17 企业智能制造诊断思路

企业智能制造诊断方案

@数字化2050

智能制造时代最大的特征就是创新，新技术、新产品、新业态、新模式不断涌现，这给了创新型制造企业最大的发展空间。制造企业智能制造诊断是衡量企业智能制造发展的刻度，它从宏观上指导企业智能制造整体水平的提高，从微观上引领企业更准确地认识智能制造的内涵，明确智能制造的目的，制定正确的智能制造发展战略，并在具体操作上给予指导。通过智能制造诊断，能够对企业智能车间、企业数字平台和人机互动的建设有一个比较清楚的认识，在摸清基本情况的基础上，发现薄弱环节，找准突出问题，分析问题产生原因，并提出初步解决思路，支持项目实施。

一 企业智能制造诊断内容

1、智能车间

1）车间总体设计、工艺流程及布局是否已建立了较完善的系统模型，并进行了模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理，相关数据进入企业核心数据库；

2）是够配置了符合设计要求的数据采集系统、先进控制系统和产品全生命周期信息系统；

3）是否建立实时数据库平台，并与过程控制、生产管理系统实现互通集成，实现计划、排产、生产、检验的全过程闭环管理，并与企业资源计划管理系统（ERP）集成；

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4）是否建立企业资源计划管理系统（ERP），在供应链管理中实现了原材料和产成品配送的管理与优化。利用云计算、大数据等新一代信息技术，在保障信息安全的前提下，实现企业经营、管理和决策的智能优化；

5）实现运行过程动态优化，制造信息和管理信息全程透明、共享，采用大数据、云计算实现企业智能管理与决策，全面提升企业的资源配置优化、操作自动化、实时在线优化、生产管理精细化和智能决策科学化水平。

2、智能产品

1）是否能够实现对自身状态、环境的自感知，具有故障诊断功能；

2）是否具有网络通信功能，提供标准和开放的数据接口，能够实现与制造商、用户之间的数据传送；

3）是否具有自适应能力，能够根据感知的信息调整自身的运行模式，使装备（产品）处于最优状态；

4）是否能够提供运行数据或用户使用习惯数据，支撑制造商、用户进行数据分析与挖掘，实现创新性应用；

5）实现高端芯片、新型传感器、工业控制计算机、智能仪器仪表与控制系统、工业软件、互联网技术、信息安全技术等在装备（产品）中的集成应用，装备（产品）做到安全可控，自感知、自诊断、自适应、自决策功能的不断优化，技术水平达到国内领先或国际先进水平。

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3、企业数字平台

1）个性化定制，实现模块化设计方法、个性化定制平台、产品数据库的不断优化，形成完善的基于个性化定制需求的企业设计、生产、供应链管理和服务体系，用户与制造商互动能力显著提升，企业应用大数据对产品规划、市场探测能力大幅度增强；

2）协同开发/云制造，实现信息、资源的高效统筹与异地共享，建设制造需求和制造资源高度优化的网络平台，实现企业在研发、生产、测试等环节实施过程中跨界、跨区域协同，企业生产组织管理架构实现敏捷响应和动态重组；

3）电子商务，实现电子商务与企业经营、管理、决策的深度集成与交互，形成丰富的专业化服务业务，以服务链带动全产业链价值链的提升。

4、智能管理

1）物流管理，建立智能化的物流管理体系和畅通的物流信息链，有效地对资源进行监督和配置，实现物流使用的资源、物流工作的效果与物流目标的优化协调和配合；

2、能源管理，不断优化重点环节的节能水平，构建智能化的能源管理体系，实现生产和消费的全过程能源监测、预测、节能优化。

5、智能服务

1）是否建立云服务平台，具有多通道并行接入能力，对装备（产品）运行数据与用户使用习惯数据进行采集，并建模分析；

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2）是否以云服务平台和软件应用为创新载体，为用户提供在线监测、远程升级、故障预测与诊断、健康状态评价等增值服务；

