備製造企業來說，標準化工作應提前，運用綜合標準化的方法根據信息化進程動態地制定、推廣，並根據反饋適時進行修正。如果把信息化比作帶領企業通往「工業4.0」的列車，標準化則是保證列車正常運行的鐵軌路基，企業應做好標準化戰略頂層設計，認清標準化與信息化的關係，不斷探索，拓路前行。

參 考 文 獻

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王玥： 200125， 上海市浦東新區東方路3261號

Standardization Promoting Strategies for Port Machinery Equipment Manufacturing Industry in "Industry 4.0"

Shanghai Zhenhua Heavy Industry Co., Ltd.　Wang Yue　Wang Ping　Qin Shuoli

Abstract: With integration and development of information technology and industry technology，manufacturing are stepping into the age of "Industry 4.0". Combined with the information construction process of current equipment manufacturing industry, the situation of port machinery equipment industry is analyzed, the importance of enterprise standardization to the "industry 4.0" is proposed, and the strategies to promote standardization of an enterprise are discussed.

Key words: port machinery; Industry 4.0; manufacturing; standardization; strategy

收稿日期： 2016-5-15

DOI： 10.3963/j.issn.1000-8969.2016.03.015

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