智能制造能力成熟度模型白皮書

《智能制造力量成熟度模型白皮書》——二、智能制造力量成熟度模型編輯導語：〔一〕編輯導語：〔一〕夠精煉地描述一個事物的進展過程，通常將其描述為幾個有限的成熟級別，每個級別有明確的定義、相應(yīng)的標準以及實現(xiàn)其的必要條件。從最低…力量成熟度模型〔SW-CMM〕、制造成熟度模型〔MRL〕和智能電網(wǎng)力量成熟度模型〔SGMM〕2-1描述了相關(guān)成熟度理論的定義。成熟度類別度模型〔SW-CMM〕型〔MRL〕

定義為選擇過程改進策略供給指南。上實現(xiàn)最正確化，能夠為企業(yè)提高制造水平供給指導依據(jù)。智能電網(wǎng)力量是一個治理工具，供給了幫助組織了解當前智能電網(wǎng)部署和電成熟度模型 施性能的框架，并為建立有關(guān)智能電網(wǎng)實施的戰(zhàn)略與〔SGMM〕 2-1相關(guān)成熟度理論定義不同領(lǐng)域的成熟度遵循的方法論是全都的，智能制造力量成熟度模型充分借鑒缺乏，引導其科學地彌補戰(zhàn)略目標與現(xiàn)狀之間的差距。析，遵循了《國家智能制造標準體系建設(shè)指南〔2015版〕》中對智能制造系統(tǒng)2-1智能制造力量成熟度要素圖架構(gòu)的定義，從生命周期、系統(tǒng)層級、智能功能3個維度統(tǒng)籌考慮，歸納為“智能+制造22-1智能制造力量成熟度要素圖10大類核心力量要素，并對每一類核心要素分解為域以及五級的成熟度要2-1示?！捕衬Ｐ图軜?gòu)與力量成熟度矩陣模型由維度、類、域、等級和成熟度要求等內(nèi)容組成。維度、類和域是“智能+兩個維度的開放，是對智能制造核心力量要素的分解。等級是類和域在不同階段水平的表現(xiàn)，成熟度要求是對類和域在不同等級下的特征描述。4.0參考架構(gòu)模型〔RAMI4.0〕、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)，深入挖掘智能制造內(nèi)涵的根底上，依據(jù)“智能+制造”兩個核心維度，分解為設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、效勞、資源要素、互聯(lián)互通、系統(tǒng)集成、信息融1027個要素域，對每個域進展分級，每一級別對應(yīng)相應(yīng)的要求，構(gòu)成智能制造力量成熟度矩陣，模型架構(gòu)與力量成熟2-2所示。圖圖2-2模型架構(gòu)與力量成熟度矩陣關(guān)系圖1、維度“智能+制造”兩個維度是我們論述智能制造力量成熟度模型的起點，代表了我們OT〔運營技術(shù)〕+IT〔信息技術(shù)〕在制造業(yè)的應(yīng)用。制造維表達了面對產(chǎn)品的全生命周期或全過程的智能化提升，包括了設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售和效勞5類，涵蓋了從接收客戶需求到供給產(chǎn)品及效勞的整個化應(yīng)用和智能水平的提升。5大類，引導企業(yè)利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)向模式創(chuàng)進展。2、類和域“智能+制造”兩個維度的深度詮釋。其中，域是對類的進一步分解。10大類核心要素相互作用才能到達智能制造的狀態(tài)，其關(guān)系如圖2-3示。核心要素間關(guān)系圖3、等級核心要素間關(guān)系圖3、等級果。5個等級，如圖2-4示：智能制造力量成熟度等級級：規(guī)劃級IT進展制造活動，但只是具備實施智能制造的根底條件，還未真正進入到智能制造的范疇。級：標準級部實現(xiàn)共享，企業(yè)開頭邁進智能制造的門檻。級：集成級化提升的預(yù)備工作。級：優(yōu)化級在這個級別下，企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)系統(tǒng)、治理系統(tǒng)以及其他支撐系統(tǒng)已完成全面集34級表達了量變到質(zhì)變的過程，企業(yè)智能制造的力量快速提升。級：引領(lǐng)級反響和優(yōu)化，企業(yè)已成為上下游產(chǎn)業(yè)鏈中的重要角色，共性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)桿。并非只有最高級才是適合每個企業(yè)的最正確選擇。4、成熟度要求成熟度要求描述了為實現(xiàn)域的特征而應(yīng)滿足的各種條件，是判定企業(yè)是否實現(xiàn)該級別的依據(jù)。