3）是否应用大数据分析、移动互联网等技术，自动生成产品运行与应用状态报告，并推送至用户端；

4）建立高效、安全的智能服务系统，提供的服务能够与产品形成实时、有效互动，大幅度提升移动互联网技术、大数据技术的集成应用水平。

二、企业智能制造诊断的步骤与方法

1、诊断步骤

1）业务调研

即企业业务与管理状况调研，智能制造最终是为业务与管理服务的，为了对智能制造有更好的认识与诊断，需先从业务与管理的调研分析开始。通过对企业的业务与管理调研分析，掌握企业智能制造建设的背景、目标、业务需求，为诊断奠定基础。业务调研内容包括：企业发展战略、企业业务体系、组织体系、业务流程体系、企业管控模式、管理特点。

2）智能制造应用调研

通过文档资料收集、阅读，以及智能制造操作演示，对智能制造进行全面了解，作为诊断的基础。调研内容包括：智能制造体系结构、智能制造分布情况、智能制造功能构成、

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智能制造性能状况、系统资金投入等。

3）智能制造效果调研

对智能制造建设推广、应用效能进行全面调研分析，重点关注企业在应用智能制造之后在业务开展、组织成长方面的效益，以及了解企业对智能制造投资产生的价值及项目建设的经验。调研内容包括：对业务的支持、投资价值、建设运用对组织成长的促进作用、智能制造建设的项目管理。

4）综合分析

在业务、智能制造应用及效果调研的基础上，针对智能制造内容范畴进行综合分析，采用定量与定性相结合的方法，发现薄弱环节，找准突出问题，分析产生原因。

5）建议

基于智能制造的诊断结果，从企业战略要求、业务发展需求出发，分析其智能制造建设需求，为智能制造的完善与后续建设提出建议，提出可行性解决方案，包括功能、性能、推广、运行、维护、后续规划与建设等。

2、诊断方法

诊断方法是实现诊断目的的技术手段，诊断目的与方法的匹配是体现诊断科学性的重要方面，因此，公司在整个之智能制造诊断过程中，遵循独立性、客观性、科学性等原则，从各种成熟的、公认的、高效的、并且相对准确合理的诊断方法中进行恰当的选择，使用定性与定量方法相结合的模式，形成了自身的独特诊断方法。

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主要采用定量与定性相结合的方法，定量统计分析为诊断提供了客观的基础；但是智能制造本身相当复杂，不能完全用定量方法解决，因此定性指标也是非常重要的；也就是做诊断时既要有定量的考虑，也要有定性的思考。定量的方法主要采用统计分析学的方法，制定指标体系、选择样本、选择样本函数，并选择最合适的方法如聚类分析等作出分析，可以利用SPSS等统计分析软件，具体如通过设计调研问卷，分析其指标等；定性的方法如系统的方法、层次分析法、专家评价法等，主要通过设计调研提纲，访谈、面谈的方式来提供。

三、企业智能制造诊断案例

案例1、杭州集团有限公司智能制造诊断

1） 项目概况

杭州是的三大先进制造业基地之一，是目前中国最大的仪器仪表与自动化高科技产业基地之一。公司包括家居电气、电度表、变频器、三元催化器、变送器、自动化、电容器等七大主导产业。近三年来，公司销售额以每年30%的增长速度健康发展，是行业中发展最快、效益最好的企业之一。为了使企业的智能制造能更好的支撑企业管理和业务的发展，对智能制造的功能、技术、性能、对管理水平提高和业务流程改进后管理效率的提升等多个方面进行了诊断分析，总结出智能制造给企业带来的价值、作用以及发现客观存在的问题，既有利于智能制造不断的改进和完善，也使企业智能制造逐渐地介入到集团的核心业务或者核心管理环节，促进企业管理的提升。

2） 项目过程

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公司项目组通过对客户单位高层领导、各部门经理和分支机构负责人以及智能制造主要相关人员约40多人进行了访谈调研，以充分了解客户单位的企业管理和业务发展情况以及企业对智能制造未来的期望、需求，并通过对智能制造相关使用人员、业务部门管理人员采用调查问卷的形式了解不同岗位的人员对智能制造建设的效果、评价和建议信息。同时针对智能制造几年来的建设情况，对智能制造的架构、技术、性能、服务以及应用对管理水平提高和业务流程改进后管理效率的提升、对流程创新和业务创新的影响、对企业经济效益、组织结构、用户及产业链影响等多个方面进行分析，总结给企业带来的价值、作用以及发现客观存在的问题。

