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综合标准化支撑多式联运集装箱行业智能制造

响应“一带一路”国家战略

发布时间:2017年09月06日 来源:中国自动识别网 作者:李媛红 张旭杰

集装箱运输是一种先进的现代化运输方式,具有提高装卸效率、提高货运质量、保证货物安全、减轻劳动强度、节省劳力、加快车船周转、便于联运和综合利用多种运输工具等许多优越性,被誉为20世纪国际运输史上的一场革命。

到目前为止,国际货运物流中有95%的货物是通过集装箱完成的,集装箱运输已成为当今国际货运物流的主要方式。我国集装箱制造业起始于1980年,经历了从无到小、从弱到强的过程,取得了辉煌的成就:在集装箱制造方面,我国已成为全球集装箱制造基地,集装箱生产能力、集装箱种类规格和集装箱产销量均已成为世界第一,以中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司(以下简称中集集团)为代表的中国集装箱制造企业集团占世界集装箱产量的96%以上。我国成为全球唯一能够提供集装箱三大系列产品以及其他物流装备的设计、制造和维护等“一站式”服务的国家;在国际贸易货运方面,中国港口货物吞吐量和集装箱吞吐量已连续多年位居世界第一,其中在世界港口货物吞吐量和集装箱吞吐量排名前十名中中国大陆分别占七席和六席。

国际多式联合运输简称多式联运,是在集装箱运输的基础上发展起来的,是指按照国际多式联运合同,以至少两种不同的运输方式,由多式联运经营人将货物从某一国境内接受货物的地点运往另一国境内指定交付货物的地点的货物运输。随着国际贸易和运输技术的发展,传统的海、陆、空等互不连贯的单一运输方式已不能适应形势的发展,多式联运作为一种新型的重要的国际集装箱运输方式,通过整合各种运输方式,充分发挥各方式的优点,提高运输效率和质量,满足运输个性化需求,受到国际航运界的普遍重视。

我国多式联运集装箱行业产业链条体系是以集装箱装备制造业为核心,中集集团、胜狮物流(青岛)有限公司、新华昌集团有限公司和上海寰宇物流装备有限公司等四大集装箱制造企业集团占中国集装箱产量的90%,仅中集集团一家就占据世界集装箱产量的50%以上。我国生产的集装箱箱型以20和40英尺标准干货集装箱为主,占总量的50%以上。客户以航运公司、租箱公司、铁路公司和集装箱运输企业为主。我国集装箱出口到世界一百多个国家和地区,排名前三是美国、中国香港和日本。排名前二十的国家和地区一直以来都是集装箱出口最重要的市场,占整个集装箱外贸市场的97%以上。可以说,中国集装箱行业代表了世界集装箱制造水平。

 

行业发展 标准先行

多式联运集装箱行业是我国传统装备制造业的缩影,在装备制造过程中,具备订单交付集中、客户交期严格以及研发设计、制造、供应链协同等行业特点,这就要求企业、车间、机器、产品、用户之间实现全流程、全方位、实时的信息共享,达到研发设计、生产制造、经营管理、售后服务的高度网络协同,这对集装箱制造车间的信息化、网络化和智能化建设提出了新的要求。

然而,现阶段我国国际多式联运集装箱制造行业仍存在信息化、网络化和智能化发展的不足:制造车间各制造系统之间分散建设,各自为政,业务信息不能共享,相互孤立,存在信息孤岛等现象;而且目前各类系统大都是定制开发,导致系统的通用性、可配置性、可扩展性差,不能适应多种业务需求和流程的变化等。

加强国际多式联运集装箱制造领域的标准化建设是实现网络化和智能化的关键,也是传统产业实现智能制造转型升级的前提。近年来,标准化在装备制造业中发挥着越来越重要的作用,特别是《中国制造2025》发布后,两化深度融合正在加快推进,“互联网+”正由消费领域向装备制造生产领域拓展,装备制造业领域正面临一场深刻的技术变革。而以装备制造业为代表的离散型制造业智能制造急需迫切解决的核心瓶颈问题之一就是互联互通及互操作问题。

在标准化方面,目前国内尚没有针对多式联运集装箱行业装备专用的接口标准和数据通讯协议,严重制约着国际多式联运制造装备的综合集成、互联互通和信息共享。如果不制定统一的接口标准,那么企业的生产装备和各制造系统之间就不能实现数字化联网,哪怕物理上将装备与系统连接在一起,也很难取得所需要的数据,不利于设备运行状态数据的查询利用,难以对生产过程进行数字化的管理,大数据挖掘更无从实现。更重要的是,现阶段标准的制定进程滞后于技术的发展速度,如果不加快行业或者国家标准制定的进度,加大标准推广的力度,一旦制造企业各自为政,采用自己制定的相关设备接口标准,今后的统一将会非常困难。

目前,“中国制造”集装箱占世界总量的96%,且年均增长保持在6%左右。然而,国际上还没有针对集装箱行业装备制定统一的接口标准。中集集团作为我国集装箱制造领域的龙头企业,有责任牵头制定相关的行业/国家标准,并在进口设备上对提供方提出要求,以标准化助力产业占领行业制高点,带领行业走向国际化。因此制定集装箱行业标准刻不容缓。