每個域下分不同級別的成熟度要求〔2-2示〕，其中對制造維及資源要素的要求是從15級，對互聯(lián)互通和系統(tǒng)集成的要求是從3級到5級，對信息融合的要求從4級到5級，對興業(yè)態(tài)的要求只有第5級?！踩持悄苤圃炝α砍墒於纫?、設(shè)計2-5設(shè)計的關(guān)鍵評價域基于學問庫的參數(shù)化/模塊化、模型化設(shè)計與仿真優(yōu)化，再到設(shè)計、工藝、制2-52-5設(shè)計的關(guān)鍵評價域、產(chǎn)品設(shè)計效對接。其關(guān)注點在于基于學問庫的參數(shù)化/模塊化設(shè)計、產(chǎn)品生命周期不同等級及其特征如下：1準標準；2級：實現(xiàn)計算機關(guān)心三維設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)計內(nèi)部的協(xié)同；3化，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計的并行協(xié)同；4模型的設(shè)計、制造、檢驗、運維等業(yè)務(wù)的協(xié)同；5級：實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)、學問庫的產(chǎn)品設(shè)計云效勞，實現(xiàn)產(chǎn)品共性化設(shè)計、協(xié)同化設(shè)計。、工藝設(shè)計〔離散〕工藝設(shè)計適用于離散行業(yè)，其等級及特征如下。1級：實現(xiàn)計算機關(guān)心工藝規(guī)劃和工藝設(shè)計；2級：實現(xiàn)工藝設(shè)計關(guān)鍵環(huán)節(jié)的仿真以及工藝設(shè)計的內(nèi)部協(xié)同；3級：實現(xiàn)計算機關(guān)心三維工藝設(shè)計及仿真優(yōu)化，實現(xiàn)工藝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計間的信息交互、并行協(xié)同；4間的協(xié)同；5級：基于學問庫關(guān)心工藝創(chuàng)推理及在線自主優(yōu)化，實現(xiàn)多領(lǐng)域、多區(qū)域、跨平臺的全面協(xié)同，供給即時工藝設(shè)計效勞。、工藝優(yōu)化〔流程〕及特征如下。生產(chǎn)的關(guān)鍵評價域1級：具備符合國家/生產(chǎn)的關(guān)鍵評價域2級：工藝模型應(yīng)用于現(xiàn)場，能夠滿足場地、安全、環(huán)境、質(zhì)量要求；3級：能夠利用離線優(yōu)化平臺，建立單元級工藝優(yōu)化模型；4級：基于工藝優(yōu)化模型與學問庫實現(xiàn)全流程工藝優(yōu)化；5級：建立完整的工藝三維數(shù)字化仿真模型，完成生產(chǎn)全過程的數(shù)字化模擬，能夠基于學問庫實現(xiàn)工藝的實時在線優(yōu)化。2、生產(chǎn)IT與OT的融合，對人、機、料、法、環(huán)五大生產(chǎn)要素進展管2-6示。、選購術(shù)進展選購?fù)茰y等。等級及其特征如下。1級：具備肯定的信息化根底來關(guān)心選購業(yè)務(wù)；2級：能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)級的選購信息化治理，包括供給商治理、比價采購、合同治理等，實現(xiàn)選購內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享；3水、庫存、單據(jù)的同步；4據(jù)共享，能夠推測補貨；5級：實現(xiàn)庫存量可實時感知，通過對銷售推測和庫存量進展分析和決策，形成實時選購打算；與供給鏈合作企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。度的協(xié)同與優(yōu)化、與各種資源要素的匹配等。1主生產(chǎn)打算及調(diào)度方案；2仍是無限產(chǎn)能打算，需人工參與調(diào)整和調(diào)度；3算，自動生成生產(chǎn)打算、選購打算；4的平衡，生產(chǎn)打算顆粒度到天；5級：基于生產(chǎn)調(diào)度算法，基于約束條件〔工藝挨次、加工資源、工作時間等〕建立的標準工時數(shù)據(jù)庫等，實現(xiàn)高級排產(chǎn)與調(diào)度、生產(chǎn)作業(yè)有效的結(jié)合起來，形成聯(lián)動作業(yè)和連續(xù)生產(chǎn)，取得最大的生產(chǎn)成果和經(jīng)濟效務(wù)的協(xié)同。