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数字化转型

制造业企业数字化转型评估标准

咨询服务描述:数字化转型就是加快推进新一代信息技术和制造业融合发展的重要手段,通过将产品制造过程中的各种信息采用数字化手段进行表达,构建数据的采集、传输、存储、处理和反馈的闭环,是制造企业走向智能制造的起点。
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引言

信息化和工业化融合从起步建设,到制造业与互联网深度融合,再到新一代信息技术与制造业融合发展,逐步进入以制造业数字化转型为核心特征和重要模式的新阶段。

数字化转型就是加快推进新一代信息技术和制造业融合发展的重要手段,通过将产品制造过程中的各种信息采用数字化手段进行表达,构建数据的采集、传输、存储、处理和反馈的闭环,是制造企业走向智能制造的起点。

本标准遵循信息化和工业化融合的发展方向,参考了两化融合评估框架、智能制造和智慧企业等架构框架,为打通制造全要素、全环节、全流程数据链而制定的框架性、规范性指南。

本标准将数字化、信息化、网络化等要素集合成一体,从基础环境、应用驱动和创新实践三个维度,将框架中数字化转型的相关因素归纳为可观、可测的因子,以量化数据为基础,通过描述数字化转型阶段性跃升的过程,循序渐进,促进企业不断推动数字化转型。通过对标,使企业通过评价发现自身的差距和薄弱环节,明确数字化转型的发展方向和着力点,有针对性的提升自身数字化转型的发展水平。使信息化基础好的企业,不断迈进数字化转型进程;信息化尚未完善企业,完善企业数字化,并通过建设可很快跟上数字化转型步伐。

本标准围绕制造业数字化转型战略目标和研发、生产、管理、服务等关键环节的数字化转型,给出离散、流程两个大类企业的细化内容和评估方法,旨在帮助企业通过评估这个抓手,使其持续获得竞争优势的一套思想方法和框架体系,提升企业创新能力,资源优化配置水平和利用效率,从而推动企业转型升级。

由于数字化转型,实现智能制造具有非常明显的行业背景,即便是同为离散行业,也分机械加工、电子组装、服装加工等很多类型的行业。因此,在本标准的应用过程中,各行业协会可根据自己的行业特点、具体需求,在本标准的框架下,制订本行业数字化转型评估标准,经过试点、评审可列为本标准附录下的行业评估标准。

1 范围

本标准规定了制造业企业数字化转型的基本原则、框架和评估的内容,并给出了指标体系、评估内容和评估方法。

本标准可作为嘉兴市推进制造业企业数字化转型的规划、创建、实施、评估等工作的工具。

本标准可作为流程型制造企业和离散型制造开展数字化转型诊断、提升智能制造能力水平和第三方机构评估企业的智能制造能力的依据。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T23020《工业企业信息化和工业化融合评估规范》

GB/T 22239-2008 信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求

GB/T20720.1—2010 企业控制系统集成 第1部分:模型和述语

GB/T20720.3—2010 企业控制系统集成 第3部分:制造运行管理的活动模型

GB/T 37393-2019 数字化车间  通用技术要求

T/CESA 1031-2018《工业APP培育指南》

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1工业企业信息化和工业化融合 Integration of information and industrialization for industrial enterprises

两化融合是在信息技术和工业技术不断演进、变革与交叉渗透的环境下,以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,推进企业产品研发、生产制造、经营管理和营销服务等的优化提升,形成可持续发展能力的过程。

3.2 企业数字化转型Digital transformation for industrial enterprises

企业数字化分为内部运营管理数字化、外部商业模式数字化和行业平台生态数字化三大部分。数字化转型基于数字化技术的出现与发展,它对传统企业提出了将原有业务与数字化技术结合,进行创新,实现企业业绩增长与持续发展的变革要求。

在两化融合评估体系中,将两化融合分为起步阶段、单项应用阶段、综合集成阶段、协同创新阶段等四个阶段。两化融合主要强调了企业间的横向集成和企业内部的纵向集成,而数字化增加了端到端的集成。

3.3智能制造关键技术装备The Key Technology Equipment in Implementing Intelligent Manufacturing.

