導讀
智能制造能力成熟度標準符合性評估(下簡稱CMMM評估)基于《GB/T 39116-2020 智能制造能力成熟度模型》、《GB/T 39117-2020 智能制造能力成熟度評估方法》兩項國家標準,對產(chǎn)品制造過程的智能化應用能力進行系統(tǒng)性評估。目前國內已有400家制造企業(yè)獲得相應等級的符合性證書,其中“四級(優(yōu)化級)”是國內制造企業(yè)目前達到的最高等級,通過評估的企業(yè)也是國內高端制造業(yè)的典型代表。
那么企業(yè)如何識別能否達到四級?建成四級企業(yè)需要具備哪些能力?四級評估相比與其他等級評估,在評估準備時需關注哪些要點?針對大家關心的問題,筆者從十余家四級企業(yè)評估活動進行總結,分享下體會。希望在企業(yè)智能化能力識別、能力建設、評估準備等方面,對申請四級評估的制造企業(yè)有所幫助。
四級企業(yè)綜述
四級(優(yōu)化級):企業(yè)應對人員、資源、制造等進行數(shù)據(jù)挖掘,形成知識、模型等,實現(xiàn)對核心業(yè)務活動的精準預測和優(yōu)化。
——出自《GB/T 39116-2020 智能制造能力成熟度模型》
四級能力是企業(yè)在達到三級(集成級)的基礎上,即數(shù)字化的生產(chǎn)、檢驗、物流設備聯(lián)網(wǎng)集成,各應用信息系統(tǒng)間信息集成,實現(xiàn)企業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同的基礎上,廣泛應用各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、業(yè)務職能采集的數(shù)據(jù),基于實時數(shù)據(jù)的深層次分析應用,輔助企業(yè)人員做出更為科學的決策,或自動對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化調整。
截止2022年底,國內已有29家企業(yè)獲得CMMM四級證書,占所有已獲證企業(yè)的7.25%;其中制造大省的江蘇、廣東、山東通過四級評估的制造企業(yè)分別為9家、8家、4家,北京、安徽、福建、陜西、湖南、廣西、遼寧等省市也有當?shù)佚堫^企業(yè)通過四級評估。
從行業(yè)分布來看,部分行業(yè)龍頭企業(yè)已達到國際領先水平。例如,以小天鵝、海爾為代表的家用電器制造行業(yè),以深南電路為代表的印刷電路板制造行業(yè),以徐工為代表的工程機械行業(yè),以華星光電、京東方為代表的液晶面板制造行業(yè),以中車為代表的軌道運輸設備制造行業(yè),以及其他石油煉化、水泥、醫(yī)藥制造行業(yè)。同時,有近50%的四級企業(yè),當?shù)夭o政策獎勵支持,為企業(yè)自發(fā)申請評估。由此可見,越來越多的行業(yè)龍頭企業(yè),希望自身的智能化建設成果得到權威認可,或在評估中尋求繼續(xù)提升的方向。
從目前四級企業(yè)評估結果來看,企業(yè)都存在一定的能力弱項,大部分企業(yè)還處在四級的初級階段,雖然在部分業(yè)務單點上構建了分析模型,但模型應用效果還需進一步驗證,四級的能力建設還需要很長的路要走。
申請四級評估常見誤區(qū)
在眾多申請四級評估的企業(yè)中發(fā)現(xiàn),一些企業(yè)對申請四級評估并未充分了解,對四級評估考核的維度、難點、要求,未進行對標判斷。企業(yè)盲目申請四級,導致最終評估結論降級。針對四級能力識別,經(jīng)常出現(xiàn)如下誤區(qū)。
誤區(qū)一 大企業(yè)/行業(yè)品牌知名度高就能通過四級
此誤區(qū)較為普遍,因為已獲證企業(yè)確實行業(yè)的知名企業(yè)居多。行業(yè)知名企業(yè)確實在產(chǎn)銷量、營業(yè)額、市場占有率、品牌形象上處于領先地位,且企業(yè)資金雄厚,智能化投入也較多。但CMMM評估考核的是實際的產(chǎn)品制造過程智能化應用情況。有些企業(yè)的品牌市場宣傳大于其實際制造水平、智能化水平;還有些品牌依靠外部代加工,沒有制造工廠,無法進行評估。
