制造企業(yè)如何利用智能制造能力成熟度模型提升制造水平和能力

時(shí)間:2022-12-30

來(lái)源:控制工程網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):隨著工信部出臺(tái)《智能制造“十四五”規(guī)劃》,“中國(guó)制造2025”進(jìn)入最后發(fā)力時(shí)刻,未來(lái)國(guó)家對(duì)智能制造建設(shè)目標(biāo)和成效都提升到新高度,成熟度模型作為指導(dǎo)并檢驗(yàn)企業(yè)智能制造能力建設(shè)成果的重要抓手,將得到企業(yè)、政府的廣泛應(yīng)用。

  本文從成熟度模型提出的必要性、成熟度模型的應(yīng)用價(jià)值、基于模型的評(píng)估三個(gè)方面,闡述成熟度模型的價(jià)值與指導(dǎo)意義,引導(dǎo)企業(yè)如何利用成熟度模型提升制造能力。

  一、成熟度模型提出的必要性

  企業(yè)開展智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè),本質(zhì)上都是采用先進(jìn)生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式提升企業(yè)制造水平。隨著各行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、新產(chǎn)品迭代速度加快,若企業(yè)安于現(xiàn)狀,有朝一日突然發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)力不再時(shí),市場(chǎng)已發(fā)生巨變,且消亡速度如此之快,想著手發(fā)力已為時(shí)晚矣。因此,企業(yè)能力提升不再是可有可無(wú)的事情,而是變?yōu)槠髽I(yè)的生存問(wèn)題,不進(jìn)則退。然而,大部分企業(yè)在前進(jìn)道路上依然迷茫,難于制訂提升路徑,雖然有同行先進(jìn)企業(yè)樹立典型,但每家企業(yè)境況不同,企業(yè)發(fā)展提升無(wú)法全盤借鑒模仿。

  1、不同發(fā)展階段的路徑指引需要

  一方面,無(wú)論是中小企業(yè)還是大企業(yè),不同規(guī)模的企業(yè)都有智能制造能力提升需求,企業(yè)基礎(chǔ)不同、外部環(huán)境不同,導(dǎo)致其智能化發(fā)展方向、建設(shè)路徑、工作重心也不盡相同。另一方面,企業(yè)從初創(chuàng)成立到步步發(fā)展,也在連續(xù)的經(jīng)歷不同發(fā)展階段,長(zhǎng)期目標(biāo)的達(dá)成,需要企業(yè)規(guī)劃一條適宜、科學(xué)、完整的路徑,同時(shí)路徑需要有一步步的階段性目標(biāo)支撐,并基于各業(yè)務(wù)職能分解,以便明確職責(zé)、跟蹤檢查、鞏固成果、持續(xù)提升。

  還有一部分企業(yè)經(jīng)過(guò)大規(guī)模智能化建設(shè)達(dá)到瓶頸期,智能化系統(tǒng)已覆蓋所有核心業(yè)務(wù),系統(tǒng)間跨業(yè)務(wù)協(xié)同信息流都已打通,生產(chǎn)智能化程度處于行業(yè)領(lǐng)先水平,行業(yè)內(nèi)已無(wú)可借鑒參照,但企業(yè)對(duì)下一步建設(shè)規(guī)劃、提升發(fā)力點(diǎn)和提升需求卻日漸迷茫。同時(shí),這些企業(yè)建設(shè)指引已不滿足于體系方法論、框架性方案、或單點(diǎn)能力建設(shè),更需要完整、具體的成功實(shí)踐參考與對(duì)照。

  2、持續(xù)化縱深性建設(shè)需要

  行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)打造的優(yōu)勢(shì)能力雖然在一段時(shí)期保持了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位,但隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與工業(yè)APP的快速部署應(yīng)用,同行企業(yè)也能夠獲得解決關(guān)鍵短板問(wèn)題的方法和工具,企業(yè)間能力差距將逐漸縮小;然而企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)最終表現(xiàn)為差異化能力,領(lǐng)先企業(yè)為了保持領(lǐng)先狀態(tài),會(huì)自發(fā)創(chuàng)新推動(dòng)智能化系統(tǒng)不斷更新迭代,如裝備技術(shù)改造、系統(tǒng)定制化開發(fā)。因此,企業(yè)智能化建設(shè)沒有終點(diǎn),是一個(gè)持續(xù)化提升過(guò)程。

  縱深性建設(shè)表現(xiàn)為企業(yè)對(duì)優(yōu)勢(shì)能力的打造,從業(yè)務(wù)數(shù)字化管控轉(zhuǎn)向知識(shí)沉淀與模型應(yīng)用。企業(yè)發(fā)展最離不開的是各類人才,然而企業(yè)經(jīng)常抱怨,好不容易培養(yǎng)的人才被其他公司挖走,導(dǎo)致公司發(fā)展受阻。這種現(xiàn)象就是典型的企業(yè)缺少知識(shí)積累機(jī)制,人才最重要的是其具備的技能、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí),如果能把這些人才腦子里的知識(shí)、模型固化到系統(tǒng)中,存儲(chǔ)起來(lái),并能為產(chǎn)品制造過(guò)程其他人所用;即使人才離開了但知識(shí)留下來(lái),以此形成知識(shí)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力,這才是企業(yè)最有價(jià)值的財(cái)富。