智能制造关键技术装备是指在智能制造实施中使用的关键技术装备,包括:1、高档数控机床;2、工业机器人;3、增材制造装备;4、智能传感与控制装备;5、智能检测与装配装备;6、智能物流与仓储装备。

3.4企业资源计划  Enterprise Resource Planning

ERP是从MRPⅡ制造资源计划(Manufacturing Resource Planning)发展而来的新一代集成化企业资源系统。

MRPⅡ是以生产计划为中心,把与物料管理有关的产、供、销、财各个环节的活动有机地联系起来,形成一个整体,进行协调,使它们在生产经营管理活动中发挥最大的作用。其最终的目标是使生产保持连续均衡,最大限度地降低库存与资金的消耗,减少浪费,提高经济效益。

ERP从三个方面扩展了MRPⅡ的功能。横向的扩展:功能范围增加,从供应链上游的供应商管理到下游的客户关系管理;纵向扩展:从低层的数据处理(手工自动化)到高层管理决策(职能化管理);行业扩展:从传统制造业为主的面向所有的行业。

传统的ERP系统是典型自上而下的“瀑布式”,契合了传统企业的科层次组织架构。这种烟囱式架构之间互相叠导致企业内部的僵化,这种僵化最直接的体现便宜于企业各部门之间合作困难。

3.5制造执行系统Manufacturing Execution System

MES制造执行系统,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

MES系统架构则通常以生产运行为核心,涉及的范围因软件厂商的设计理念、发展历程,以及应用的行业、地域的不同而变化,难以给出一个十分明确的界限,也难以清晰地界定MES和其他管理与控制系统之间的边界。

3.6高级计划与排程 Advanced Planning and Scheduling

APS高级计划与排程是解决生产排程和生产调度问题,常被称为排序问题或资源分配问题。在离散行业,APS是为解决多工序、多资源的优化调度问题;在流程行业,APS则是为解决顺序优化问题。APC通过为流程和离散的混合模型同时解决顺序和调度的优化问题,从而对项目管理与项目制造解决关键链和成本时间最小化,具有重要意义。

3.7工业技术软件化  Software of Industrial Technology

实现工业知识和经验的显性化、数字化和网络化,并通过软件作用于工业活动的过程。工业技术软件化的成果既可以仅形成有得利于优化设计、改进工艺、提升制造效率等方面的某种算法、模型或新的知识,也可以形成面向特定应用场景的工业APP。

3.8预测性维护 Predictive Maintenance

根据观察到的状况而决定的连续或间断进行的预防性维修,以监测、诊断或预测构筑物、系统或部件的条件指标。这类维修的结果应表明当前和未来的功能能力或计划维修的性质和时间表。

4 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

IA:智能制造(Intelligent Manufacturing)

ICT:信息和通信技术(Information and Communication Technology)

CAPP:计算机辅助工艺规划(Computer Aided Process Planning)

CRM:客户管理系统(customer management system)

ERP :企业资源计划( Enterprise Resource Planning )

MES :制造执行系统( Manufacturing Execution System )

APS:高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling)

PLM :产品生命周期管理( Product Lifecycle Management )

SCM:供应链管理(supply chain management)

WMS :仓储管理系统( Warehouse Management System )

PDM :产品数据管理( Product Data Management )

SCADA :监控与数据采集( Supervisory Control And Data Acquisition )

BOM :物料清单( Bill of Material )

DCS:集散控制系统(Distributed Control System)

PLC :可编程序控制器( Programmable Logic Controller )

AGV :自动导引运输车( Automated Guided Vehicle )

FCS:现场总线控制系统(fieldbus control system)

RFID :射频识别技术( Radio Frequency Identification )

VPN :虚拟专用网络( Virtual Private Networks )