1級：具備自動化和數(shù)字化的設(shè)備及生產(chǎn)線，具備現(xiàn)場掌握系統(tǒng)；2級：能夠承受信息化技術(shù)手段將各類工藝、作業(yè)指導書等電子文件下發(fā)到生產(chǎn)單元，實現(xiàn)對人員、機器、物料等多項資源的數(shù)據(jù)采集；3級：能夠?qū)崿F(xiàn)資源治理、工藝路線、生產(chǎn)作業(yè)、倉儲配送等的業(yè)務(wù)集的分析結(jié)果并將其可視化；4級：能夠通過生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、產(chǎn)量、質(zhì)量等數(shù)據(jù)來優(yōu)化生產(chǎn)工藝；5級：能夠通過監(jiān)控整個生產(chǎn)作業(yè)過程，自動預(yù)警或修正生產(chǎn)中的異常，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。、倉儲與配送倉儲與配送是指廠內(nèi)物料存儲和物流，利用標識與識別技術(shù)、自動化的傳輸化運輸線的改造、智能的倉庫治理系統(tǒng)以及與上下游的集成技術(shù)等。1盤點治理；2RFID/二維碼/標簽等技術(shù)實現(xiàn)對原材料、中間件、成3務(wù)的集成；4品需求調(diào)整目標庫存水平；5級：能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)庫存和即時供貨?！笆潞髾z驗”演化為“事前掌握”，做到預(yù)防為主，防檢結(jié)合，已到達全面質(zhì)量治理的目的。1檢驗數(shù)據(jù)；2驗數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計實現(xiàn)質(zhì)量掌握圖；3\系統(tǒng)的集成，自動對檢驗結(jié)果推斷和預(yù)警；4將來產(chǎn)品質(zhì)量可能的特別，基于學問庫自動給誕生產(chǎn)過程的訂正措施；5級：通過在線監(jiān)測的質(zhì)量數(shù)據(jù)分析和基于數(shù)據(jù)模型的預(yù)判，自動修復(fù)和調(diào)校相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定。進展優(yōu)化。關(guān)注數(shù)據(jù)監(jiān)測、應(yīng)急及環(huán)境治理學問庫建立等。1據(jù)監(jiān)測統(tǒng)計等；2級：能夠?qū)崿F(xiàn)從清潔生產(chǎn)到末端治理的全過程信息化治理；3級：通過建立安全培訓、典型隱患治理、應(yīng)急治理等學問庫關(guān)心安全據(jù)集成，對污染源超標準時預(yù)警；4急處置；建立環(huán)保治理模型并實時優(yōu)化，在線生成優(yōu)環(huán)保優(yōu)化方案；5級：基于學問庫，支持安全作業(yè)分析與決策，實現(xiàn)安全作業(yè)與風險管3、物流、物流治理物流治理是將產(chǎn)品運送到下游企業(yè)或用戶中的過程，利用條形碼、射頻識別、傳感器以及全球定位系統(tǒng)等先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過信息處理和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以提高運輸效率、削減能源消耗。物流力量成熟度的提升是從訂單、打算調(diào)度、信息跟蹤的信息化治理開頭，到通過多種策略進展治理，最終實現(xiàn)精益的跟蹤與反響，運輸路徑的優(yōu)化等。等級及其特征如下。1級：通過信息化手段治理物流過程，對信息進展簡潔跟蹤反響；2級：通過信息系統(tǒng)實現(xiàn)訂單治理、打算調(diào)度、信息跟蹤和運力資源管理；3給客戶；4級：應(yīng)用學問模型實現(xiàn)訂單精益化治理、路徑優(yōu)化和實時定位跟蹤；5級：實現(xiàn)無人機運輸、物聯(lián)網(wǎng)跟蹤等。4、銷售/客戶實際需求拉動生產(chǎn)、治理與生產(chǎn)治理進展優(yōu)1級：通過信息系統(tǒng)對銷售業(yè)務(wù)進展簡潔治理；2級：通過信息系統(tǒng)實現(xiàn)銷售全過程治理，強化客戶關(guān)系治理；3級：銷售和生產(chǎn)、倉儲等業(yè)務(wù)進展集成，實現(xiàn)產(chǎn)品需求推測/實際需求拉動生產(chǎn)、選購和物流打算；4級：應(yīng)用學問模型優(yōu)化銷售推測，制定更為準確的銷售打算；通過電生產(chǎn)、物流打算；效勞的關(guān)鍵評價域效勞的關(guān)鍵評價域5、效勞/現(xiàn)場、線上線下遠程指導、遠程工具、遠程平臺、AR/VR的轉(zhuǎn)變，最終能夠供給共性化客戶效勞和基于學問挖掘的創(chuàng)2-7所示。