  針對(duì)持續(xù)化和縱深性建設(shè),一般通用系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商只能提供框架平臺(tái),這也是一部分解決方案供應(yīng)商的局限,未能形成行業(yè)深挖的解決方案。而更深層次的應(yīng)用,需要制造企業(yè)導(dǎo)入平臺(tái)后自身發(fā)掘、構(gòu)建模型。但即便如此,企業(yè)也需要一套完整的體系,明確哪些知識(shí)、模型需要沉淀,用于沉淀知識(shí)的信息如何通過(guò)智能收集,沉淀后的知識(shí)、模型又如何在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行復(fù)用,由此獲得差異化提升。

  3、跨行業(yè)制造優(yōu)勢(shì)借鑒需要

  中國(guó)制造業(yè)門類齊全,但各行業(yè)的智能化水平卻不盡相同,比如汽車、電子等行業(yè)生產(chǎn)智能化程度相對(duì)較高,本身產(chǎn)品的迭代速度快、市場(chǎng)需求量大,對(duì)生產(chǎn)智能化程度提出較高要求,且這些行業(yè)的利潤(rùn)率較高,企業(yè)愿意持續(xù)投入。然而,其他行業(yè)部分龍頭企業(yè)卻認(rèn)為自己已經(jīng)是行業(yè)頂尖水平,市場(chǎng)占有率、品牌影響力最高,智能化建設(shè)已經(jīng)沒有提升空間了,這種想法其實(shí)是沒有跳出本行業(yè)的視覺。

  產(chǎn)品復(fù)雜程度不同、工藝復(fù)雜程度不同、生產(chǎn)組織方式不同、外部市場(chǎng)環(huán)境影響導(dǎo)致各行業(yè)的制造特點(diǎn)不同,智能化發(fā)展各有優(yōu)勢(shì)。比如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的智能化建設(shè),其他行業(yè)需要向航空、航天等大型復(fù)雜裝備制造業(yè)學(xué)習(xí),而對(duì)于能源管理、安全環(huán)保業(yè)務(wù)的智能化管理,離散制造行業(yè)需要向高耗能的流程制造行業(yè)學(xué)習(xí)。因此,當(dāng)龍頭企業(yè)的某一業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展出現(xiàn)瓶頸時(shí),可以跨行業(yè)觸類旁通,借鑒其他行業(yè)的優(yōu)勢(shì)。借鑒的前提,就是需要一套綜合體系,將各行業(yè)的優(yōu)秀智能化經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、提煉,指引其他制造行業(yè)建設(shè)方向。

  4、同行企業(yè)能力對(duì)比需要

  企業(yè)一直在競(jìng)爭(zhēng)中求生存,行業(yè)內(nèi)的比較一直存在。企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不應(yīng)僅看其產(chǎn)品市場(chǎng)占有率,更應(yīng)關(guān)注其制造能力,即能否高質(zhì)量、高效率、低成本的完成產(chǎn)品交付,并持續(xù)迭代研發(fā)出新產(chǎn)品。對(duì)于企業(yè)制造能力的評(píng)價(jià),智能化是重要方向,智能制造能力水平是反映企業(yè)能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高質(zhì)量發(fā)展的重要指標(biāo),而衡量這些企業(yè)的智能制造水平需要統(tǒng)一的量化評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

  目前國(guó)內(nèi)部分省市已開展各類智能化建設(shè)評(píng)選活動(dòng),如智能工廠、智能車間、數(shù)字化車間遴選等,一方面鼓勵(lì)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)智能化能力提升,一方面形成行業(yè)示范帶動(dòng)效應(yīng)。然而,由于各地評(píng)價(jià)準(zhǔn)則不同,即使同行業(yè)企業(yè)無(wú)法進(jìn)行跨地域的能力比較,比如某企業(yè)獲得浙江省數(shù)字化車間,另一企業(yè)獲得江蘇省智能車間,兩者能力高低難以比較。即使兩企業(yè)都獲得同一省份智能車間榮譽(yù),其能力細(xì)節(jié)差異也無(wú)從得知。

  不僅行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)間需要對(duì)比,行業(yè)內(nèi)的中小企業(yè)為了發(fā)展壯大,也需要知道自己與領(lǐng)先企業(yè)的差距在哪里,這樣才會(huì)有針對(duì)性的追趕提升。因此,中國(guó)制造企業(yè)迫切需要一套統(tǒng)一的、不受地域限制的,能夠衡量各方制造能力水平的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

