《離散制造產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)規(guī)范》編制說明

《離散制造產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)規(guī)范》編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

離散制造作為一種高效、靈活和可持續(xù)的生產(chǎn)方式，其在現(xiàn)代工業(yè)中扮演著

至關(guān)重要的角色。由于該種生產(chǎn)方式具有多品種、小批量、產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一的特

點(diǎn)，使得其生產(chǎn)過程常由多個(gè)不同的加工子過程并行或串聯(lián)組合而成，中間環(huán)節(jié)

會(huì)出現(xiàn)多種不確定因素，產(chǎn)品質(zhì)量管控較為復(fù)雜。隨著新一代人工智能技術(shù)的快

速發(fā)展，不同類型的智能檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析等方法被相繼提出，這為離散制造產(chǎn)品

質(zhì)量智能化管理的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。

為了解決離散制造領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)，并推動(dòng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展，規(guī)

范的產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以明確生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和控制要求。這

有助于減少廢品和返工，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。通過智能化和自動(dòng)化管

控技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，提高生產(chǎn)效率和資源利

用效率。其中生產(chǎn)過程信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與可視化、設(shè)備故障檢測(cè)與實(shí)時(shí)

性維護(hù)、產(chǎn)品質(zhì)量分析與優(yōu)化這四個(gè)方面與離散制造的產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)密

切相關(guān)，它們?yōu)橹贫ê侠淼墓芸丶夹g(shù)規(guī)范提供了有效的理論方法和技術(shù)手段，是

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量智能管控的必要保障。通過規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)技術(shù)，可以提高離散

制造企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，并推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

目前，各大企業(yè)面對(duì)工藝流程、數(shù)據(jù)采集與處理、設(shè)備配置與狀態(tài)檢測(cè)、生

產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品質(zhì)量分析與溯源等方面的具體操作和管理方法都不盡相同，行業(yè)并

未明確離散制造生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量管控方法，相關(guān)技術(shù)和方法的選擇和應(yīng)用

將直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和資源利用效率。因此需要編寫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，指

明離散制造產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)規(guī)范。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)

1、按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》要求進(jìn)行編寫。

2、參照相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學(xué)性、適用性和可

操作性。

三、項(xiàng)目背景及工作情況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的有關(guān)規(guī)

定，經(jīng)中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)及相關(guān)專家技術(shù)審核，批準(zhǔn)《離散

制造產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為：CI2023023。

本標(biāo)準(zhǔn)由河南科技大學(xué)提出，中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)歸口。

根據(jù)計(jì)劃要求，本標(biāo)準(zhǔn)完成時(shí)限為6個(gè)月。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是河南科技大學(xué)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文檔起草及相關(guān)文件的編

制等。龍門實(shí)驗(yàn)室、河南群智信息技術(shù)有限公司、中信重工機(jī)械股份有限公司、

中航光電科技股份有限公司、機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司、三六零數(shù)字安

全科技集團(tuán)有限公司、洛陽理工學(xué)院參與起草，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)中重要技術(shù)點(diǎn)的研究和

建議，并參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論。

（三）標(biāo)準(zhǔn)研制過程及相關(guān)工作計(jì)劃

1、前期準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目立項(xiàng)前，標(biāo)準(zhǔn)編制小組查閱、研讀相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)，廣泛收集離散制造

的產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)相關(guān)的材料。同時(shí)，多次投身于離散制造產(chǎn)品質(zhì)量管控

實(shí)驗(yàn)，并與該行業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行調(diào)研、交流，廣泛征求標(biāo)準(zhǔn)制定方面的意見和建

議。

2、標(biāo)準(zhǔn)起草過程

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知公示后，標(biāo)準(zhǔn)編制小組首先組織了標(biāo)準(zhǔn)制定工作會(huì)議，各

編寫人員根據(jù)工作計(jì)劃分工和編寫要求開展了相關(guān)工作。在標(biāo)準(zhǔn)起草期間，編制

小組主編單位及參編單位組織了數(shù)次內(nèi)部研討會(huì)和專家咨詢會(huì)，經(jīng)過多次修改，

于2023年10月完成了標(biāo)準(zhǔn)初稿及編制說明的撰寫?作。

3、征求意見情況

2023年9月標(biāo)準(zhǔn)編制小組先后通過現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議、電話、微信等多種形式征集?

