當(dāng)前智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革與產(chǎn)業(yè)升級(jí),并成為全球新一輪制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。世界各國(guó)紛紛出臺(tái)了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)、評(píng)價(jià)、診斷企業(yè)的智能制造業(yè)務(wù)開展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)與健康發(fā)展。
我國(guó)基于《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2015 版)》對(duì)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)的定義,推出了智能制造能力成熟度模型(China Manufacturing Maturity Model,以下簡(jiǎn)稱 CMMM),新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展局(以下簡(jiǎn)稱新加坡EDB) 與 TÜV 南德意志集團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱 TÜV 南德)等合作,基于德國(guó)工業(yè)4.0 參考架構(gòu)模型推出了工業(yè)成熟度指數(shù)(Smart Industry Readiness Index,以下簡(jiǎn)稱 SIRI),作為鋼鐵行業(yè)領(lǐng)頭羊,鞍鋼集團(tuán)聯(lián)合冶金工業(yè)規(guī)劃研究院于 2022年 8 月發(fā)布了鞍鋼智能制造建設(shè)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系(AnSteel Manufacturing Maturity Model,以下簡(jiǎn)稱 AMMM)。本文對(duì)上述三個(gè)模型進(jìn)行了深入探討,旨在發(fā)掘各模型優(yōu)勢(shì),為我國(guó)鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供參考。
CMMM、SIRI、AMMM 比較
(一)模型提出背景
1.CMMM
為有序推進(jìn)我國(guó)智能制造的快速發(fā)展、以評(píng)促建,2020 年中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院聯(lián)合相關(guān)單位修訂了《智能制造能力成熟度模型》,旨在為企業(yè)實(shí)施智能制造提供指導(dǎo),幫助企業(yè)認(rèn)清自身所處的發(fā)展階段,達(dá)到有針對(duì)性地提升和改進(jìn)智能制造能力的目的。該標(biāo)準(zhǔn)給出了組織實(shí)施智能制造要達(dá)到的階梯目標(biāo)及演進(jìn)路徑,提出了實(shí)現(xiàn)智能制造的核心要素、特征和要求,為內(nèi)外部相關(guān)利益方提供了一個(gè)理解當(dāng)前智能制造狀態(tài)、建立智能制造戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)施規(guī)劃的框架。
2.SIRI
為使企業(yè)對(duì)工業(yè) 4.0 關(guān)鍵環(huán)節(jié)有更深入更具體的了解,讓企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)時(shí)“有章可依、有秩可序”,2017 年,新加坡 EDB 與 TÜV 南德合作,推出了“新加坡智能工業(yè)成熟度指數(shù)”,2020 年,世界經(jīng)濟(jì)論壇(以下簡(jiǎn)稱 WEF)和新加坡 EDB 攜手 TÜV 南德、麥肯錫等,將智能工業(yè)成熟度指數(shù) SIRI 這一評(píng)估體系推廣至全球。
3.AMMM