 

项目推进 标准支撑

按照《中国制造2025》的战略部署,工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定发布了《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》,充分发挥标准在推进智能制造发展中的基础性和引导性作用,建成覆盖5大类基础共性标准、5大类关键技术标准及10大领域重点行业及传统制造业应用标准的国家智能制造标准体系(如图1)。

图1  智能制造标准体系结构

具体而言,A(基础共性标准)包括基础、安全、管理、监测评价和可靠性等五大类,位于智能制造标准体系结构的最底层,其研制的基础共性标准支撑着标准体系结构中B(关键技术标准)和C(重点行业标准);BA(智能装备标准)位于智能制造标准体系结构中B的最底层,与智能制造实际生产联系最为紧密;在BA之上的是BB(智能工厂标准),是对智能制造装备、软件、数据的综合集成,该标准领域在智能制造标准体系结构中起着承上启下的作用;BC(智能服务标准)位于B的顶层,涉及到对智能制造新模式和新业态的标准研究;BD(工业软件和大数据标准)与BE(工业互联网标准)分别位于智能制造标准体系结构中B的最左侧和最右侧,贯穿B的其他三个领域(BA、BB、BC),打通物理世界和信息世界,推动生产型制造向服务型制造转型;C位于智能制造标准体系结构中最顶层,面向行业具体需求,对A和B进行细化和落地,指导各行业推进智能制造。

目前,国内陆续开展了装备制造业方面的标准化研究,已制定有智能工厂工业控制系统、工业自动化系统及某些工业设备的相关标准,但还没有制定设备互联相关的标准。“国际多式联运集装箱行业装备与制造系统互联互通及操作标准研究与试验验证项目”结合新一代信息技术和网联技术,是国内首次对集装箱装备制造行业智能装备数据通信进行标准化规定,率先提出了国际多式联运集装箱行业装备互联互通网络体系结构,解决了国际多式联运集装箱行业智能装备之间、智能装备与制造系统之间互联互通的问题,推动国际多式联运装备智能工厂和数字化车间等新模式的应用,促进行业转型升级。

该项目的目标是制定国际多式联运集装箱行业智能装备与制造系统间的网络通信接口标准,并验证其互联互通和互操作性能。从内容上看,此标准涵盖了国际多式联运集装箱行业智能装备从设备互联、车间管理、企业管理及构成整个生产网络的层级结构,规定了大型空气压缩机、激光切割机、焊接机器人、调漆喷涂装备、同步拉箱装备等生产线大型装备的网络通信技术要求和通信协议,同时对设备互联的数据结构和数据信息提出了严格要求。依据这些标准,能实现国际多式联运集装箱行业大型装备的互联互通。这将是国内首次对国际多式联运集装箱行业装备的数据通信进行标准化规定,为多式联运集装箱行业践行智能制造提供强有力的标准支撑。

现阶段,我国经过几十年的高速发展,人口红利已逐渐消失,部分制造业逐渐向东南亚等人工成本更低的地区转移;传统制造业依靠低廉的人工成本占领市场的局面已经一去不返。

我国制造业要在发达国家先进技术优势和发展中国家低成本竞争的双重挤压下突出重围,实现制造业由大转强的历史性跨越,产业结构调整势在必行。智能制造正是利用新一代信息技术对传统制造业生产方式和组织模式的创新,由此可见,智能制造是我国经济新常态下的一种必然选择,也是我国制造业发展的现实需要,有助于促进我国集装箱行业装备制造业转型升级。该项目实施将促进集装箱行业制造企业快速普及智能制造,实现全球研发设计协同、制造协同、供应链协同,从而解决该行业“订单集中、国际交付、国际协同生产”等特殊需求面临的问题。

标准在国际贸易中的地位越来越重要,标准的竞争已经成为国际经济和科技竞争的焦点,是一个企业和国家核心竞争力的来源。标准化是创新的驱动力,通过行业标准引领产业方向,通过标准竞争增强我国制造业在国际上的话语权,是我国制造业由大变强的关键一环。

现阶段国际上还没有针对集装箱行业智能装备制定专用的接口标准和数据通讯协议,本标准的制定和实施,其总体技术处于国际领先水平。本项目联合单位交通运输部水运科学研究所作为全国集装箱标准化技术委员会秘书处承担单位,负责我国集装箱领域内的国家标准与行业标准化技术归口工作,对口国际组织ISO/TC104(国际集装箱标准化技术委员会),随着国际多式联运技术的发展以及普及,本项目制定标准有望上升为国际标准。能够进一步增强我国在国际货运物流领域的竞争优势,并能在行业内树立标杆作用。

标准决定质量,高标准决定高质量。物联网所地处我国改革开放的前沿阵地,深知标准在中国制造转型升级和产品质量和品牌构建的重要作用,标准化助力中国产品向高质量和品牌方向转变,大力推进物联网技术应用,实现中国制造转型升级。

李媛红 张旭杰

作者单位:深圳市标准技术研究院物联网所

《中国自动识别技术》2017年第4期总第67期

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