  二、成熟度模型對(duì)制造企業(yè)的應(yīng)用價(jià)值

  成熟度模型對(duì)企業(yè)的應(yīng)用價(jià)值表現(xiàn)在對(duì)企業(yè)智能化建設(shè)方式、建設(shè)思路、建設(shè)路徑的指引,以及可供借鑒的最佳成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),能夠伴隨企業(yè)不斷成長(zhǎng)、持續(xù)化設(shè)定建設(shè)目標(biāo)。具體表現(xiàn)為如下方面:

  1、引導(dǎo)企業(yè)全方位能力均衡發(fā)展

  智能制造能力成熟度模型不僅關(guān)注產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的制造環(huán)節(jié)(設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)),還包括組織、資源、技術(shù)等環(huán)節(jié),模型的20個(gè)能力子域?qū)ζ髽I(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的智能化管控都提出建設(shè)要求,這不同于單項(xiàng)、亮點(diǎn)能力打造,更注重企業(yè)多方位能力均衡發(fā)展,每個(gè)等級(jí)都包含20個(gè)能力子域的相應(yīng)建設(shè)要求。

  企業(yè)組織構(gòu)成是一個(gè)有機(jī)體,各職能業(yè)務(wù)間存在相互關(guān)聯(lián),單點(diǎn)的智能化建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)單一能力快速提升,獲得短期效益,但從企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看,建設(shè)不均衡導(dǎo)致的短板最終會(huì)成為企業(yè)的瓶頸,也就是“木桶效應(yīng)”,個(gè)別能力提升帶來(lái)的價(jià)值效益也難以充分顯現(xiàn)。

  成熟度模型“等級(jí)”的內(nèi)涵,就是引導(dǎo)企業(yè)處于某一發(fā)展階段時(shí),既要有優(yōu)先重點(diǎn)建設(shè),又要均衡發(fā)展,還要關(guān)注其短板能力。如果同一等級(jí)下,各能力子域發(fā)展不平衡,甚至各能力間差距較大,個(gè)別優(yōu)勢(shì)能力發(fā)展太快反倒會(huì)急功近利的影響整個(gè)企業(yè)發(fā)展。這就好比某企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)智能化達(dá)到四級(jí)水平,短期內(nèi)企業(yè)獲得生產(chǎn)效益,產(chǎn)量飛速提升,但是安全環(huán)保因?yàn)闆]有直接效益忽視智能化管理,安全風(fēng)險(xiǎn)隱患沒有及時(shí)監(jiān)控,只達(dá)到二級(jí)水平,一旦出現(xiàn)重大安全事故,終將會(huì)導(dǎo)致企業(yè)停產(chǎn),甚至倒閉。

  再比如,有些企業(yè)為滿足規(guī)模化生產(chǎn)需要,引進(jìn)了很多智能化裝備,“裝備”能力域建設(shè)水平較高,裝備智能化在同行業(yè)處于領(lǐng)先,但后期設(shè)備使用中不注重“設(shè)備管理”能力建設(shè),雖然使用初期大部分設(shè)備都能正常工作,但隨著設(shè)備日久磨損,后期維護(hù)工作量加大,設(shè)備故障處理時(shí)效低,生產(chǎn)進(jìn)度就會(huì)受到影響。因此,企業(yè)應(yīng)在早期通過(guò)智能化手段積累設(shè)備故障歷史數(shù)據(jù),建立故障知識(shí)庫(kù),為快速解決設(shè)備故障打下基礎(chǔ),并通過(guò)定期維保盡可能減少設(shè)備非計(jì)劃性停機(jī)。

  2、引導(dǎo)企業(yè)全方位能力均衡發(fā)展

  成熟度模型的等級(jí)特性不僅有助于企業(yè)識(shí)別所處的發(fā)展階段,同時(shí)針對(duì)同一業(yè)務(wù)能力子域的不同等級(jí),提出逐級(jí)提升要求,這種逐級(jí)提升反映在階段性、有序性、縱深性幾方面:

  階段性建設(shè)。強(qiáng)調(diào)企業(yè)智能化建設(shè)不要想著一步到位、變革過(guò)猛、跨度太大,造成與企業(yè)生產(chǎn)管理水平、人員配置、應(yīng)用環(huán)境不相適應(yīng),不同發(fā)展階段應(yīng)有建設(shè)重點(diǎn),取得階段性目標(biāo)和適用成果,再持續(xù)化改進(jìn)。企業(yè)可通過(guò)各級(jí)條款要求判斷所達(dá)到的能力(當(dāng)前等級(jí)),以及后續(xù)提升的方向(下一等級(jí))。

