《智能制造能力成熟度模型》
一、診斷咨詢(xún)服務(wù)依據
1、《智能制造能力成熟度模型》
中國電子技術(shù)標準化研究院于2016年9月20日發(fā)布了《智能制造能力成熟度模型》白皮書(shū)，旨在為企業(yè)實(shí)施智能制造提供指導，幫助企業(yè)認清自身所處的發(fā)展階段，能夠根據能力成熟度模型進(jìn)行自我評估與診斷，達到有針對性的提升和改進(jìn)智能制造能力的目的。
智能制造能力成熟度模型是在對國內外相關(guān)成熟度模型研究的基礎上，結合我國智能制造的特點(diǎn)和企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗總結出的一套方法論，它給出了組織實(shí)施智能制造要達到的階梯目標和演進(jìn)路徑，提出了實(shí)現智能制造的核心要素、特征和要求，為內外部相關(guān)利益方提供了一個(gè)理解當前智能制造狀態(tài)、建立智能制造戰略目標和實(shí)施規劃的框架。
成熟度模型由維度、類(lèi)、域、等級和成熟度要求等內容組成。維度、類(lèi)和域是“智能+制造”兩個(gè)維度的展開(kāi)，是對智能制造核心能力要素的分解。等級是類(lèi)和域在不同階段水平的表現，成熟度要求是對類(lèi)和域在不同等級下的特征描述。
成熟度模型在充分研究中國智能制造系統架構、工業(yè)4.0參考架構模型 (RAMI 4.0)、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構，深入挖掘智能制造內涵的基礎上，根據“智能+制造”兩個(gè)核心維度，分解為設計、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)、資源要素、互聯(lián)互通、系統集成、信息融合、新興業(yè)態(tài)10大類(lèi)能力以及細化的27個(gè)要素域，對每個(gè)域進(jìn)行分級，每一級別對應相應的要求，構成智能制造能力成熟度矩陣，模型架構與能力成熟度矩陣的關(guān)系如下圖所示。
《成熟度模型》根據智能制造的階段水平，定義了智能制造的5個(gè)等級，描述了一個(gè)組織逐步向智能制造最終愿景邁進(jìn)的路徑，代表了當前實(shí)施智能制造的程度，同時(shí)也是智能制造評估活動(dòng)的結果。
各個(gè)等級的定義如下表：
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一、規劃級 |
在這個(gè)級別下，企業(yè)有了實(shí)施智能制造的想法，開(kāi)始進(jìn)行規劃和投資。部分核心的制造環(huán)節已實(shí)現業(yè)務(wù)流程信息化，具備部分滿(mǎn)足未來(lái)通信和集成需求的基礎設施，企業(yè)已開(kāi)始基于IT進(jìn)行制造活動(dòng)，但只是具備實(shí)施智能制造的基礎條件，還未真正進(jìn)入到智能制造的范疇。 |
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二、規范級 |
在這個(gè)級別下，企業(yè)已形成了智能制造的規劃，對支撐核心業(yè)務(wù)的設備和系統進(jìn)行投資，通過(guò)技術(shù)改造，使得主要設備具備數據采集和通信的能力，實(shí)現了覆蓋核心業(yè)務(wù)重要環(huán)節的自動(dòng)化、數字化升級。通過(guò)制定標準化的接口和數據格式，部分支撐生產(chǎn)作業(yè)的信息系統能夠實(shí)現內部集成，數據和信息在業(yè)務(wù)內部實(shí)現共享，企業(yè)開(kāi)始邁進(jìn)智能制造的門(mén)檻。 |
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三、集成級 |
在這個(gè)級別下，企業(yè)對智能制造的投資重點(diǎn)開(kāi)始從對基礎設施、生產(chǎn)裝備和信息系統等的單項投入，向集成實(shí)施轉變，重要的制造業(yè)務(wù)、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)單元完成數字化、網(wǎng)絡(luò )化改造，能夠實(shí)現設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、物流、服務(wù)等核心業(yè)務(wù)間的信息系統集成，開(kāi)始聚焦工廠(chǎng)范圍內數據的共享，企業(yè)已完成了智能化提升的準備工作。 |
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四、優(yōu)化級 |
在這個(gè)級別下，企業(yè)內生產(chǎn)系統、管理系統以及其他支撐系統已完成全面集成，實(shí)現了工廠(chǎng)級的數字建模，并開(kāi)始對人員、裝備、產(chǎn)品、環(huán)境所采集到的數據以及生產(chǎn)過(guò)程中所形成的數據進(jìn)行分析，通過(guò)知識庫、專(zhuān)家庫等優(yōu)化生產(chǎn)工藝和業(yè)務(wù)流程，能夠實(shí)現信息世界與物理世界互動(dòng)。從3級到4級體現了量變到質(zhì)變的過(guò)程，企業(yè)智能制造的能力快速提升。 |
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五、引領(lǐng)級 |
引領(lǐng)級是智能制造能力建設的最高程度， 在這個(gè)級別下，數據的分析使用已貫穿企業(yè)的方方面面，各類(lèi)生產(chǎn)資源都得以最優(yōu)化的利用，設備之間實(shí)現自治的反饋和優(yōu)化，企業(yè)已成為上下游產(chǎn)業(yè)鏈中的重要角色，個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò )協(xié)同、遠程運維已成為企業(yè)開(kāi)展業(yè)務(wù)的主要模式，企業(yè)成為本行業(yè)智能制造的標桿。 |