曾經(jīng)遇到一家業(yè)內知名的非標裝備制造企業(yè),申請四級評估,生產(chǎn)工藝類型只有裝配,產(chǎn)品組裝環(huán)節(jié)采用全人工方式,且裝配過程打螺絲還是采用普通電動螺絲刀,不能實現(xiàn)扭矩參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,其他智能化應用較少,最終預評估對標下來,評估組認為企業(yè)達到三級還有些困難,整體處于二級水平。企業(yè)無法接受作為行業(yè)龍頭而評估結論是二級,最后終止評估。
誤區(qū)二 已獲得智能制造榮譽或權威認可就能通過四級
有些企業(yè)已獲得省部級、國家級,甚至國際性的智能制造榮譽,這是很好的智能化建設基礎。但由于各種政策、榮譽評選的評價指標不同,不能說獲得某個榮譽,就可以等同通過CMMM四級。
特別是有些企業(yè)反而容易借此榮譽,產(chǎn)生盲目自信心理,而忽視CMMM評估調查取證的全面性、客觀性、嚴謹性。比如,企業(yè)承擔了國家重點智能化攻關建設項目,已經(jīng)由權威專家把關驗收,則認為通過四級沒有問題;但四級評估中,該項目可能只作為四級考核中一個子域的幾個條款的有效舉證,無法以偏概全代表企業(yè)整體智能化水平。
通常的企業(yè)智能化成果申報,申報材料都是盡可能展示企業(yè)好的一面,而對弱項避而不提。而對于CMMM評估,企業(yè)應基于實際業(yè)務情況確認評估范圍、評估內容,應評的條款不可隨意裁剪、回避,不能避重就輕,應基于統(tǒng)一標準開展CMMM評估。且對于四級評估,預評估與正式評估在企業(yè)現(xiàn)場至少6天時間,評估組有充足的時間,完整、細致的驗證企業(yè)各業(yè)務職能的智能化應用情況與應用效果。這里的調查取證包括企業(yè)獲得優(yōu)勢、建設亮點的一面,也包括對標后的能力不足和建設缺失一面。
誤區(qū)三 新建成的智能工廠就能通過四級
這里“新建成”特指生產(chǎn)正式運行1年左右的工廠。很多企業(yè)投資幾億、十幾億元構建新型號產(chǎn)品制造工廠,且工廠在設計、建造之初就按照行業(yè)最高標準建設,吸取以往經(jīng)驗,各種智能化技術一步到位,打造行業(yè)最先進智能工廠。不否認這些工廠的先進性,但通常新建成工廠的產(chǎn)量、銷量還在慢慢爬坡過程,制造產(chǎn)品的種類也有限;特別是智能化應用堆積了很多新技術,工廠整體運行需要一段時間磨合、消化、驗證,短期較難發(fā)揮智能工廠的特色能力。
此外,四級評估的考核要點中,很多是基于數(shù)據(jù)分析模型的在線優(yōu)化、預測,由于工廠建成時間短,很多工廠的業(yè)務數(shù)據(jù)累積量不夠,一些制造規(guī)律難以發(fā)現(xiàn),并通過分析模型去表達、驗證。比如,【設備管理】子域四級要求的“設備預測性維護”,需要對歷史發(fā)生的故障做故障知識積累與分析,而新建工廠是新設備,短期故障發(fā)生率也較少,也較難提出預測、優(yōu)化的需求。再比如四級【能源管理】能力子域要求的精細化“節(jié)能模型”,新工廠運行之初重點考慮產(chǎn)量、質量、效率,因此智能化建設會側重這些方面,短期很少考慮節(jié)能降耗舉措,當工廠生產(chǎn)穩(wěn)定,為進一步降低制造成本時,才會由此需求進行智能化建設。當然也有些新建工廠,在建廠之初就綜合考慮了之前的節(jié)能經(jīng)驗,已經(jīng)采用了節(jié)能化設備和方案,接下來就需要進一步挖掘新的節(jié)能空間。
因此,CMMM四級評估的工廠盡量運行一段時間,生產(chǎn)運行穩(wěn)定,生產(chǎn)管理模式較為成熟,智能化技術較好的應用落地,工廠運行積累了一定的數(shù)據(jù),沉淀了知識,有優(yōu)化提升的需求和舉措,這樣四級的智能化成果也會很好的應用、展現(xiàn)。
誤區(qū)四 生產(chǎn)運行展示效果好的工廠就能達到四級
很多人去過這樣的工廠,工廠整潔明亮、工藝布局有序、設備全自動化運行、機器人協(xié)同運作、物流配送無人化、指揮調度大廳大屏看板數(shù)據(jù)展示,看起來非常先進。有的工廠還指定“紅毯”路線、觀光車路線,配備專職的講解員,每到之處講解亮點。
首先,這種參觀方式只能了解工廠的局部,講解員固定的說辭未必是標準符合性評估需要采集的審核點,而一些CMMM評估關注的審核點,需要評估組去生產(chǎn)工位詳細了解驗證,比如說產(chǎn)品換型時,設備是否自動切換加工程序。
