2016年智能制造能力成熟度模型白皮书_47页-2mb
报告摘要
智能制造能力成熟度模型白皮书(1.0)总结
核心内容
《智能制造能力成熟度模型白皮书(1.0)》由中国电子技术标准化研究院于2016年9月20日发布,旨在为企业实施智能制造提供指导和评估工具。该模型是在对国内外相关成熟度模型研究的基础上,结合我国制造业特点和企业实践经验总结而成,提出了智能制造的阶梯目标和演进路径,以及实现智能制造的核心要素、特征和要求。
主要观点
- 智能制造的定义:智能制造是将智能技术应用于制造全过程,实现设计、生产、物流、销售和服务等业务单元乃至企业整体的数字化、网络化与智能化,形成感知、执行及控制决策的闭环。
- 模型的维度与结构:模型从“智能+制造”两个维度出发,涵盖设计、生产、物流、销售、服务、资源要素、互联互通、系统集成、信息融合、新兴业态10大类核心能力,细化为27个域。
- 成熟度等级:模型将智能制造能力分为5个等级,分别为规划级、规范级、集成级、优化级和引领级,每个等级对应不同的成熟度要求。
- 模型的应用:模型分为整体成熟度模型和单项能力模型,适用于不同规模和需求的企业。整体模型适用于大型企业,单项模型适用于中小企业或特定环节有智能化提升需求的企业。
- 模型的推广与改进:模型的推广与改进需要结合企业实践,建立可量化的关键指标体系,开展试验验证,并在更广泛范围内进行应用。
关键信息
1. 模型的维度
- 制造维:涵盖设计、生产、物流、销售和服务5类,强调制造全过程的智能化提升。
- 智能维:涵盖资源要素、互联互通、系统集成、信息融合和新兴业态5类,强调智能技术与制造过程的融合。
2. 成熟度等级描述
- 1级(规划级):企业开始进行智能制造的规划和投资,具备部分信息化基础,但尚未真正进入智能制造阶段。
- 2级(规范级):企业形成了智能制造的规划,主要设备具备数据采集和通信能力,信息在内部实现共享。
- 3级(集成级):企业实现核心业务和生产单元的数字化、网络化改造,系统间实现集成,完成智能化提升的准备。
- 4级(优化级):企业完成全面集成,实现信息与物理世界的互动,通过知识库和专家库优化生产工艺和业务流程。
- 5级(引领级):企业具备全面的智能化能力,实现个性化定制、远程运维与协同制造等新型业态,成为行业标杆。
3. 模型的结构
- 10大类核心能力:设计、生产、物流、销售、服务、资源要素、互联互通、系统集成、信息融合、新兴业态。
- 27个域:每个大类下包含若干细化域,如设计类包括产品设计、工艺设计(离散)、工艺优化(流程)等。
- 5个等级要求:每个域下对应不同等级的成熟度要求,如互联互通要求从3级到5级,信息融合要求从4级到5级。
4. 模型的应用
- 诊断评估:通过与模型要求对标,判断企业当前智能制造水平,并分析与目标的差距。
- 统计分析:形成量化数据,了解区域或行业的智能制造整体现状和关键指标。
- 改进提升:明确发展方向,设计战略目标与行动规划,选择解决方案和服务,实现分阶段的提升。
- 评价主体:适用于产业主管部门、制造企业、解决方案提供商、第三方机构等四类主体。
5. 相关理论的对比分析
- 软件能力成熟度模型(SW-CMM):以过程为核心,强调过程管理和持续改进,本文模型借鉴其思想,将智能制造拆分为可管理的最小单元。
- 智能制造系统架构:从生命周期、系统层级、智能功能三个维度出发,本文模型归纳为“智能+制造”两个维度。
- 工业4.0就绪度:由德国VDMA提出,本文模型在维度和域的划分方法上与之相似,但更注重技术与业务的融合。
- 制造成熟度模型(MRL):基于技术成熟度(TRL),本文模型在制造风险控制方面有借鉴,但更强调智能制造的综合能力。
- 罗兰贝格模型(RB Industry 4.0):从工业优秀度和价值网络两个类别出发,本文模型则从企业层面出发,涵盖智能制造的各个方面。
模型的评价方法
- 选择模型:根据企业规模和需求选择整体成熟度模型或单项能力模型。
- 选择评价域:根据行业特点(流程或离散)选择适合的评价域。
- 基于问题的评价:对每个域的成熟度要求设置问题,通过现场取证和评分,判断是否满足要求。
- 给出分值与等级:根据问题得分,加权平均形成域得分,进而计算类得分,最终得出企业总得分并划分等级。
评价示例
某电子产品加工企业于2015年申请智能制造整体能力成熟度评价,适用离散模型。通过现场评价,得出各等级的得分,如表所示:
| 等级 | 得分 | 设计 | 生产 | 物流 | 销售 | 服务 | 资源要素 | 互联互通 | 系统集成 | 信息融合 | 新兴业态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5级 | 0.14 | 0.19 | 0.07 | 0 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | 0.15 | 0.15 | 0.3 | 0.1 |
| 4级 | 0.36 | 0.25 | 0.4 | 0.35 | 0.35 | 0.25 | 0.4 | 0.35 | 0.45 | 0.42 | / |
| 3级 | 0.57 | 0.55 | 0.5 | 0.45 | 0.55 | 0.55 | 0.63 | 0.7 | 0.63 | / | / |
| 2级 | 0.69 | 0.7 | 0.6 | 0.8 | 0.7 | 0.65 | 0.7 | 0.7 | / | / | / |
| 1级 | 0.82 | 0.88 | 0.72 | 0.88 | 0.9 | 0.72 | 0.8 | 0.8 | / | / | / |
总结与展望
智能制造能力成熟度模型的提出,有助于企业识别自身在智能制造中的不足,明确发展方向,并通过科学的评估和改进,逐步实现智能制造目标。该模型的研究和推广是一个动态优化的过程,需要结合企业实践不断改进。未来应重点围绕以下四点开展工作:
- 调研行业差异:优化通用关键域和模型,使其适用于不同行业。
- 建立关键指标体系:构建与模型匹配的、具体可量化的指标体系。
- 开展试验验证:通过企业试用模型,验证其科学性和合理性。
- 推广应用:在制造业企业中广泛开展评价活动,积累数据并推动整体发展。
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