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工业互联网成熟度评估模型

 米老鼠的世界 2020-08-25

本白皮书旨在为企业提供一套评价自身实践的方法论,为企业找到工业互联网实施中的主要问题、改进方向和建设路径。与此同时,业界各方力量的应用和反馈也将不断促进联盟修正该方法论中存在的问题,为工业互联网发展提供更科学更准确的指导。

工业互联网成熟度评估提出的原因

(一)工业互联网应用浪潮来袭

(二)联盟需构建先导性的标准化模型

(三)为企业提供一个便利的自我评价工具

(四)为政产研用搭建一个持续透明的信息窗口

工业互联网成熟度评估模型

(一)评估模型的架构

三大核心要素

两大目标对象

离散行业

  • 机床、机器人、传感器等占主导
  • 对产品设计研发系统建设与集成有较高的要求
  • 创新主要体现在产品远程运维、个性化定制、网络化协同等方面

流程行业

  • 以工艺设备、阀门、仪器仪表设备等占主导
  • 侧重于工艺设计、能源安全管理等方面
  • 创新主要体现在供应链优化、能耗与安全管理优化等方面。

十三个关键能力

本模型对 13 个关键能力分别给出了相应的能力等级,等级越高,表示能力越强。

能力等级

(1)互联互通要素:智能设备联网

智能设备联网是指生产现场的生产设备、产线和工艺装置、工业机器人、传感设备等数字化物理实体通过标准通信接口、协议转换等方式将数据上传至车间层、企业层管理系统或监控系统。能力等级如下:

(2)互联互通要素:信息网络设施

信息网络设施是指企业通过全面的 IT 网络和 OT 网络(涉及现场总线、工业以太网、无线网等)建设、灵活的信息系统架构以及完善的信息安全机制建立等为制造企业构建良好的网络互通和信息互联基础设施。能力等级如下:

(3)互联互通要素:生产资源连接(离散)

生产资源连接是指生产现场的人与机器、机器与机器之间通过电脑、移动交互界面、互联网、AR(增强现实)与 VR(虚拟现实)技术等手段实现互连接、互感知、互操作。能力等级如下:

(4)综合集成:横向集成

横向集成主要实现企业与企业之间、企业与售出产品(客户)之间的协同,将企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户进行延伸,实现企业与产业链上下游之间的集成。能力等级如下:

(5)综合集成:纵向集成

纵向集成主要解决企业内部的集成,即解决信息孤岛的问题,实现现场层、车间层、企业层等所有层次,研发、生产、销售等所有环节的信息无缝链接,包括一个环节上的集成(如研发设计内部信息集成),也包括跨环节集成(如研发和制造环节的集成)。能力等级如下:

(6)综合集成:端到端集成

端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,在所有终端(点)数字化的前提下实现企业内部、企业之间基于价值链的一种整合,目前各界对端到端集成有不同的理解,本模型中主要是指基于模型的数字化工程(MBD)和基于模型的企业(MBE)/虚拟企业构建。

离散行业能力等级如下:

流程行业能力等级如下:

(7)数据分析利用:运营智能决策

运营智能决策是指通过企业数据库、模型库和知识库的建立,将行业领域专家水平的知识与经验积累固化到计算机系统中,进而充分应用人类专家的知识和解决问题的方法来帮助企业解决在运营管理中遇到的复杂的决策问题。能力等级如下:

(8)数据分析利用:产品生命周期优化(离散)

产品全生命周期优化是指从客户对产品的需求开始,从产品设计到产品淘汰报废的全部生命历程中,企业通过各环节数据的采集、分析、建模、仿真、反馈等预测产品生产可行性、实时跟踪产品质量、有效进行产品功能和性能创新。能力等级如下:

(9)数据分析利用:生产智能管理(流程)

生产智能管理是指在产品工艺设计、原料生产转化、生产装置运行的过程中,企业通过各环节数据的采集、分析、建模、仿真、反馈等预测加工工艺的可行性、实时监控与追溯生产过程、实现异常工况提前诊断与自愈控制。能力等级如下:

(10)数据分析利用:供应链优化

供应链优化是指对供应链上游物料流转数据、供应链下游客户需求数据(包括个性化需求)进行采集和分析,并将分析结果及时反馈给供应链上游企业,实现供应链上下游数据共享和反馈协作。能力等级如下:

(11)数据分析利用:网络化协同(离散)

网络化协同是指基于网络协同平台,将订单信息、设计任务、制造任务等分配给不同地域、不同规模的企业,将社会分散的资源、制造能力在网络平台进行集聚共享,形成网络化协同的组织模式。能力等级如下:

(12)数据分析利用:能耗与安全管理优化(流程)

能耗与安全管理优化是指通过现场各种仪器仪表、传感器等采集和上传能耗数据、环境数据等,然后基于大量实时和历史数据的分析优化能耗效率、降低安全生产事故概率。能力等级如下:

(13)数据分析利用:服务化延伸

服务化延伸主要指通过自建或利用第三方统一云平台,整合企业设备、产线、生产、经营、产品以及企业内外部价值链上各类数据,并基于大数据建模分析提供数据增值服务,如产品远程运维等,且正在形成或已经按照一定的商业模式来经营。能力等级如下:

(二)评估模型的指标体系

工业互联网成熟度评估模型的应用和试评估

为了保证该评估模型的适用性和科学性,联盟上线了在线评估调查问卷简版,并邀请联盟成员结合自身实际情况进行问卷填写,并反馈对问卷的意见和建议。历时2 周,联盟共收到了有效问卷 22 份,其中包括离散型制造企业 12 个,流程型制造企业 10 个,虽然样本数量有限,但也一定程度上代表了当前工业互联网的建设水平和发展特点,能够为企业、研究机构、政府部门等提供一定的参考。

评估结果显示现阶段我国工业互联网成熟度水平呈现如下特点:

4.5%的企业工业互联网建设尚未启动,设备和系统孤岛问题明显,数据采集工作尚未起步,数据价值意识薄弱。

22.7%的企业工业互联网建设刚刚开始,互联互通基础设施具备一定基础,系统集成工作覆盖部分环节,数据采集和分析尚处于探索阶段。

40.9%的企业工业互联网建设逐步推进,互联互通能力不断提升,纵向集成基本完成,端到端集成和横向集成具备一定基础,数据采集工作已经启动。

27.3%的企业工业互联网建设比较完善,基础设施互联互通和系统集成度较高,数据流已经基本贯通,对新型工业网络、云计算、大数据等新技术的应用比较广泛,数据价值挖掘意识较强。

4.5%的企业工业互联网建设水平领先,基础设施互联互通和系统集成度高,企业内部数据流和供应链上下游价值流已经全线打通,新技术应用比较成熟,数据价值挖掘比较充分。

来源:工业互联网产业联盟

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