  有序性建設(shè)。表現(xiàn)在同一業(yè)務(wù)在發(fā)展等級(jí)之間的關(guān)聯(lián)性,企業(yè)具備了一定的建設(shè)基礎(chǔ),才有利于開展后續(xù)的智能化建設(shè),建設(shè)重點(diǎn)具有先后順序。比如,模型中“生產(chǎn)作業(yè)”質(zhì)量檢驗(yàn)業(yè)務(wù)方面要求,“二級(jí)c”條款僅要求關(guān)鍵工序采用數(shù)字化質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備,這階段企業(yè)重點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)關(guān)鍵工序質(zhì)量嚴(yán)格把控;但隨著企業(yè)發(fā)展,產(chǎn)品產(chǎn)量規(guī)模變大,質(zhì)量檢驗(yàn)效率要求變高,“三級(jí)c”條款要求質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備集成于產(chǎn)線中,實(shí)現(xiàn)“在線檢測(cè)”,并于信息系統(tǒng)檢驗(yàn)指標(biāo)比對(duì)實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)判讀”,收集質(zhì)量信息總結(jié)“質(zhì)量問(wèn)題知識(shí)庫(kù)”;企業(yè)繼續(xù)發(fā)展,需要進(jìn)一步降低質(zhì)量不合格率,能夠?qū)|(zhì)量異常進(jìn)行提前預(yù)測(cè),因此“四級(jí)c”條款要求,質(zhì)量預(yù)測(cè)基于三級(jí)的“在線檢測(cè)”,并通過(guò)一段時(shí)間知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)積累,通過(guò)監(jiān)控這些檢驗(yàn)指標(biāo)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)進(jìn)行潛在超差分析預(yù)測(cè)。

  縱深性建設(shè)。表現(xiàn)在對(duì)同一業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用能力不斷增強(qiáng)。比如對(duì)于“生產(chǎn)作業(yè)”能力的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管控要求,“二級(jí)b”條款僅要求收集關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù),通過(guò)信息系統(tǒng)有效管控,“三級(jí)b”增強(qiáng)了數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性并能夠?qū)?shù)據(jù)異常進(jìn)行監(jiān)控。通常企業(yè)達(dá)到這個(gè)階段容易遇到瓶頸,以為做到異常監(jiān)控就達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)管控目標(biāo),而對(duì)于異常情況處理,還是依靠人工調(diào)度解決。通過(guò)成熟度模型的導(dǎo)向作用,企業(yè)此時(shí)應(yīng)繼續(xù)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)數(shù)據(jù)的深層次應(yīng)用方面能力提升,所以“四級(jí)b”條款要求通過(guò)構(gòu)建分析模型,基于采集的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,以敏捷響應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中存在的異常情況,保證生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)刻處于最佳狀態(tài)。

  3、各行業(yè)智能化最佳實(shí)踐總結(jié)

  成熟度模型作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提煉了各制造行業(yè)智能化建設(shè)要點(diǎn),通過(guò)總結(jié)的各行業(yè)應(yīng)用最佳實(shí)踐,形成了企業(yè)智能化提升的實(shí)施路徑和能力建設(shè)要求,涵蓋的智能制造知識(shí)點(diǎn)較多,清晰的條款要求有助于企業(yè)把握智能化建設(shè)關(guān)鍵要點(diǎn),對(duì)建設(shè)項(xiàng)目提出明確需求,并對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)智能化建設(shè)達(dá)成目標(biāo)通盤考慮,有效指導(dǎo)企業(yè)項(xiàng)目落地實(shí)施以及成果檢驗(yàn)。

  此外,企業(yè)經(jīng)常在面對(duì)眾多智能制造解決方案供應(yīng)商選擇困難,利用成熟度模型可以辨識(shí)解決方案供應(yīng)商提供的產(chǎn)品是否滿足企業(yè)需求,成熟度模型里提及的管理要點(diǎn),供應(yīng)商是否提供了相應(yīng)的解決方案。比如“設(shè)備管理”能力子域,從二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)條款對(duì)企業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)或設(shè)備管理模塊提出了建設(shè)要求。

  對(duì)于“二級(jí)/規(guī)范級(jí)”能力建設(shè),部分建設(shè)要點(diǎn)企業(yè)容易忽視。設(shè)備管理系統(tǒng)中雖然有設(shè)備維保計(jì)劃編制功能,但由于企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備較多,維保周期時(shí)間點(diǎn)不同,維保人員較容易遺忘每天保養(yǎng)任務(wù),這就需要“保養(yǎng)任務(wù)提醒”功能,以便捷化提醒維保人員作業(yè)。此外,每臺(tái)設(shè)備保養(yǎng)計(jì)劃并不是一成不變,每臺(tái)設(shè)備加工產(chǎn)品不同、使用工況發(fā)揮性能不同,需要結(jié)合設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果適時(shí)對(duì)“保養(yǎng)計(jì)劃變更”調(diào)整,保證設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)。此外,對(duì)于“設(shè)備點(diǎn)巡檢”,部分企業(yè)還是采用紙質(zhì)點(diǎn)檢表,這就難以收集設(shè)備的狀態(tài)信息,而用電腦錄入點(diǎn)檢結(jié)果還需要部署較多終端,成本高,這就需要系統(tǒng)支持移動(dòng)終端掃描設(shè)備條碼進(jìn)行點(diǎn)巡檢功能。