、客戶效勞1戶效勞信息反響給相關(guān)部門，維護客戶關(guān)系；2治理，并把客戶效勞信息反響給相關(guān)部門，維護客戶關(guān)系；3系治理系統(tǒng)集成，提升效勞質(zhì)量和客戶關(guān)系；4級：實現(xiàn)面對客戶的精細化學問治理，供給移動客服方式；5級：通過智能客服機器人，供給智能效勞、共性化效勞等。注點在于產(chǎn)品的智能化、遠程效勞平臺的建立、數(shù)據(jù)挖掘和分析等。1戶效勞信息反響給相關(guān)部門，指導產(chǎn)品過程提升；2把產(chǎn)品效勞信息反響給相關(guān)部門，指導產(chǎn)品過程提升；3級：產(chǎn)品具有存儲、網(wǎng)絡(luò)通信等功能，建立產(chǎn)品故障學問庫，可通過門，持續(xù)改進老產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)，并為產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)供給根底；4級：產(chǎn)品具有數(shù)據(jù)采集、通信和遠程掌握等功能，通過遠程運維效勞品的設(shè)計生產(chǎn)，并為產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)供給根底；5級：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、增加現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實技術(shù)和云計算、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)智能運維和和創(chuàng)性應(yīng)用效勞6、資源要素織智能化治理水平的提升。構(gòu)成資源要素類力量的域如圖2-8所示。、戰(zhàn)略和組織

資源要素的關(guān)鍵評價域于智能制造戰(zhàn)略部署、組織和資金配備等。等級及特征如下。1級：組織有進展智能制造的愿景，并做出了包括資金投入的承諾；2制度；3進展戰(zhàn)略正在推動組織發(fā)生變革，組織構(gòu)造得到優(yōu)化；4制造的進展；5級：組織的智能制造進展戰(zhàn)略為組織制造了更高的經(jīng)濟效益，創(chuàng)管理戰(zhàn)略為組織帶來了的業(yè)務(wù)時機，產(chǎn)生了的商業(yè)模式。、雇員雇員技能獵取和提升、雇員持續(xù)教育等。等級及其特征如下。1級：能夠確定構(gòu)建智能制造環(huán)境所需要的人員力量；2級：能夠供給雇員獵取相應(yīng)力量的途徑；3級：能夠基于智能進展需要，對雇員進展持續(xù)的教育或培訓；4級：能夠通過信息化系統(tǒng)分析現(xiàn)有雇員的力量水平，使雇員技能水平與智能制造進展水平保持同步提升；5持續(xù)提升自身力量。、設(shè)備下。1數(shù)字化改造；2治理；3監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備；4斷，已建立關(guān)鍵設(shè)備運行模型；5級：能夠基于學問庫、大數(shù)據(jù)分析對設(shè)備開展預(yù)知修理。、能源在降低組織能源消耗、提高能源利用效率。關(guān)注對能源介質(zhì)數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)測、能耗量化治理等。1級：開頭能源治理的信息化，實現(xiàn)局部能源數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控；2級：能夠通過信息化治理系統(tǒng)對主要能源數(shù)據(jù)進展采集、統(tǒng)計；3級：能夠?qū)δ茉瓷a(chǎn)、存儲、轉(zhuǎn)換、輸送、消耗等各環(huán)節(jié)進展監(jiān)控，能夠?qū)⒛茉创蛩闩c生產(chǎn)打算等進展融合；4耗的薄弱環(huán)節(jié)；5級：能夠基于能源數(shù)據(jù)信息的采集和存儲，對耗能和產(chǎn)能調(diào)度供給優(yōu)化策略和優(yōu)化方案，優(yōu)化能源運行方式。