5基本原则和框架

5.1 导向

围绕企业战略目标,坚持数字化应用的适宜性,明确数字化发展路径,围绕数字化转型应用场景(图1),突出研发、生产、管理、服务等关键环节的数字化转型,引导企业讲究实效,将制造资源配置范围从传统要素向数据要素拓展,优化、重构、升级全要素、全流程、全链条,推动产业链各环节及不同产业链的跨界融合和推动供需实时计算,获取和提升可持续竞争能力。


图1 数字化转型应用场景

5.2基本原则

5.2.1 科学性

评估框架结构应相对稳定,能够反映两化融合发展成果和数字化转型发展阶段,指明数字化转型发展路径。评估指标应以数据融通为核心,应能表征数字化转型的内涵和特征。数据采集应准确可控,评估方法应能够有效支持数字化转型水平与能力和效能与效益的评估、分析、诊断和改进。

5.2.2 实效性

本标准应从战略层面、发展基础、应用场景和创新发展上反映嘉兴市工业企业两化融合的发展现状和数字化转型的发展趋势。

本标准应借鉴先进实用的评估方法,吸取工业实践和典型案例经验,在信息技术与工业技术紧密融合的环境下,应充分发挥企业转型主体作用,引导企业将制造资源配置范围从传统要素向数据要素拓展。

本标准宜以评估企业数字化转型的水平与能力和效能与效益为重点,引导企业数字化转型,推动制造业升级。

5.2.3 可操作性

本标准应围绕企业数字化和数据管理能力建设,突出对研发、生产、管理、服务等关键环节数字化转型的评估,具有广泛的适用性。

本标准评估指标宜易于选取,指标体系宜易于构建,评估数据宜易于采集、可分,评估方法宜便捷有效。

5.2.4 可扩展性

随着信息技术的不断发展和两化融合的深入发展,工业企业数字化转型实践的不断丰富,本标准应在总体框架相对稳定的前提下可进行适时修改,实现不断优化和完善。

5.3评估框架

数字化表示一种通过数字方法和设备进行连接的状态,这种相互关联加上鲜明的可度量特征,反映出了组织业务和技术架构的不同状态,不断突破地域、组织、技术边界,促进制造资源配置从单点优化向多点优化演进,从局部优化到全局优化演进,从静态优化向动态优化演进。

因此,数字化转型评估框架为多方向和协作的结构,包括应用维度、应用场景、应用层级和信息技术应用(图2)。

图2 数字化转型评估框架示意图

应用维度评估:包括基础设施、应用场景和协同发展三个维度。

应用场景评估:包括设计研发、生产制造、经营管理、物流仓储、销售服务、绿色发展、协同创新等。

应用层级评估:提出了各方面与不同水平与能力级别相关的关键要素,并给出了每个指标数字化转型发展由低向高的评估要点。

信息技术应用评估作为框架的另一个维度,隐含并贯穿在所有数字化转型应用中,包括数字化转型创新发展呈现的新模式、新业态所用的技术。

6评估内容

6.1 基础建设

基础建设主要应评估数字化转型相关基础设施和条件建设的水平情况。重点评估:

a)企业在数字化转型相关基础设施建设方面的基本情况和水平;

b)企业基于基础建设现状,制定实施数字化转型发展规划和精益思想导入等实施情况;

c)企业数字化转型在基础设施建设的能力水平,以及通过数字方法和设备进行连接的水平。

6.1.1资金投入

应评估自动化、信息化建设、信息系统运维以及研发投入等相关资金投入的水平,以反映出企业数字化转型创新发展情况。重点评估:

a)智能制造关键技术装备、设施等构建和运行维护投入水平、适度性和持续性;

b)在IT设备、软件与系统构建过程中,用于购置、租赁、项目实施、咨询、培训、服务外包等投入水平和适度性;

c)在IT设备、软件与系统使用和维护过程中,用于购置、租赁、项目实施、咨询、培训、服务外包等投入水平和适度性;

d)企业信息化开发的投入水平、适度性和持续性。

6.1.2 组织和规划

应评估企业数字化转型发展规划制定和实施情况,数字化转型团队建设情况,重点评估:

a)数字化转型规划的制定情况和企业发展战略的一致性,内容覆盖、滚动和调整情况以及执行水平;

b)数字化转型专职人员队伍建设情况,首席信息官(CIO)的职责定位,主管领导的层级以及与研发、生产和管理人员的信息化相关程度;