  對(duì)于“三級(jí)/集成級(jí)”能力建設(shè),企業(yè)通過(guò)設(shè)備機(jī)聯(lián)集成實(shí)現(xiàn)狀態(tài)采集監(jiān)控,而實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程診斷”不僅限于采集設(shè)備開停機(jī)信號(hào),更需要收集設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)的故障代碼及各類指標(biāo)參數(shù)?!霸O(shè)備故障知識(shí)庫(kù)”要求企業(yè)對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)備故障日志進(jìn)行總結(jié)歸納,分析設(shè)備故障原因,提出排故方案,對(duì)于復(fù)雜設(shè)備故障問(wèn)題,即使有經(jīng)驗(yàn)的老師傅不在班,新進(jìn)設(shè)備維修人員也可以查看故障知識(shí)庫(kù)快速解決故障?!霸O(shè)備報(bào)維修閉環(huán)”更是著力解決部分企業(yè)設(shè)備維修效率不高、維修懈怠問(wèn)題,要求設(shè)備故障出現(xiàn)時(shí)刻與維修人員響應(yīng)時(shí)刻進(jìn)行關(guān)聯(lián)記錄,考核機(jī)修人員響應(yīng)報(bào)修的時(shí)長(zhǎng),此外要求報(bào)修和維修記錄關(guān)聯(lián),并在生產(chǎn)人員確認(rèn)下完成“維修閉環(huán)”,以此考核設(shè)備維修人員的維修時(shí)長(zhǎng)。不僅實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備維修過(guò)程的信息記錄、閉環(huán)管理,也對(duì)績(jī)效提升。

  對(duì)于“四級(jí)/優(yōu)化級(jí)”能力建設(shè),更是希望能提前預(yù)測(cè)設(shè)備故障,避免非計(jì)劃性異常停機(jī)對(duì)企業(yè)正常生產(chǎn)帶來(lái)影響。預(yù)測(cè)設(shè)備故障首先需要不斷積累歷史故障信息,以及故障產(chǎn)生與哪些因素相關(guān),這就是三級(jí)“故障知識(shí)庫(kù)”的意義,影響設(shè)備故障的因素可能很多,正向、逆向關(guān)聯(lián)分析,同時(shí)對(duì)這些可能影響的因素實(shí)時(shí)設(shè)備采集,監(jiān)控因素指標(biāo)趨勢(shì)最終預(yù)測(cè)出設(shè)備故障。這就像企業(yè)內(nèi)有些設(shè)備維修的老師傅,從設(shè)備旁邊一走過(guò),就能通過(guò)設(shè)備響聲判斷設(shè)備異常,企業(yè)需要把老師傅聽到的這種“經(jīng)驗(yàn)”,通過(guò)聲音傳感器進(jìn)行聲波采集并構(gòu)建設(shè)備可能出現(xiàn)異常的判斷模型。

  此外,四級(jí)要求通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備綜合效率分析對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)設(shè)備數(shù)據(jù)采集發(fā)現(xiàn)設(shè)備綜合效率較低的設(shè)備,并分析其影響設(shè)備效率較低的因素,如是否停機(jī)待料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間影響;是否前道工序未加工完成或節(jié)拍不平衡,導(dǎo)致當(dāng)前工序長(zhǎng)時(shí)間等待,影響實(shí)際加工時(shí)間;是否訂單產(chǎn)品加工順序未合理調(diào)整,導(dǎo)致設(shè)備頻繁換型,反復(fù)調(diào)整機(jī)臺(tái)參數(shù)和切換工裝,導(dǎo)致實(shí)際機(jī)臺(tái)加工時(shí)間變短;是否設(shè)備維保計(jì)劃不合理,未與生產(chǎn)計(jì)劃配合,導(dǎo)致未能安排生產(chǎn)任務(wù),或因?yàn)殄e(cuò)過(guò)保養(yǎng)出現(xiàn)設(shè)備故障與非預(yù)見性停機(jī);是否設(shè)備未處于最佳的運(yùn)行工控,導(dǎo)致產(chǎn)出不足等等。通過(guò)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確識(shí)別影響設(shè)備綜合效率的因素,然后基于這些影響因素對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行計(jì)劃調(diào)整、調(diào)度與工藝優(yōu)化。

