流程工业智能制造准备度模型及应用实践.pdf

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流程工业智能制造准备度模型及应用实践

流程工业在制造业中占有重要地位,是我国国民经济中的支柱产业,提高流程工

业的智能制造水平是实现“中国制造2025”战略的主要推动力。本文聚焦于流程

工业,结合流程工业企业生产经营特点,提出了流程工业智能制造准备度模型,

旨在帮助企业摸清自身现状,科学诊断当前企业智能制造所处阶段,确定智能制

造建设方向和重点,有针对性地提升企业智能制造水平。希望通过本模型的广泛

应用,为中国流程工业企业实施智能制造提供指导,捕捉价值创造的机会。

1流程工业智能制造准备度模型

1.1准备度模型构成

流程工业智能制造准备度模型由准备度等级、准备度模型、能力要求三个部分构

成。其中,准备度等级划分了流程工业企业智能制造水平所处的不同发展阶段,

并描述了各阶段应该具备的等级要求;准备度模型从不同评估角度出发,逐步将

企业日常生产经营活动细化和具象到25个评估域,规定了准备度评估的范围;

能力要求是在准备度等级中每个等级能力水平要求下依次针对25个评估域,规

定各评估域在L1级到L5级的特征项要求。

图1流程工业智能制造准备度等级划分

图1展示了准备度等级的划分,本模型最终评估判定的企业智能制造准备度等级

参考《智能制造能力成熟度模型》(GB/T39116—2020)的等级划分,将评分高

于0.8分的企业从高到低依次分为引领级、优化级、集成级、规范级和规划级,

未达到0.8分的企业归为启动级。表1展示了各等级的等级能力要求,规划级要

求企业对业务进行流程化和标准化的设计;规范级要求企业开始使用信息化手段

对核心业务进行管理;集成级要求企业对系统和装备等开展集成,并且实现核心

业务间的数据共享;优化级要求企业通过对数据的分析将数据进一步转化成模型

和知识,并且可以在核心业务活动中进行预测和优化;引领级作为智能制造等级

的最高级别,更多程度上强调持续的优化和创新,创造新的生产经营模式。表1

中规定的智能制造准备度等级能力要求是逐级评估的,企业只有满足了低等级的

准备度能力要求,才可以进行更高等级的评定,也就是说企业的智能制造准备度

评定为某一等级时,该等级以下的准备度等级能力要求也需要同时满足。

表1智能制造准备度等级要求

2015年,德国机械设备制造业联合会提出了工业4.0准备度模型,模型从策略

及组织、智能工厂、智能运行、智能产品、数据驱动服务和员工六个维度评估企

业在面对工业4.0时的准备度情况;新加坡经济发展委员会在2017年发布了智

能工业准备度指数白皮书,模型分为层结构,从过程、技术、组织三个维度进行

准备度指数的评估,随后在2019年发布了该模型使用的LEAD优先级模型,帮

助企业在开展智能制造建设工作中评估项目建设的优先级;Angreani等通过对

2011—2019年所有与“工业4.0”相关模型的研究论文进行综述,总结成熟度模型

的评估内容可以归结为九个内容,分别为战略、领导力、客户、产品、操作、文

化、人员、管理和技术;Hizam-Hanafiah等综述了30个与“工业4.0”相关的准备

度模型,并对其中158个评估维度进行分析,得出技术、人员、战略、领导力、

过程和创新为准备度模型的六个最重要的评估维度。

图2流程工业智能制造准备度模型

结合前人的研究成果,本文提出了流程工业智能制造准备度模型,如图2所示。

模型为族、类、域三层架构,包括4个族、9个类和25个域,评估内容在涵

盖了之前文献综述中所总结的主要内容项的基础上,结合我国流程工业的生产经

营特点及智能工厂、智能制造相关建设标准与经验,进行了重新设计和组织。

本模型首先将业务、组织和技术三个族列为主要的评估维度,业务族聚焦于企业

供应链和产品生产的全生命周期,涉及产、供、销等具体业务活动,包括供应

链、生产管理和技术管理三个类;组织族偏重于企业的组织体系和人才队伍建设,

衡量企业的组织体系、组织结构、人力资源管理等方面是否满足企业智能制造的

建设需要;技术族则更多用于识别企业在应用自动化和信息化技术所具备的基础

设施、系统集成和信息安全方面的条件。除此之外,经研究发现业务、组织和技

术三个族内的评估内容项不能很全面、具体地体现企业在数据应用方面的准备度

情况,而全面的数字化改造又是智能制造建设不可或缺的部分。因此,本模型增

加第四个族“智能族”用于评估企业数据体系和支撑平台建设情况,主要围绕数据

驱动和平台赋能两个类进行评估。

针对图2中的每一个评估域,在如何判定企业在该评估域所处的准备度等级方面

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