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分析解读 | 如何学习与应用《智能制造能力成熟度模型》

时间:2023-06-14 11:40:44       来源:个人图书馆-Wangxn625

智能制造能力成熟度模型的五个等级,可看作是企业开展智能制造经历的五个发展阶段。企业经历的这些阶段不是像登台阶一样,一跃迈过,而是像爬一个缓坡,在长期的智能制造建设日积月累下,潜移默化实现智能化发展阶段的平滑过渡,智能技术导入带来的业务变革,纵向提升、横向拓宽了企业制造能力。

模型的等级特征提炼了企业各发展阶段智能制造的通用特征。

大多数企业的智能制造历程,从创立初期业务管理大量应用电子表格(一级)到上线信息系统,生产现场从手工装备到半自动、自动化装备,通过智能化技术规范生产管理与生产作业执行(二级)。随着信息系统增多、数字化装备增多,为打破信息交互壁垒,促进跨业务协同,提升业务流转响应能力,企业开展信息系统集成、设备集成活动(三级)。


(资料图)

很多企业在这一阶段后期智能化建设停止不前,感觉所有业务都已经数字化覆盖,信息全部贯通,没有新的项目可实施;而这一阶段更需要用户侧,基于数据分析实现日常信息到工业知识的沉淀与积累,智能制造建设从构建知识的复用与决策环境入手,并将隐性的知识和经验转换为显性的数据分析模型,用于生产过程工艺、质量、计划、资源的优化与预测(四级)。而以上提到的规范、集成、优化,分别是成熟度模型二级、三级、四级的等级特征。

成熟度模型包含的20个能力子域,可以分为两部分,一部分是推进智能制造建设的基础共性资源与保障,即“人员”、“技术”、“资源”,另一部分是围绕产品从设计到生产的主要“制造”活动。第一部分的业务职能与企业统筹运营管理及智能制造责任与推进职能相关,第二部分围绕企业订单交付、产品价值实现的业务职能相关,其能力子域分别对应企业的生产相关业务部门。

在能力子域之下是各等级的成熟度条款要求,这里标准隐含了一层结构——业务活动。

“工艺设计”能力子域的三级包含a)b)c)d)共4个条款,这4个条款分别对应“工艺设计环境”,“工艺知识管理”、“工艺仿真应用”、“工艺设计业务协同”4项业务活动,再看“工艺设计”能力子域的四级也有a) b) c) d) 4个条款,同样也分别对应以上4项业务活动。因此,在各等级条款要求之上抽象出这层维度,即业务活动维度,理解这层维度有助于后续深入学习成熟度模型。

成熟度模型表面上指导如何进行智能制造建设,但究其背后,每项条款都是在解决生产业务中遇到的问题。因此,在理解条款要求基础上,不乏思考下,为何会设置这样的要求?

由此也引导企业,在开展智能制造建设之前,应把解决的“问题”明确好,把“为何”要做思考清楚,这要比建设过程更重要。思考“为何”就是识别需求,把握关键建设要点。对于有些建设项目企业未必是需要的,或者不是急迫的,不必盲目投入建设;还有些项目有潜在需求,但企业未真正意识到。

成熟度模型“装备”子域三级b条款,“应建立关键工序设备的三维模型库”。很多企业表示,暂时没有装备五级a条款的“数字孪生”需求,不必积累装备的三维模型。然而,装备的三维模型还有其他应用点,如“工艺设计”三级c的工艺仿真要求,仿真时需要装备、生产环境的三维模型。同时,部分大型复杂装备的维修,为了解装备内部结构,定位故障部位,判断故障影响,也需要三维模型的支持;部分流程行业,装备的三维模型用于新员工培训,了解装备生产工艺流程与工作机理。

此外,企业为提高生产质量、效率,降低能耗,对生产装备进行技术改造活动也需要装备的三维模型。很多企业引进国外的生产装备,供应商只允许使用装备,不允许改造,企业也不敢改造,在装备自主可控方面受制于人。所以,“装备”三级b条款,从侧面上,也是鼓励企业具备一定的装备研发、改造能力。随着企业向四级、五级行业龙头发展,生产装备的智能程度与工艺先进性要保持领先地位,需要与装备厂商联合研发,甚至靠企业自身探索。

在学习能力子域各等级条款时,通常采用从低等级到高等级的正向查阅方式,这也与企业智能制造建设逐级提升相一致。

一些行业龙头企业,已具备一定智能制造成果,在制定长期智能制造战略规划时,缺少可参考的对象,难以确定建设目标。这时不妨查看成熟度模型较高等级的条款要求,先确定未来建设目标,再逆向进行建设。

如前所述,由于各能力子域包含“业务活动”这一维度,使得各等级间同一业务活动的条款横向关联,引导企业在长期智能制造建设中分阶段、分步骤建设,并提供路径指引。这一路径不仅是指导智能制造建设的技术路径,也是企业制造业务能力提升的路径。

成熟度模型条款之间的关联,不仅体现在上述同一业务活动、不同等级的跃迁关联,还体现在同一等级内、不同业务活动间的关联协同。重视这种智能制造建设关联,让企业成为一个高效运行的有机体。

智能制造能力成熟度模型作为国家标准,综合考虑各行业智能制造的通用性、普适性。然而,企业在导入、应用模型时,可不拘泥于标准条款,基于自身生产工艺特点和业务管理特点,增加一些本行业的智能制造建设重点,扩展智能制造业务活动,将智能制造体系建设完整。例如,针对多种物料的复杂投料(或装配)作业场景,在“生产作业”能力子域增加物料的投料防错校验要求。对标准未提到的业务活动进行柔性化扩展,明确特殊业务活动在各等级的建设项,完整再现业务活动的发展历程。成熟度模型培训讲师,张巍老师和宋跃武老师都曾在授课中,对国家标准条款进行柔性化扩展。

制造企业人员、解决方案供应商、评估人员日常工作目标不同,在学习与应用智能制造能力成熟度模型时各有侧重点。

对于制造企业人员,应用成熟度模型可以指导企业智能制造规划与建设,应用的前提是对成熟度模型进行系统性学习。学习的主体,不仅包含企业智能制造、IT、装备研发部门人员,更需要包含生产车间、采购、计划、仓储、设备管理等生产业务部门人员。

学习方式可以通过“为什么”来识别需求,即标准条款提到的建设项是否适合本企业应用场景?是否能够解决企业存在的问题?是否与企业未来战略目标匹配?能否对业务能力优化提出建设新需求?

企业根据业务部门提出的需求,判断已有系统环境是否支持需求实现,若不支持,再规划在哪个系统环境实现,是否需要新一代信息技术支撑,然后确定建设项目的重要度与优先级。企业智能制造建设过程中,应对照标准抓住关键实现点,不盲目求多、求全,跟踪应用成效。

软件解决方案供应商可利用成熟度模型优化软件产品,提供软件系统集成接口、二次开发接口,增加软件产品的适配性与可扩展能力,从聚焦软件产品功能转移到应用场景的适用性。

CMMM®评估人员基于成熟度模型对企业智能制造建设成果进行验证。评估人员应结合条款要求,分析从何种角度验证企业具备此项能力,需企业举证哪方面案例,提供哪些信息。对于某些正式生产环境的系统和装备,为了不影响企业正常生产,评估验证工作还要考虑间接验证方式。

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