自 2021 年 4 月《數(shù)字鞍鋼建設(shè)方案》發(fā)布以來(lái),鞍鋼集團(tuán)鋼鐵、數(shù)字產(chǎn)業(yè)、釩鈦、礦業(yè)等板塊積極響應(yīng),迅速開展數(shù)字化建設(shè)工作。為提升對(duì)“數(shù)字鞍鋼”建設(shè)質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)能力,鞍鋼管信部、經(jīng)研院會(huì)同冶金規(guī)劃院?jiǎn)?dòng)了智慧指數(shù)—鋼鐵產(chǎn)業(yè)智能制造建設(shè)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 AMMM 的設(shè)計(jì)工作,旨在通過(guò)智慧指數(shù)評(píng)價(jià)體系摸清各子企業(yè)數(shù)字化建設(shè)客觀情況,方便對(duì)標(biāo)找差,實(shí)現(xiàn)指數(shù)引領(lǐng)效應(yīng)。智慧指數(shù)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)過(guò)程中按照科學(xué)性、可測(cè)性、系統(tǒng)性、權(quán)威性和動(dòng)態(tài)性原則科學(xué)選取評(píng)價(jià)指標(biāo),廣泛征求子企業(yè)意見和建議,不斷完善,最終形成了鋼鐵產(chǎn)業(yè)“智慧指數(shù)”評(píng)價(jià)體系,并已經(jīng)完成了兩輪評(píng)價(jià),使數(shù)字鞍鋼建設(shè)跑出了加速度。
(二)模型構(gòu)成
CMMM 模型的核心是一套預(yù)定義的、可復(fù)制、可定制的能力域 / 子域組合,可以應(yīng)用于不同生產(chǎn)組織模式、不同行業(yè)、不同規(guī)模的制造企業(yè)。CMMM 由成熟度等級(jí)、能力要素和成熟度要求構(gòu)成,包含 4 個(gè)能力要素、12 個(gè)能力域及 20 個(gè)能力子域(如圖 1 所示),并且模型對(duì)每個(gè)能力子域進(jìn)行了詳細(xì)的成熟度等級(jí)要求描述。
圖 1 CMMM 模型構(gòu)成
SIRI 模型包含評(píng)估矩陣(以下簡(jiǎn)稱AMS)和優(yōu)先級(jí)矩陣(以下簡(jiǎn)稱 PM)兩部分。評(píng)估矩陣用于評(píng)估每個(gè) SIRI 維(指標(biāo))的工業(yè) 4.0 成熟度,優(yōu)先級(jí)矩陣用于確定每個(gè) SIRI 維的影響值,即下步改進(jìn)的優(yōu)先級(jí)。
SIRI模型架構(gòu)如圖2所示,包含流程、技術(shù)和組織 3 大核心要素,下設(shè)運(yùn)營(yíng)、供應(yīng)鏈、生命周期、自動(dòng)化等 8 個(gè)重要指標(biāo),這 8 個(gè)指標(biāo)又映射到 16 個(gè)維。SIRI 基于該 16 個(gè)維形成評(píng)估矩陣 AMS。SIRI 模型對(duì)每個(gè)維都有詳細(xì)的等級(jí)要求描述。
圖 2 SIRI 模型架構(gòu)
SIRI 優(yōu)先級(jí)矩陣由四個(gè)相關(guān)矩陣組成,成本相關(guān)度矩陣(以下簡(jiǎn)稱)、KPI相關(guān)度矩陣(以下簡(jiǎn)稱)、行業(yè)最佳基準(zhǔn)值矩陣(以下簡(jiǎn)稱BIC)及影響值結(jié)果矩陣。
AMMM 模型包含評(píng)價(jià)體系和一套打分表。評(píng)價(jià)體系架構(gòu)包含指標(biāo)體系及對(duì)每個(gè)指標(biāo)的定義,一級(jí)指標(biāo)主要包含自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、智慧化、保障體系和效益 6 個(gè)指標(biāo),30 個(gè)二級(jí)指標(biāo)(其中 6 個(gè)觀察指標(biāo)),61 個(gè)三級(jí)指標(biāo)(其中 11 個(gè)觀察指標(biāo))。具體框架如圖3 所示。
圖 3 AMMM 模型構(gòu)成
AMMM 模型的自動(dòng)化部分、資金保障及效益部分的指標(biāo),均為定量指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)都有計(jì)算公式。AMMM 的智慧生產(chǎn)部分,包含了鋼鐵行業(yè)從原料到煉鐵、煉鋼及熱軋、冷軋、硅鋼、鋼管等幾乎所有工序的成熟度等級(jí)描述,是體現(xiàn)行業(yè)特征的部分。AMMM 的觀察指標(biāo)指企業(yè)已經(jīng)比較關(guān)注該指標(biāo),但目前尚未計(jì)入企業(yè)成熟度分?jǐn)?shù),不同階段,觀察指標(biāo)可能轉(zhuǎn)換為普通指標(biāo)。