業(yè)專家相關(guān)意見和建議。針對(duì)征集的意見，標(biāo)準(zhǔn)編制小組召開了研討會(huì)，將收集

到的意見進(jìn)行匯總處理分析，在充分吸納合理意見的基礎(chǔ)上，先后修改和完成標(biāo)

準(zhǔn)內(nèi)容，于2023年11月下旬根據(jù)在各單位反饋意見基礎(chǔ)上，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見

稿并由中國國際科技促進(jìn)會(huì)提交全國標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)公示。

（四）主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

1、監(jiān)控視頻人員異常識(shí)別技術(shù)

（1）采用基于機(jī)器視覺的監(jiān)控視頻人員異常識(shí)別技術(shù)對(duì)關(guān)鍵崗位人員的行

為進(jìn)行智能監(jiān)控，具體包括人員身份識(shí)別、關(guān)鍵崗位人員工作狀態(tài)以及人員巡檢

狀態(tài)監(jiān)測(cè)等措施，解決了非授權(quán)人員的闖入、崗位人員工作狀態(tài)異常以及人員巡

檢不規(guī)范等生產(chǎn)過程中的安全問題。通過在不同場(chǎng)景下的實(shí)驗(yàn)和分析，驗(yàn)證了所

設(shè)計(jì)方法的可行性和有效性。

表1人員身份識(shí)別算法評(píng)判結(jié)果

樣本總數(shù)識(shí)別正確數(shù)精準(zhǔn)率單幀平均耗時(shí)

20363020332199.85%0.065秒

表2異常事件判斷結(jié)果

表3人員巡檢軌跡算法評(píng)判結(jié)果

場(chǎng)景監(jiān)測(cè)段真實(shí)狀態(tài)值實(shí)驗(yàn)狀態(tài)值準(zhǔn)確率

110.96596.5%

巡檢軌跡120.90.9100%

30.8750.86098.3%

10.9830.98099.7%

巡檢軌跡220.9960.96897.2%

311100%

（2）采用基于序列對(duì)比的監(jiān)控視頻人員異常識(shí)別技術(shù)對(duì)工人裝配動(dòng)作順序

進(jìn)行智能監(jiān)控。首先，將視頻表示為一個(gè)多維時(shí)間序列，其中包含了視頻序列中

每一幀提取的局部和全局特征。然后，通過對(duì)角化動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法對(duì)時(shí)間序列

進(jìn)行對(duì)齊，以此進(jìn)行異常行為的檢測(cè)和識(shí)別。在局部特征提取的過程中，采用了

基于姿勢(shì)估計(jì)和人物檢測(cè)算法的方案，這些局部特征可用于表示執(zhí)行動(dòng)作主體的

變化。利用Transformer網(wǎng)絡(luò)模型提取序列的全局特征，這些特征展示了視頻幀的

整體信息。

2、射頻識(shí)別技術(shù)

采用射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)在車間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過在產(chǎn)品包裝上附加

一個(gè)帶有芯片的標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)出倉庫和運(yùn)輸過程中相關(guān)信息的自動(dòng)采集和

讀取。產(chǎn)品的流向可以被記錄在芯片上，為后續(xù)的追蹤和管理提供便利。

3、離散制造車間數(shù)據(jù)分析技術(shù)

通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)離散制造車間內(nèi)生產(chǎn)要素產(chǎn)生的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整

合存儲(chǔ)、融合分析，為車間管理者做出科學(xué)決策提供了數(shù)據(jù)支撐。首先，采用數(shù)

據(jù)過濾、噪聲清洗等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；其次，采用歸一化的方式將數(shù)據(jù)統(tǒng)

一區(qū)間縮放解決數(shù)據(jù)的不同量綱問題；最后，利用特征提取、時(shí)序挖掘、回歸預(yù)

測(cè)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法從制造大數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值的信息。

4、離散制造車間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

通過對(duì)離散制造車間中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，將設(shè)備的運(yùn)行

數(shù)據(jù)以直觀、易于理解的方式呈現(xiàn)，使決策者能夠更準(zhǔn)確地分析趨勢(shì)、發(fā)現(xiàn)問題，

并做出正確的判斷。首先，通過生產(chǎn)設(shè)備、傳感器等收集與車間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相

關(guān)的數(shù)據(jù)，包括當(dāng)日產(chǎn)量、加工時(shí)間、停機(jī)、報(bào)警信息等。然后，通過數(shù)據(jù)庫管

