智能制造测试与评价概论
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1.4 智能制造测试与评价的重要性和必要性

智能制造测试与评价的重要性和必要性主要表现为以下几方面。

1.质量与可靠性保障需求日益增加

智能制造发展面临诸多基础共性问题——系统解决方案有待验证、质量与可靠性保障与提升技术研究有待加强。一方面,我国缺乏顶层框架设计与系统成套解决方案提供商,同时未掌握智能制造产业关键零部件的核心技术,面临着不同水平的国产、进口设备/软件的集成与互联问题、国产化替换问题,迫切需要开展系统构件的集成应用验证技术研究和标准验证技术研究,为新技术、新工艺、新产品、新应用、新服务和新过程等的有效性和可行性进行严格的试验验证,满足智能制造系统构件间的兼容适配、互联互通、互操作的要求;另一方面,新一代信息技术的应用与系统的数字化、网络化和智能化发展导致复杂性增加,传统的质量与可靠性保障技术难以应对系统新形态,亟须发展基础共性理论和技术,提供全生命周期、全质量特性的质量测评服务,推进智能制造产业健康发展。

美国工业互联网联盟积极开展测试床建设项目,目前已通过11个测试床项目,涉及高速网络、工厂设备和工具跟踪、预测性维护等。在我国国务院颁布的《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》中明确提出,“建设测试验证平台和综合验证试验床,开展兼容适配、互联互通和互操作测试验证”。在工信部印发的《工业强基工程实施指南(2016—2020年)》《工业强基2016专项行动实施方案》中指出,“加快解决影响产品质量提升的关键共性技术问题。组织实施质量提升工艺优化行动,以对质量有较大影响的关键和特殊工序为重点,实施一批工业诊断和工艺改进项目。组织实施质量攻关项目,攻克一批行业非竞争性共性质量技术问题,推动产业链协同,加快高质量产品产业化。加强工业基础领域标准体系建设,加快标准制定,强化产业链上下游标准协同,推动重点标准国际化”。

2.网络与信息安全形势愈加严峻

智能制造系统的开放性增加,信息安全威胁日益突出,需加强安全测评技术研究,完善安全保障体系。随着两化深度融合的不断深入、管控一体化的逐渐落实和关键技术的不断发展,工业生产制造系统正在经历从单机走向互联、从封闭走向开放、从自动化走向智能化的转型升级道路,企业工业网络(OT)与互联网(IT)正快速融合。这导致工业系统间的相互依赖性和风险相关性不断增加,各类工业设施遭受黑客攻击事件层出不穷,有的甚至威胁国家安全。目前,世界各国高度重视关键工业系统的网络安全。法国阿尔斯通公司、丹麦必凯公司、美国本特利公司、爱达荷国家实验室、橡树岭国家实验室、西北太平洋国家实验室、日本工业控制系统信息安全研究中心等均已建设工业系统安全测试平台,开展安全攻防研究,建设并完善重要工业系统的安全保障体系。

面临日益严峻的工业信息安全形势,我国智能制造产业在信息安全保障方面仍缺乏研究,安全检测能力不足。我国在《中国制造2025》的智能制造发展战略中明确指出要“加强智能制造工业控制系统网络安全保障能力建设,健全综合保障体系”;在工业和信息化部印发的贯彻落实《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》行动计划(2015—2018年)的通知中提出,要“加强工业信息系统安全保障体系建设”——“优先支持工业控制产品与系统信息安全仿真测试、监测预警等公共服务平台建设”;国务院印发的《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》提出将“提高工业信息系统安全水平”——“支持系统仿真测试、评估验证等关键共性技术平台建设”。为此,开展智能制造装备检测工作,为工业企业提供安全检测服务,能够为智能制造系统提供更为全面的、整体的安全保障,有力提升国家智能制造系统的安全防护水平,为智能制造领域的安全应用提供坚实的基础。

3.智能制造水平提升有待引导

目前,国内制造企业的智能化转型升级需求迫切,但缺乏测评体系指导。我国制造企业面临“亟待转型升级、提质增效”VS“技术基础薄弱、升级改造成本十分高昂”的双向压力,仍缺乏可操作性强的评价体系指导以制定符合企业实际的升级路径。政府引领产业发展也面临“安全自主可控”VS“核心技术装备受制于人”的双向压力,也需要系统、科学的评价体系,用以衡量智能制造产业发展实际水平、指导智能制造产业发展及企业智能制造建设,而国内仍缺乏完整性、可操作性强的研究成果以切实指导实际操作。通过智能制造系统的智能化水平进行科学、系统、有效的评估,将为行业企业评估智能制造建设水平、鉴别智能制造能力短板、明确智能制造转型升级方向提供有效的指导和支撑,为政府推动智能制造发展提供决策参考。