(1)管理和业务分析

在进行智能制造的诊断之前，咨询项目组通过对客户单位战略定位、管理和业务现状、未来3-5年的发展情况以及集团各部门、分支机构运作情况和管理模式的了解，分析客户单位企业管理、生产、进销存、市场等业务领域的特点和重点，了解公司领导和各部门人员对智能制造效果的评价，把握智能制造支撑客户单位管理和业务开展多方面的业务需求，完成对客户单位管理和业务的分析，为智能制造诊断提供参考依据。

(2)智能制造的诊断

1）MES、ERP、PLM等系统功能与业务满足度的评估。通过对系统的功能进行评测，了解系统具体实现的功能，分析哪些功能符合目前管理和业务的需求，哪些功能没有符合业务需求，哪些功能使用率高，哪些是利用信息技术可以更好扩展功能。结合对客户单位管理和业务分析，对信息系统对现在以及未来管理业务发展需求的符合程度和实现程度进行评估。

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2）MES、ERP、PLM等系统的技术和性能评估。通过对信息系统开发技术资料以及后台数据库支持系统的了解，对信息系统的关键技术路线、网络架构、软件架构、硬件支撑平台、资源利用率等主要技术领域进行评估。另外，对信息系统的访问响应时间、系统稳定性、系统安全性、系统负载能力等性能指标等进行评估。同时对信息系统的界面设计、易操作性、输出输入标准化、友好性以及主要改进方面提出评估意见。

(3) MES、ERP、PLM等系统应用对管理水平提高的作用评估

公司项目组对系统实施应用过程中对管理水平提高的作用进行了评估。主要包括：系统实施范围对公司部门的覆盖程度以及与工作岗位职责的匹配程度进行评估；系统与集团生产业务流程的匹配程度评估；P信息系统应用对企业管理、组织结构以及应用操作理念和管理方法上的带来的价值和作用评估；系统对于集团流程创新和业务创新的影响评估，对企业管控、分支机构管理、部门业务协同以及集团客户和产业链影响等方面进行评估。

最后，咨询通过对客户单位管理和业务的发展分析以及与相关部门的研究、讨论后提交《智能制造诊断报告》，对企业智能制造的整体效果提出评估意见，并结合客户单位的经营发展趋势对后续智能制造建设、管理和实施应用提出了建设性意见。

3） 项目特点

(1)管理和技术相结合

咨询小组很好的把握住管理和技术相结合的思路来开展具体工作，在了解客户单位战略管理、业务现状以及发展的基础上，与高层领导、部门经理以及业务骨干约40多人进行访谈交流，研究和分析了智能制造与企业经营管理目标、企业岗位及职责、业务流程紧密

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结合程度，并从架构、功能、技术、性能、实施、服务等多方面建立了科学严格的诊断体系，非常客观、公正的完成了智能制造的诊断，并从管理、技术以及实施服务方面提出了建设性建议。

(2)采用了严格科学的评估体系

公司在整个评估过程中，遵循独立性、客观性、科学性等原则，从国内外各种成熟的、公认的、高效的并且相对准确合理的智能制造诊断方法中进行恰当的选择，结合公司的咨询方法论，建立严格科学的诊断指标体系，同时使用定性与定量方法相结合的模式，以企业管理经营目标为导向，对智能制造使用情况进行诊断，取得了很好的效果，也为客户单位高层领导提供了真实、可靠的决策参考信息。

案例2、宁波塑料行业两化融合现状调研

1） 背景

宁波市是我国最早开始发展塑料行业的地区之一，是国内最大的塑料原料交易、塑料展会、塑料信息发布及塑料模具于一体的塑料专业集散地之一。目前已经形成塑料原料生产与交易、塑料机械、塑料模具、塑料制品加工与开发的完整产业链，形成集群化产业优势。