6.1.3设备设施

应评估设备设施以及与信息化紧密的工业设施等设备设施水平。重点评估:

a)工业设备设施的智能化或数字化水平;

b)智能化或数字化工业设备设施数据获取和传输情况。

c)生产过程监督控制的数字化水平。

6.1.4信息网络基础设施

应评估企业内部网络建设水平和信息获取、标准化、积累、整合的集中管理等信息资源建设情况。重点评估:

a)企业信息化架构和网络环境建设水平;

b)企业数据资源采集情况及数据集中管理和应用水平;

c)信息化资源的积累和整合情况,以及云服务水平;

d)计算机与网络安全保障、信息资源安全与灾备建设情况。

6.2数字化转型应用

数字化转型应用主要应评估数字化场景引入到整个企业,以及信息化、数据化和智能化的应用深度。重点评估:数据采集传输、信息系统或平台的完善度,流程、效率可视化和精准度。

6.2.1研发设计

应评估企业的车间规划设计情况,研发生产效率,以及工艺流程设计和现场作业下发情况。重点评估:

a)工厂(车间)规划水平,现场数据资源采集和传输情况;

b)产品设计或生产设计打通全业务链水平;

c)工艺设计、工艺管理、工艺流程和工艺文件现场作业下发和作业情况;

对于流程型企业,要考虑:

d)企业全流程控制系统,包括所有生产各个环节、工序和工位的多个层面的过程控制功能需求,组网情况。

6.2.2生产制造

应评估企业的生产计划调度情况,生产过程以及质量追溯和实体仓库管理情况。重点评估:

a)企业编制生产作业计划的水平;

b)产线物料的配送方式;

c)生产过程中数据采集、传输情况;

d)产品质量检测和产品质量信息追溯情况;

e)实体仓库管理以及智能化应用水平。

对于流程型企业,要考虑:

f)实验室管理情况,包括:系统初始化、样品检测、系统应用和仪器数据采集情况,样品登记,数据收集、数据判断、样品分析和传输的全过程生产组织、生产跟踪和质量管理情况。

6.2.3经营管理

应评估企业的财务管理,采购管理,成本管理、销售管理,内部物流,装备管理和人力资源管理。重点评估:

a)财务系统以及与其集成的业务系统范围;

b)采购管理全流程智能化应用水平;

c)企业成本管理水平;

d)销售与生产、仓储、采购和物流打通;

e)对物流信息进行跟踪反馈水平。

f)企业对装备的管理水平

g)薪酬设计和核算及发放管理

6.3数字化转型发展

6.3.1科学发展

应评估企业的预实分析数据和决策支持水平。重点评估:

a)预算指标、实际进度跟踪、事后预实分析情况;

b)预实分析数据支撑企业实现全面绩效管理情况。

6.3.2集成应用

应评估企业智能化的水平,重点评估企业信息化系统的纵向集成、横向集成和端到端集成情况:

a)生产设备设施数据采集与制造执行系统MES的数据传输情况;

b)企业内部所有环节业务数据实现资源共享和协同优化的水平;

c)企业之间通过价值链以及信息网络实现资源整合情况;

d)从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护等产品全生命周期的管理和服务水平;

e)产品全生命周期的价值链创造以及价值链上不同企业资源的整合水平。

6.3.3协同创新

应评估协同创新应用水平,重点评估:

a)企业开展大数据的利用情况;

b)企业自主研发工业APP情况;

c)企业利用新ICT技术产生新的运营模式和商业模式等。

6.3.4效益提升

经济社会效益主要应评估企业通过数字化转型直接或间接带来的经济效益、社会效益等提升情况:

a) 企业装备联网率提升情况;

b)企业成本利润率提高情况;

c)企业人均劳动生产率提高情况;

d)企业良品率提高情况;

e)企业存货周转率提高情况;

f)企业对社会的贡献度