(三)模型評(píng)估方法
CMMM 模型對(duì)應(yīng)的評(píng)估方法標(biāo)準(zhǔn)即“GB/T 39117-2020智能制造能力成熟度評(píng)估方法”,每個(gè)指標(biāo)都有一個(gè)成熟度得分,最后計(jì)算出企業(yè)總分。SIRI 模型評(píng)估包括評(píng)估矩陣打分及優(yōu)先級(jí)矩陣打分,評(píng)估矩陣根據(jù) SIRI 模型對(duì)每個(gè)維的成熟度等級(jí)描述進(jìn)行打分,企業(yè)沒有總分;優(yōu)先級(jí)矩陣用于計(jì)算每個(gè)維的影響值。AMMM 模型有定性指標(biāo)也有定量指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)都有一個(gè)成熟度得分,可以計(jì)算企業(yè)總分。三種模型評(píng)估方法比較如表 1 所示。
表 1 三種模型評(píng)估方法比較
(四)模型評(píng)估結(jié)果
CMMM 模型參考《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》中智能制造系統(tǒng)架構(gòu)模型,SIRI 評(píng)估矩陣及優(yōu)先級(jí)矩陣參考德國(guó)工業(yè)4.0 參考架構(gòu)模型,AMMM 模型則參考了CMMM 模型,并結(jié)合了鋼鐵行業(yè)特征以及行業(yè)中先進(jìn)企業(yè)的案例。各模型結(jié)果不盡相同,具有不同的指導(dǎo)意義,具體如表2所示。
表 2 模型評(píng)估結(jié)果比較
結(jié)語(yǔ)
CMMM、SIRI、AMMM 是對(duì)企業(yè)智能化成熟度的評(píng)估模型,但由于參考模型不同,評(píng)估指標(biāo)的設(shè)置既有相似之處,也有一定差別,評(píng)估方法也不盡相同。
第 一,CMMM 是我國(guó)在 2021 年 5月開始實(shí)施的一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了智能制造能力成熟度模型的構(gòu)成、成熟度等級(jí)、能力要素和成熟度要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于制造企業(yè)、智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商和第三方開展智能制造能力的差距識(shí)別、方案規(guī)劃和改進(jìn)提升,具有權(quán)威性和全面性。
第二,SIRI 是由新加坡 EDB 與 TÜV南德機(jī)基于工業(yè) 4.0 推出的智能工業(yè)成熟度指數(shù),并由世界經(jīng)濟(jì)論壇及麥肯錫推廣至全球。SIRI 指數(shù)可以評(píng)估企業(yè)工業(yè) 4.0的成熟度,另外,SIRI 的優(yōu)先級(jí)矩陣,可以幫助企業(yè)確定改進(jìn)指標(biāo)的優(yōu)先級(jí),能夠幫助企業(yè)確定數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)施路線圖,該路線圖以那些能帶來(lái)更大的成本降低與績(jī)效提升,以及縮短與最佳行業(yè)基準(zhǔn)值的差距的指標(biāo)為優(yōu)先改進(jìn)的指標(biāo)。
第三,AMMM 是鞍鋼集團(tuán)與冶金規(guī)劃院合作推出的針對(duì)鋼鐵行業(yè)的智能制造能力成熟度評(píng)價(jià)體系,參考了 CMMM 及行業(yè)先進(jìn)企業(yè)的做法,除具備鋼鐵行業(yè)特征外,AMMM 的定量指標(biāo),定義了詳細(xì)的計(jì)算公式,具有較好的可操作性,也能夠較準(zhǔn)確地反映企業(yè)智能制造能力成熟度現(xiàn)狀,幫助企業(yè)摸清家底,確定下步改進(jìn)目標(biāo)。
總體來(lái)說(shuō),CMMM、SIRI、AMMM 三個(gè)模型都是衡量企業(yè)智能制造能力成熟度的模型,企業(yè)可以根據(jù)自身特點(diǎn)與需求,選擇適合的評(píng)價(jià)/評(píng)估模型,助力企業(yè)智能化發(fā)展。
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