其次,上面提到的生產(chǎn)高度自動化、大屏看板展示等,大部分是二級、三級要求,四級條款要求的數(shù)據(jù)分析優(yōu)化、預測模型,這些底層邏輯也很難用大屏看板展現(xiàn)。還有些大屏看板只是為了“秀”一下,看板上展示數(shù)據(jù)的時效性、準確性、真實性經(jīng)不起推敲,一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)很難對生產(chǎn)調度、生產(chǎn)控制起指導支撐作用。隨著移動技術的發(fā)展,很多實時信息未必要放到大屏上,通過移動終端、手機APP推送信息,特別是異常信息,比大屏更有意義。
因此,在四級評估的生產(chǎn)車間現(xiàn)場巡視時,更多查證顯性的三級要求;而對于四級條款,一些實時的生產(chǎn)過程優(yōu)化控制,要到總控的后臺“大腦”或者數(shù)據(jù)分析平臺去查證,還有些決策模型已集成到設備運行的底層控制邏輯中。生產(chǎn)現(xiàn)場展示效果好的工廠也未必能達到四級。
誤區(qū)五 高端智能化終端產(chǎn)品的制造工廠容易達到四級
高端、智能化產(chǎn)品蘊含的高新技術多,產(chǎn)品研發(fā)周期長,部分制造工藝環(huán)節(jié)較為復雜,企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)和工藝研發(fā)智能化應用投入較多。隨著市場需求的旺盛,也驅動企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化應用提升。對于結構復雜產(chǎn)品,產(chǎn)品制造的社會化分工較明顯,各家工廠分別負責其中關鍵零部件的制造,或者幾道關鍵工序的加工,再由終端整機廠商把所有零部件裝配。
但是,由于終端廠商的品牌曝光度高,容易誤解為一切技術都出自終端廠商。然而,在某些行業(yè)會發(fā)現(xiàn),企業(yè)制造技術水平、智能化應用水平,部分關鍵零部件制造廠商要比終端產(chǎn)品制造廠商高,例如,液晶面板制造廠商與顯示器、電視機制造廠商。
當然,這里不是說絕對,很多終端產(chǎn)品制造廠商的智能化水平也較高,整機的核心零部件也是自家生產(chǎn),大型復雜產(chǎn)品的裝配過程也需要較高水平的智能化技術支撐。
針對以上常見誤區(qū),企業(yè)需保持“歸零”心態(tài),對照標準,認真、客觀的總結智能化優(yōu)勢能力。
四級企業(yè)識別方向
為了準確識別企業(yè)四級能力,需要對照標準條款,判斷企業(yè)智能化應用的符合性。當然,企業(yè)還可以從其他幾個側面初步識別四級能力,這里提供幾點方向。
從智能化需求測出發(fā),驅動企業(yè)在制造過程使用智能化技術的源動力,在于制造過程的復雜性。這里復雜性包括多個方面,如產(chǎn)品結構的復雜性、制造工藝的復雜性、產(chǎn)品種類的多樣性、市場需求的多樣性、生產(chǎn)組織的復雜性,這些復雜性的解決一方面促使企業(yè)職能分工越來越細,崗位人員增加,另一方面也促使不斷投入智能化建設減少人力??梢哉f,企業(yè)面對制造問題的復雜程度,解決復雜性問題的能力,代表了企業(yè)智能化應用的潛力,這也表現(xiàn)為每個行業(yè)獨有的制造特點。
從這個角度來看,四級評估有些挑行業(yè)。有些企業(yè)雖然已經(jīng)做到細分領域的行業(yè)龍頭,但是產(chǎn)品不復雜,生產(chǎn)工藝不復雜,工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品有限幾種,市場需求較為固定,生產(chǎn)管理也較為簡單,這樣也就不需要多高的智能化建設,行業(yè)整體智能化程度也大致相當。企業(yè)也有提升的意愿,只是本身制造環(huán)境“復雜度”不夠,一些智能化技術用不上,沒有“需求”,通常這些行業(yè)的市場競爭也比較激烈。
四級企業(yè)一般位于行業(yè)前列,為了保證其行業(yè)地位,在危機意識下會主動拉開與同行企業(yè)的差距,迫使自己不斷提升,但是因為沒有可對標的參照物,沒有可借鑒的案例,必須不斷激發(fā)自己的創(chuàng)新能力。四級評估要求的很多數(shù)據(jù)分析優(yōu)化、預測模型,企業(yè)最終的應用場景都與行業(yè)制造特點密切相關,且解決的問題多是在行業(yè)內存在、但一直很難解決的,是行業(yè)內第一家攻關的。