7、互聯(lián)互通2-9互聯(lián)互通的關(guān)鍵評價域2-9互聯(lián)互通的關(guān)鍵評價域制造等的支撐。構(gòu)成互聯(lián)互通類力量的域如圖2-9所示。、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備、系統(tǒng)間的互聯(lián)與通信。關(guān)注企業(yè)根底網(wǎng)絡(luò)根底通信環(huán)境。3級：能夠?qū)崿F(xiàn)制造環(huán)節(jié)設(shè)備間的互聯(lián)互通與信息采集與發(fā)送；4級：能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)治理與企業(yè)治理系統(tǒng)間的互聯(lián)互通；5級：能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)上下游系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)生產(chǎn)與經(jīng)營的無縫集成。、網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全的目的是解決企業(yè)如何利用專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，針對接入網(wǎng)絡(luò)的用，網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備冗余力量和重要子網(wǎng)的自恢復(fù)力量。3戶鑒別、訪問掌握、完整性檢測等安全功能。4級：確保數(shù)據(jù)傳輸和重要子網(wǎng)的安全性，并具備自恢復(fù)力量，具備網(wǎng)查。5級：確保云數(shù)據(jù)中心訪問的安全性，供給專用通信協(xié)議或安全通信協(xié)議效勞，抵擋通信協(xié)議的攻擊破壞。8、系統(tǒng)集成2-10所示。系統(tǒng)集成的關(guān)鍵評價域、應(yīng)用集成果。3發(fā)設(shè)計等不同系統(tǒng)間的互操作；4的互操作；5級：能夠基于云平臺實現(xiàn)企業(yè)間業(yè)務(wù)的集成。、系統(tǒng)安全安全的監(jiān)控、工業(yè)掌握系統(tǒng)的主動防范等。2-11系統(tǒng)集成的關(guān)鍵評價域32-11系統(tǒng)集成的關(guān)鍵評價域4能夠依據(jù)應(yīng)急打算定期開展培訓、測試與演練；5級：能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)掌握系統(tǒng)安全的主動防范與漏洞掃描安全防護。9、信息融合信息融合的核心在于對數(shù)據(jù)的開發(fā)利用，通過數(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用等，實現(xiàn)對設(shè)計、生產(chǎn)、效勞等流程的優(yōu)化，提升推測預(yù)警、自主決策的能2-11所示。、數(shù)據(jù)融合一平臺的搭建、數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化集成與應(yīng)用等。等級及其特征如下。4級：企業(yè)搭建數(shù)據(jù)統(tǒng)一模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫間、與研發(fā)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成與傳遞；5級：企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化集成與應(yīng)用〔云數(shù)據(jù)庫〕，可依據(jù)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)傳遞構(gòu)建多功能數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時浮動傳遞。、數(shù)據(jù)應(yīng)用務(wù)的優(yōu)化等。4模，輸出企業(yè)相關(guān)策略；5級：能夠利用模型實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程在線優(yōu)化。、數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)安全的目的