企業(yè)在實(shí)施智能制造時(shí)，應按照逐級遞進(jìn)的原則，從低級向高級循序演進(jìn)，要注重投資回報率。企業(yè)應該根據自身的業(yè)務(wù)發(fā)展現狀、市場(chǎng)定位、客戶(hù)需求和資金投入情況，來(lái)選擇合適的等級確定智能制造的發(fā)展方向。需要注意的是，并非只有最高級才是適合每個(gè)企業(yè)的最佳選擇。
2、《國家智能制造標準體系建設指南》
依據工信部于2015年12月發(fā)布的《國家智能制造標準體系建設指南（2015年版）》，智能制造系統架構通過(guò)生命周期、系統層級和智能功能三個(gè)維度構建完成，主要解決了智能制造標準體系結構和框架的建模研究。如下圖所示：
(1) 生命周期維度
a) 設計：產(chǎn)品及零部件設計、工模具設計、工藝仿真、協(xié)同設計等
b) 生產(chǎn)：生產(chǎn)需求、工序排程、制造過(guò)程、產(chǎn)品檢測等
c) 物流：物料采購、倉庫管理、車(chē)間物流、成品發(fā)運等
d) 銷(xiāo)售：市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、訂單管理、需求計劃、交付計劃等
e) 服務(wù)：質(zhì)量追溯、遠程服務(wù)等
(2) 系統層級維度
a) 設備層級：包括各種傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器、機械和裝置等硬件設備；
b) 控制層級：包括可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集與監視控制系統（SCADA）、分布式控制系統（DCS）和現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）等對設備實(shí)現控制的系統；
c) 車(chē)間層級：包括制造執行系統（MES）等，整合各種控制系統，實(shí)現面向工廠(chǎng)與車(chē)間的生產(chǎn)管理；
d) 企業(yè)層級：包括企業(yè)資源計劃系統（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理系統（SCM）和客戶(hù)關(guān)系管理系統（CRM）等，實(shí)現面向企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理；
e) 協(xié)同層級：由產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )共享信息，實(shí)現協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準物流和智能服務(wù)等。
(3) 智能功能維度
a) 資源要素：包括設計施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設備、生產(chǎn)車(chē)間和工廠(chǎng)等物理實(shí)體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也被視為資源的一個(gè)組成部分。
b) 系統集成：通過(guò)二維碼、射頻識別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設備等各種制造資源。由小到大實(shí)現從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線(xiàn)、數字化車(chē)間、智能工廠(chǎng)，乃至整個(gè)智能制造系統的集成。
c) 互聯(lián)互通：通過(guò)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)等通信技術(shù)，實(shí)現機器之間、機器與控制系統之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。
d) 信息融合：在系統集成和通信的基礎上，利用云計算、大數據等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現信息協(xié)同共享。
e) 新興業(yè)態(tài)：包括個(gè)性化定制、遠程運維和工業(yè)云等服務(wù)型制
二、診斷咨詢(xún)服務(wù)
1、服務(wù)交付物：書(shū)面的診斷咨詢(xún)報告和智能制造解決方案
2、很多診斷咨詢(xún)的重點(diǎn)：
(1)基本現狀。瞄準企業(yè)所屬行業(yè)世界先進(jìn)水平和國內先進(jìn)水平，重點(diǎn)從智能裝備應用、車(chē)間設備互聯(lián)互通、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調度、物料自動(dòng)配送、產(chǎn)品信息可追溯、車(chē)間環(huán)境和資源能源消耗智能管控、車(chē)間網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)現安全可控、設計開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)協(xié)同、售后服務(wù)智能化等方面，分析企業(yè)的實(shí)際狀況，找準關(guān)鍵的指標差距。
（2）原因分析：具體分析造成差距的原因，如研發(fā)設計、基礎工藝、設備智能化、車(chē)間聯(lián)網(wǎng)等方面。
（3）具體建設方案（頂層設計方案）。針對企業(yè)現狀和存在問(wèn)題，提出3-5年內企業(yè)建設智能車(chē)間的具體方案，分析方案的可行性，提出智能車(chē)間建設措施建議并按輕重緩急進(jìn)行拍尋。
（4）相關(guān)建議。企業(yè)除智能車(chē)間建設之外還需注意的其他問(wèn)題，如員工知識結構、人力資源配備、職業(yè)培訓、政策支持等。