  4、支撐企業(yè)向多品種、小批量、柔性化制造模式發(fā)展

  很多企業(yè)為了滿足市場(chǎng)大批量產(chǎn)品需求,通過(guò)構(gòu)建自動(dòng)化流水線實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高效生產(chǎn),以為實(shí)現(xiàn)了智能制造,然而這些產(chǎn)線由于缺少柔性化適配,剛性有余、柔性不足,僅適合幾種單一型號(hào)的產(chǎn)品制造,幾年后產(chǎn)品過(guò)時(shí),產(chǎn)線面臨淘汰。此外,單一產(chǎn)品很難長(zhǎng)時(shí)間與同行對(duì)手拉開差距,雖然部分企業(yè)僅靠幾種產(chǎn)品、可靠的客戶源就能正常經(jīng)營(yíng),但企業(yè)需要避免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng),需要拓寬市場(chǎng)不斷研發(fā)新產(chǎn)品,這就為企業(yè)能夠適應(yīng)多品種產(chǎn)品制造提出需求。

  企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品種類變多后,已不是追加生產(chǎn)設(shè)備能夠解決的問(wèn)題,企業(yè)的生產(chǎn)組織管理成為關(guān)鍵,然而管理最難的是“人”,人與人之間最難的是協(xié)同。人雖然能夠很好處理柔性化問(wèn)題,但人變多,協(xié)同成了難點(diǎn)。如何保證企業(yè)跨業(yè)務(wù)之間、人與人之間、人與設(shè)備間的高效協(xié)同,就成為智能化建設(shè)解決的核心問(wèn)題。

  成熟度模型從“三級(jí)/集成級(jí)”開始就是通過(guò)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)敏捷協(xié)同與信息同步共享,滿足生產(chǎn)多品種、柔性化需要。比如“生產(chǎn)作業(yè)三級(jí)a”條款,要求根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)將工藝文件下發(fā)到生產(chǎn)單元,這就是通過(guò)工藝系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)集成方式隨生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)將技術(shù)文件準(zhǔn)確下發(fā)給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),防止同一產(chǎn)線或工位混線生產(chǎn)不同產(chǎn)品時(shí)作業(yè)人員選錯(cuò)工藝參數(shù),以此提高作業(yè)指令下達(dá)的精準(zhǔn)度。此外,三級(jí)要求在多個(gè)業(yè)務(wù)能力域構(gòu)建“知識(shí)庫(kù)”,利用知識(shí)固化管理流程和管理經(jīng)驗(yàn),通過(guò)已有知識(shí)的快速?gòu)?fù)用實(shí)現(xiàn)多樣化問(wèn)題的敏捷處理。而對(duì)于四級(jí)、五級(jí)的條款要求,更是為了企業(yè)滿足柔性化、大規(guī)模個(gè)性化定制生產(chǎn)需要,以及實(shí)現(xiàn)與供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的業(yè)務(wù)協(xié)同。

  此外,企業(yè)對(duì)于制造環(huán)節(jié)的管控是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,成熟度模型四級(jí)、五級(jí)條款更是要求企業(yè)面對(duì)外部需求變化、制造異常變動(dòng)、潛在失效風(fēng)險(xiǎn),需要做出敏捷響應(yīng),需將企業(yè)知識(shí)封裝為分析模型,并通過(guò)模型驅(qū)動(dòng)逐漸代替人工判斷決策,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)輔助決策和優(yōu)化。因此,在“采購(gòu)”四級(jí)能力,要求基于采購(gòu)執(zhí)行、生產(chǎn)消耗和庫(kù)存等數(shù)據(jù)建立采購(gòu)模型,實(shí)時(shí)監(jiān)控采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)預(yù)警,要求根據(jù)供應(yīng)商供貨歷史表現(xiàn)數(shù)據(jù),適時(shí)調(diào)整供應(yīng)商量化評(píng)價(jià)模型;在“計(jì)劃調(diào)度”四級(jí)能力,對(duì)生產(chǎn)異常情況進(jìn)行自動(dòng)決策優(yōu)化調(diào)度。

  然而,部分企業(yè)在對(duì)標(biāo)成熟度模型三級(jí)以上能力要求時(shí),發(fā)現(xiàn)條款要求對(duì)其不完全適用。究其原因,是某些企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品種類不多、工藝不復(fù)雜、個(gè)性化需求不高,對(duì)生產(chǎn)組織、業(yè)務(wù)協(xié)同與敏捷響應(yīng)無(wú)較高要求,這樣對(duì)高階的智能化應(yīng)用沒有迫切需求,也就不會(huì)開展能力建設(shè),達(dá)不到高等級(jí)要求。當(dāng)然這些企業(yè)的生存也面臨危險(xiǎn),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、工藝簡(jiǎn)單,僅靠生產(chǎn)裝備幾年的先進(jìn)性,容易逐步被同行效仿,甚至超越。由此,企業(yè)為擴(kuò)大生存空間,為了突出差異化競(jìng)爭(zhēng)力,會(huì)不自覺的將主營(yíng)業(yè)務(wù)向多品種產(chǎn)品、多工序覆蓋、工藝優(yōu)化改進(jìn)、新材料應(yīng)用、滿足個(gè)性化需求等維度拓展延伸,這就促進(jìn)了企業(yè)智能化建設(shè)進(jìn)一步提升需求。