從標準條款的引導方面,二級、三級很多條款要求比較明確,給企業(yè)智能化建設鮮明的指引,且應用場景適用于大多數(shù)行業(yè),很多優(yōu)秀案例可以跨行業(yè)互相借鑒學習。而四級條款,有很多是方向性的指引,描述的較為簡要,這也給每家企業(yè)有更多的創(chuàng)新發(fā)揮空間。比如【倉儲配送4b】“倉儲模型實現(xiàn)庫存優(yōu)化”,這里庫存優(yōu)化可以是物料庫存水平優(yōu)化,或是出入庫效率優(yōu)化,或是庫存容積承載能力優(yōu)化;同時,結合生產(chǎn)業(yè)務過程,優(yōu)化實現(xiàn)的部位既可在原料倉庫,也可在半成品倉庫、成品倉庫。
四級企業(yè)信息系統(tǒng)很多,有的是集團統(tǒng)一推進,有的是企業(yè)、事業(yè)部自行采購,動輒幾十個信息系統(tǒng)。四級企業(yè)已意識到上系統(tǒng)不是最終目的,更重要的是整合好系統(tǒng)內的數(shù)據(jù),尤其應用好關聯(lián)的數(shù)據(jù);同時,企業(yè)在三級建設中進行數(shù)據(jù)治理,規(guī)范數(shù)據(jù)編碼規(guī)范、數(shù)據(jù)交換格式,也為四級數(shù)據(jù)應用打基礎。
四級企業(yè)開展業(yè)務數(shù)據(jù)應用分析,需要構建數(shù)據(jù)應用環(huán)境。面對眾多系統(tǒng)數(shù)據(jù)源,首要建立數(shù)據(jù)的匯聚平臺(數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)中臺、數(shù)據(jù)湖),實現(xiàn)各方數(shù)據(jù)的整合,明確數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)同步頻率等等。根據(jù)生產(chǎn)業(yè)務需求,數(shù)據(jù)平臺可能是1個或者多個,且數(shù)據(jù)來源多樣,有的來自業(yè)務應用系統(tǒng),有的來自數(shù)字化生產(chǎn)設備;用于后續(xù)數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù),還需在平臺內進行必要的清洗與轉換。通過數(shù)據(jù)分析應用工具,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關聯(lián)與量化關系;再建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)化、預測模型部署于制造系統(tǒng)。
四級智能化能力還體現(xiàn)在企業(yè)具備的智能化人才規(guī)模和能力。四級企業(yè)應用的信息系統(tǒng)多,企業(yè)IT硬件、軟件維護人員數(shù)量少則幾十人,多則上百人。除了系統(tǒng)運維,上面提到數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)分析工作都需要相應崗位的人員配備。
此外,對智能化人才的要求不只是IT人員,還有來自各業(yè)務部門技術骨干,這些人員能夠將平時的業(yè)務難點轉化為智能化需求,具備智能化能力和意識,四級條款要求的生產(chǎn)優(yōu)化預測模型構建,都離不開生產(chǎn)業(yè)務人員的探索和實踐。
綜上,隨著更多的企業(yè)通過CMMM四級評估,對四級能力的識別會更加清晰。企業(yè)較難判斷時,可以邀請參與過CMMM評估的評估師,特別是參與四級的評估師進行判斷識別,對照四級條款調研企業(yè)智能化應用情況。
有些企業(yè)經(jīng)過能力識別,與四級水平還有些差距,或者當前已經(jīng)達到三級,需要在哪些方向四級繼續(xù)提升,我們在下一篇《淺談CMMM四級評估 (二)模型實踐》繼續(xù)探討。
還有些企業(yè)通過能力識別,判斷與四級水平大體相當,可以著手準備申請四級評估。針對四級評估如何準備,需要注意哪些事項,我們在《淺談CMMM四級評估 (三)以評促建》篇進行討論。