开展宁波塑料行业两化融合现状调研的主要目的，在于准确把握我市塑料行业两化融合的背景与现状，深入分析影响我市塑料行业两化融合发展的重要因素，根据国内外塑料行业两化融合的经验与宁波的实际，提出进一步推动宁波塑料行业两化融合的对策建议，为宁波市塑料行业两化融合发展提供决策支持。

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2） 工作思路

评估工作开展的前提和基础是要建立一套能够科学评价不同地域、不同类型、不同规模塑料企业信息化水平的统一的标准，也就是评估指标体系，它是开展评估工作的核心内容之一。但是由于之前关于塑料行业信息化方面的水平评估是一项空白，没有开展过行业范围内的关于信息化水平的全面评估工作，也没有一套相对完整的信息化评估指标体系，因此首先将构建一套完整的适用于塑料行业的两化融合发展水平评估指标体系作为评估工作的首要任务，并投入了较长时间及大量人力物力开展指标体系研究。

3） 评估内容

评估包括“水平与能力评估”、“效能与效益评估”、“总体水平等级”三个部分。

水平与能力评估包括基础建设、单项应用、综合集成、协同与创新四个评估方面；效能与效益评估包括竞争力、经济和社会效益两个评估方面；总体水平等级评估是在水平与能力评估、效能与效益评估上对整体的水平进行综合性的评价。

三部分七个主要评估方面设为指标体系的一级指标，各下级评估指标根据评估内容要求层次结合和内容逐级设定，各下级表征性指标能够较好地支撑和反映其上级指标的表征内涵。一级指标向下分解为27 个二级指标、91个三级指标，三级指标设计了相对应的数据采集项，构成了完整的指标体系。

1、水平与能力评估

（1）基础建设。信息化和工业化融合相关的资金投入、组织和规划、设备设施、信息

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资源和信息安全等基础设施和基本条件建设。基础建设旨在通过评估两化融合基础设施和条件建设情况，衡量两化融合基本资源保障的水平与能力级别，主要评估内容包括与“财”相关的资金投入，与“人”相关的组织和规划、与“物”相关的设备设施，与“信息”相关的信息资源，与“安全”相关的信息安全等。共下设：资金投入、组织规划、设备设施、信息安全4个二级指标。

单项应用、综合集成、协同与创新的主要评估内容分别从产品、价值链、企业管理三个维度展开。

（2）单项应用。信息技术在企业部门级单一业务环节中的应用。单项应用旨在通过评估信息技术在企业部门级单一业务环节中的应用情况，衡量信息技术与工业技术以及企业单项业务的结合和融合的水平与能力级别，主要评估内容包括产品设计、工艺设计、生产管理、生产制造、ERP、制造执行系统、自动控制系统、销售管理、财务管理、质量和计量、项目管理、电子商务、仓储管理等。主要评估内容包括研发设计、制造过程、管理控制等3个二级指标。

（3）综合集成。通过评估企业跨部门、跨业务环节的业务综合和集成情况，衡量两化融合环境下企业内多业务综合集成和融合的水平与能力级别，主要评估内容包括产品与工艺集成、研发与制造集成、供应链一体化、管理与制造集成、财务与业务集成、决策支持等6个二级指标。

（4）协同与创新。通过评估跨企业的业务协同和发展模式创新情况，衡量两化融合环境下企业间业务协同、创新和融合的水平与能力级别，主要评估内容包括企业集团管控、产业链协同、产品协同等3个二级指标。

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起步建设、单项覆盖、集成提升、创新突破可共同表征企业两化融合不断跃升的阶段特征和内涵。企业已经开始建设两化融合基础设施和条件，但其单项应用尚未开展或刚刚起步，则企业处于两化融合的起步建设阶段。企业具备了一定的两化融合基础设施和条件，单项应用对企业业务覆盖和渗透逐渐加强，发挥了一定作用，但其综合集成尚未有效实现，则企业处于两化融合的单项覆盖阶段。企业基础建设水平进一步提高，单项应用基本成熟，综合集成有效实现，但其协同与创新尚未有效开展，则企业处于两化融合的集成提升阶段。企业基础建设趋于完备，单项应用和综合集成趋于成熟，且协同与创新得到有效实现，则企业处于两化融合的创新突破阶段。