  三、智能制造能力成熟度評(píng)估的價(jià)值

  成熟度模型的重要應(yīng)用之一就是基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能制造能力成熟度評(píng)估方法》GB/T 39117-2020進(jìn)行企業(yè)制造能力水平量化評(píng)估。成熟度評(píng)估的價(jià)值表現(xiàn)為如下方面:

  1、將評(píng)估作為企業(yè)自身制造能力梳理

  企業(yè)想要發(fā)展,首先需要認(rèn)清自我。部分企業(yè)原以為對(duì)自身制造水平很了解,但其實(shí)了解的較為片面,“當(dāng)局者迷”,忽視了相關(guān)能力建設(shè)。很多職能人員已習(xí)慣目前的工作方式,并認(rèn)為就應(yīng)該是這樣的,比如利用EXCEL文件制訂生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃,但對(duì)于為何企業(yè)沒有啟用ERP系統(tǒng)制訂計(jì)劃,人員就消極回避,沒將潛在問(wèn)題徹底解決,而企業(yè)高層對(duì)某些短板能力情況未知或未引起足夠重視,導(dǎo)致企業(yè)制造管理水平提升遇到瓶頸。

  成熟度評(píng)估工作正是通過(guò)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)舉證、對(duì)標(biāo)核查方式,將企業(yè)問(wèn)題得到充分暴露、徹底解決,將能力優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì)全面梳理,針對(duì)能力短板給出提升建議,以保證企業(yè)及時(shí)糾正錯(cuò)誤,持續(xù)健康發(fā)展。同時(shí),評(píng)估引發(fā)高層對(duì)于企業(yè)制造水平的把握和關(guān)注,并對(duì)后續(xù)的智能化建設(shè)提供資源保障,因此能力梳理過(guò)程及意義遠(yuǎn)比評(píng)估結(jié)果更重要。

  這也要求企業(yè)在申請(qǐng)成熟度評(píng)估時(shí),不要盲目追求高等級(jí)結(jié)果,或者認(rèn)為“家丑不可外揚(yáng)”,評(píng)估中故意回避存在的問(wèn)題,這樣失去了認(rèn)清自我的機(jī)會(huì),失去企業(yè)高層對(duì)能力薄弱環(huán)節(jié)的重視,以及對(duì)后續(xù)建設(shè)的投入支持,也未能體現(xiàn)評(píng)估對(duì)企業(yè)能力提升的價(jià)值所在。

  2、企業(yè)向外界的制造能力展現(xiàn)

  成熟度評(píng)估以采集企業(yè)實(shí)際智能化建設(shè)效果作為打分依據(jù),不同于文件體系審核或框架規(guī)劃方案審核,評(píng)估涉及的智能化條款要求必須已經(jīng)上線應(yīng)用,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)打開信息系統(tǒng)一一核驗(yàn),并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)有效歷史數(shù)據(jù)做出評(píng)價(jià),此種評(píng)估方式能夠判斷企業(yè)真實(shí)具備的智能化能力。

  由于所有企業(yè)基于統(tǒng)一的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,有助于企業(yè)間橫向能力對(duì)比,通過(guò)系統(tǒng)性的量化評(píng)估報(bào)告有助于投資方、客戶對(duì)企業(yè)進(jìn)行全方位了解,也有助于企業(yè)識(shí)別、選擇優(yōu)秀供應(yīng)商與合作伙伴,成熟度評(píng)估成為企業(yè)制造能力的展現(xiàn)。如下圖所示,為某企業(yè)成熟度評(píng)估報(bào)告中各級(jí)條款的打分情況。

  報(bào)告打分表中,每個(gè)顏色塊代表某等級(jí)某能力子域的1個(gè)條款,即四級(jí)的生產(chǎn)作業(yè)有4個(gè)條款,四級(jí)的計(jì)劃調(diào)度有2個(gè)條款。打分結(jié)果,綠色代表滿分,黃色代表及格,藍(lán)色代表弱項(xiàng)。由此可見,該企業(yè)在計(jì)劃調(diào)度四級(jí)b條款和設(shè)備管理四級(jí)b條款出現(xiàn)弱項(xiàng),對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)異常情況的自動(dòng)優(yōu)化調(diào)度,以及基于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的建設(shè)能力偏弱;而四級(jí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)4個(gè)條款、工藝設(shè)計(jì)4個(gè)條款都是滿分,可見其產(chǎn)品研發(fā)能力較強(qiáng)。通過(guò)評(píng)估報(bào)告可以清晰了解企業(yè)每項(xiàng)業(yè)務(wù)的智能化水平。