理系統(tǒng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)收集到的信息，并使用JavaSpringBoot技術(shù)框架以及HTML5、

JavaScript、Vue等技術(shù)框架分別對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與可視化。在此基礎(chǔ)上，形成一

套以數(shù)據(jù)管理與處理、數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)狀態(tài)展示為一體的設(shè)備健康管理平臺(tái)，如

圖1所示。

圖1設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可視化界面

5、產(chǎn)品質(zhì)量溯源技術(shù)

產(chǎn)品質(zhì)量溯源技術(shù)是企業(yè)保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。如圖2所示，當(dāng)產(chǎn)

品出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，可借助溯源技術(shù)分析當(dāng)前的故障情況，并通過產(chǎn)品編碼向前

進(jìn)行追溯。追溯技術(shù)能夠及時(shí)而準(zhǔn)確地確定導(dǎo)致質(zhì)量問題的具體原因，并進(jìn)一步

追溯到異常產(chǎn)品所有工序的質(zhì)量信息。通過查找問題的根本原因，可以確定引發(fā)

質(zhì)量問題的具體部位和機(jī)制，明確涉及的責(zé)任工序、加工人員和加工時(shí)間等關(guān)鍵

信息。該追溯過程為解決和排除質(zhì)量問題奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)還可以確定存在潛在

質(zhì)量問題的產(chǎn)品批次，并查找同批次產(chǎn)品的去向，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品流向的跟蹤，避免

同一批產(chǎn)品在后續(xù)使用過程中可能引發(fā)更為嚴(yán)重的損失。通過追蹤產(chǎn)品流向，能

夠快速采取必要的措施，例如召回或修復(fù)，以保障用戶的安全和滿意度。

圖2離散制造過程質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯流程

四、標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則

標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，遵循了以下基本原則：

1、標(biāo)準(zhǔn)需要具有行業(yè)特點(diǎn)，指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的分析方法要積極參照采用國家

標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2、標(biāo)準(zhǔn)能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關(guān)鍵共性的技術(shù)要素。

3、標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)楫a(chǎn)品的開發(fā)、改進(jìn)指出明確的方向。

4、標(biāo)準(zhǔn)需要具有科學(xué)性、先進(jìn)性和可操作性。

5、要能夠結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況和產(chǎn)品特點(diǎn)。

6、與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)協(xié)調(diào)一致。

7、促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了離散制造產(chǎn)品質(zhì)量智能管控技術(shù)要求，正文部分共分四章包括

標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語定義技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)總體設(shè)計(jì)方案，其中

總體設(shè)計(jì)方案包括四部分：離散制造生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集方案、離散制造生產(chǎn)過程

數(shù)據(jù)分析與可視化方案、設(shè)備故障檢測(cè)與預(yù)測(cè)性維護(hù)方案、產(chǎn)品質(zhì)量分析與處理

方案。

六、與有關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

遵守和符合相關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。規(guī)范性引用文件包括：

GB/T42137-2022《離散型智能制造能力建設(shè)指南》

GB/T41252-2022《離散制造能效評(píng)估方法》

GB/T41258-2022《離散制造能效數(shù)據(jù)模型》

DB14/T2531—2022《離散型制造工藝數(shù)據(jù)分類及編碼要求》

DB14/T2472—2022《離散型裝備制造業(yè)數(shù)字化車間互聯(lián)互通要求》

DB22/T3030-2019《離散制造型企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)集成接口規(guī)范》

SJ/T11651-2016《離散制造業(yè)生產(chǎn)管理用射頻識(shí)別讀寫設(shè)備管理接口規(guī)范》

SJ/T11652-2016《離散制造業(yè)生產(chǎn)管理用射頻識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)模型》

T/SZJJ001.1—2022《中小型離散制造企業(yè)主數(shù)據(jù)通用規(guī)范第1部分：人員》

T/CCUA020—2022《離散制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用數(shù)據(jù)要求》

T/GDMES0018.3—2020《數(shù)字孿生生產(chǎn)線第3部分：離散制造設(shè)計(jì)平臺(tái)》

T/GDMES0018.2—2020《數(shù)字孿生生產(chǎn)線第2部分：離散制造結(jié)構(gòu)模型》

七、重大意見分歧的處理依據(jù)和結(jié)果

本標(biāo)準(zhǔn)起草過程中沒有重大分歧意見。

八、后續(xù)貫徹措施

建議由離散制造行業(yè)和工業(yè)