企业实现信息化和工业化深度融合的过程，就是不断实现上述阶段性跃升的过程。

2、效能与效益评估

（5）竞争力。通过评估企业综合竞争力变化情况，衡量两化融合直接或间接带来的企业能力提升效果，主要评估内容包括生产效率、业务效率、创新能力、质量提升与顾客满意等6个二级指标。

（6）经济效益。通过评估企业经济效益变化情况，衡量两化融合直接或间接带来的企业效益提升作用，主要评估内容包括销售收入、成本降低、利润增长等3个二级指标。

（7）社会效益。通过评估企业社会效益变化情况，衡量两化融合直接或间接带来的企业效益提升作用，主要评估内容包括节能减排、安全生产、社会贡献等3个二级指标。

企业通过两化融合促进能力增强，实现竞争力提升，并进一步促进经济和社会效益提高，其提升作用随企业两化融合发展阶段跃升而跃进，并与各阶段对应评估方面的水平与

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能力级别亦呈正相关性。

3、总体水平等级

企业两化融合总体水平等级需综合水平与能力评估和效能与效益评估的结论，主要取决于企业所处的两化融合发展阶段及其对应评估方面的水平与能力级别，以及两化融合效能与效益的水平层次。企业两化融合总体水平等级可分为：初级水平、中级水平、高级水平、卓越水平。

4） 评估方法

1、定性评分方法。定性指标评分的一般方法是：首先按层次划分成若干等级，在确定了各等级之后，再依次等比例地转化0-100之间的最终得分。即：

（1）若选项之间是层级关系，则按照企业应用的最高级别打分，不重复计分；

（2）若最高级别为100分，其他级别相应递减；

（3）若选项之间相互独立，则每项都设定分值，根据重要性分值可相等，也可不等，各分值之和为满分分值。企业的得分为所选各项分值之和；

（4）对是非题，根据问题答案，“是”给满分，否给零分；

（5）若选项不同组合代表不同级别，则按照不同组合设置分值。

2、定量评分方法。定量评分的一般流程是：首先确定各指标的阈值；其次对指标数据

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进行标准化，得到各个指标的得分；最后根据权重对指标进行加总得到总得分。

（1）确定各指标的阈值。每个指标的阈值包括最大阈值和最小阈值，对每个指标的两个阈值均采用固定数值，其大小结合行业专家意见及行业平均水平确定；

（2）指标数据的标准化。对指标进行标准化计算，可以使量纲不同的各类指标值转化为可以直接进行相加计算的数值，一般标准化公式为：

其中,Xi 为指标实际值，Xmin 为最小阈值，Xmax 为最大阈值。对异常值较多的指标，则采用对数法进行标准化。

（3）特殊指标处理。对标值越小越好的逆向指标，采取最大最小阈值颠倒的方法。对取值在[0,100]的特殊指标，比如计算机覆盖率，不设置阈值，直接按照填写数值得分。

3、指标权重设置。本评估指标体系中各级指标的权重设置遵循了如下方面：

（1）行业一级指标、二级指标权重，参考了中国包装联合会《中国包装行业(纸包装、塑料薄膜)企业两化融合评估指标体系》、国家煤炭行业协会《煤炭行业信息化和工业化融合发展水平评估调查问卷》等行业通行的权重设置；

（2）三级以下指标的权重设置，具有行业通用特性的指标，则参考了国家行业协会的权重设置；属于本行业特色和需求的指标，则采用行业专家咨询设置模式，课题组咨询了

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省经信委、省级科研院校等有关机构的专家，确定了相关指标权重；

（3）具体指标考虑了对落实行业企业战略、支撑业务发展的相对重要程度；

（4）具体指标考虑了与本行业企业两化融合水平与能力、效能与效益的基本现状，未来发展重点和引导方向的关联和匹配程度；

（5）具体指标考虑了不同规模企业两化融合水平程度评估的准确性，采取了以绝对数指标为辅，相对效率指标采集为主的设置；

（6）本指标体系设计可在一定时期内保持相对稳定。

5） 项目成果：

1）《宁波塑料行业两化融合现状调研报告》；

2）《推进宁波塑料行业两化融合工作的对策建议》。

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