  目前,國(guó)內(nèi)某家電集團(tuán)已將成熟度評(píng)估作為其合格供應(yīng)商準(zhǔn)入的評(píng)價(jià)參考,達(dá)到成熟度二級(jí)以上的企業(yè)有資格進(jìn)入合格供應(yīng)商名錄,相比以往對(duì)于供應(yīng)商現(xiàn)場(chǎng)審核費(fèi)時(shí)費(fèi)力,由第三方進(jìn)行成熟度評(píng)估,對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)品制造交付全過(guò)程業(yè)務(wù)能力進(jìn)行審核,從源頭上考察供應(yīng)商產(chǎn)品交付的可達(dá)性,同時(shí)也大幅降低企業(yè)對(duì)供應(yīng)商準(zhǔn)入評(píng)價(jià)的工作量與成本。

  3、企業(yè)智能化人才培養(yǎng)與素質(zhì)提升

  成熟度評(píng)估要求被評(píng)估企業(yè)各職能人員親自操作信息系統(tǒng),演示智能化應(yīng)用成果,企業(yè)人員評(píng)估參與度高,每個(gè)能力子域評(píng)估答辯人員一般為各職能負(fù)責(zé)人或技術(shù)骨干。據(jù)統(tǒng)計(jì),申請(qǐng)二級(jí)評(píng)估的企業(yè),現(xiàn)場(chǎng)參與答辯人員15人左右,三級(jí)評(píng)估時(shí)40人左右,隨著企業(yè)規(guī)模變大、職能分工越加細(xì)化,申請(qǐng)四級(jí)評(píng)估的答辯人員多達(dá)60余人,有時(shí)某個(gè)子域的1個(gè)條款答辯就需要3人配合。

  這些骨干人員參與評(píng)估答辯,通過(guò)評(píng)估老師的指導(dǎo)與建議,能夠?qū)ξ磥?lái)本職工作能力提升,有更深刻的理解與認(rèn)識(shí),明確后續(xù)建設(shè)方向。特別對(duì)于一些轉(zhuǎn)型乏力、遇到瓶頸的企業(yè),成熟度評(píng)估有助于打開各職能人員思路,了解智能化技術(shù)應(yīng)用及未來(lái)可能的智能化工作場(chǎng)景,明確改進(jìn)提升需求,清晰制訂后續(xù)智能化建設(shè)規(guī)劃。

  4、遴選優(yōu)秀企業(yè),行業(yè)示范帶動(dòng)

  成熟度模型是目前國(guó)內(nèi)智能制造領(lǐng)域首要的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估工作具有嚴(yán)謹(jǐn)性、權(quán)威性、公正性。因此,評(píng)估工作有利于協(xié)助各級(jí)政府遴選各類智能化示范標(biāo)桿企業(yè)、工廠、車間,評(píng)估工作更為細(xì)致充分,能保證政府公信力。企業(yè)全年隨時(shí)準(zhǔn)備就緒,隨時(shí)評(píng)估,評(píng)估工作不受時(shí)間節(jié)點(diǎn)限制。由于所有企業(yè)基于統(tǒng)一模型進(jìn)行評(píng)估,有助于對(duì)比分析不同行業(yè)能力優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì),從而認(rèn)識(shí)本地不同行業(yè)的智能化建設(shè)重點(diǎn)與需求,政府可引導(dǎo)企業(yè)跨行業(yè)借鑒、交流學(xué)習(xí),引進(jìn)適宜的解決方案供應(yīng)商。

  各行業(yè)龍頭企業(yè)參與評(píng)估后,也將帶動(dòng)行業(yè)內(nèi)企業(yè)積極對(duì)標(biāo)評(píng)估,識(shí)別差距,針對(duì)性提升,最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)地區(qū)、整個(gè)行業(yè)制造能力全面提升。目前,深圳、無(wú)錫、常州等地主管部門,已積極制訂成熟度推廣政策,以評(píng)促建,促進(jìn)本地優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)制造水平提升。

  此外,成熟度模型與德國(guó)“工業(yè)4.0”就緒度等評(píng)價(jià)模型具有互參照性,通過(guò)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)能力評(píng)估有助于衡量企業(yè)制造能力的國(guó)際水平,從而發(fā)揮本地優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),開展國(guó)際貿(mào)易合作。

  四、結(jié)語(yǔ)

  隨著工信部出臺(tái)《智能制造“十四五”規(guī)劃》,“中國(guó)制造2025”進(jìn)入最后發(fā)力時(shí)刻,未來(lái)國(guó)家對(duì)智能制造建設(shè)目標(biāo)和成效都提升到新高度,成熟度模型作為指導(dǎo)并檢驗(yàn)企業(yè)智能制造能力建設(shè)成果的重要抓手,將得到企業(yè)、政府的廣泛應(yīng)用。同時(shí),成熟度模型作為一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),部分內(nèi)容表述還較為概括,需要進(jìn)行行業(yè)適用性擴(kuò)展解讀,并在不同行業(yè)應(yīng)用中體現(xiàn)出落地性,還需結(jié)合企業(yè)建設(shè)成功案例系統(tǒng)性解讀與不斷完善。

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