浅谈CMMM四级评估(一)能力识别

 
 
 

智能制造能力成熟度标准符合性评估(以下简称“CMMM评估”)是基于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评估方法》两项国家标准,对产品制造过程的智能化程度开展系统性评估。截至2022年底,全国已有400多家制造企业获得相应等级的标准符合性证书,其中“四级(优化级)”是国内制造企业目前达到的最高级别,通过评估的企业也是国内高端制造业的典型代表。

那么企业如何识别能否达到四级?建成四级企业需要具备哪些能力?四级评估相比与其他等级评估,在评估准备时需关注哪些要点?针对大家关心的问题,笔者从十余家四级企业评估活动进行总结,分享下体会。希望在企业智能化能力识别、能力建设、评估准备等方面,对申请四级评估的制造企业有所帮助。

四级企业综述

四级(优化级):企业应对人员、资源、制造等进行数据挖掘,形成知识、模型等,实现对核心业务活动的精准预测和优化。

--GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》

四级能力是企业在达到三级(集成级)的基础上,即数字化的生产、检验、物流设备联网集成,各应用信息系统间信息集成,实现企业各生产环节互联互通、数据共享、业务协同的基础上,广泛应用各生产环节、业务职能采集的数据,基于实时数据的深层次分析应用,辅助企业人员做出更为科学的决策,或自动对生产过程进行优化调整。

截止2022年底,国内已有29家企业获得CMMM四级证书,占所有已获证企业的7.25%;其中制造大省的江苏、广东、山东通过四级评估的制造企业分别为9家、8家、4家,北京、安徽、福建、陕西、湖南、广西、辽宁等省市也有当地龙头企业通过四级评估。

从行业分布来看,部分行业龙头企业已达到国际领先水平。例如,以小天鹅、海尔为代表的家用电器制造行业,以深南电路为代表的印刷电路板制造行业,以徐工为代表的工程机械行业,以华星光电、京东方为代表的液晶面板制造行业,以中车为代表的轨道运输设备制造行业,以及其他石油炼化、水泥、医药制造行业。同时,有近50%的四级企业,当地并无政策奖励支持,为企业自发申请评估。由此可见,越来越多的行业龙头企业,希望自身的智能化建设成果得到权威认可,或在评估中寻求继续提升的方向。

从目前四级企业评估结果来看,企业都存在一定的能力弱项,大部分企业还处在四级的初级阶段,虽然在部分业务单点上构建了分析模型,但模型应用效果还需进一步验证,四级的能力建设还需要很长的路要走。

 
 
 

申请四级评估常见误区

在众多申请四级评估的企业中发现,一些企业对申请四级评估并未充分了解,对四级评估考核的维度、难点、要求,未进行对标判断。企业盲目申请四级,导致最终评估结论降级。针对四级能力识别,经常出现如下误区。

 

误区一  大企业/行业品牌知名度高就能通过四级

此误区较为普遍,因为已获证企业确实行业的知名企业居多。行业知名企业确实在产销量、营业额、市场占有率、品牌形象上处于领先地位,且企业资金雄厚,智能化投入也较多。但CMMM评估考核的是实际的产品制造过程智能化应用情况。有些企业的品牌市场宣传大于其实际制造水平、智能化水平;还有些品牌依靠外部代加工,没有制造工厂,无法进行评估。

曾经遇到一家业内知名的非标装备制造企业,申请四级评估,生产工艺类型只有装配,产品组装环节采用全人工方式,且装配过程打螺丝还是采用普通电动螺丝刀,不能实现扭矩参数的数据采集,其他智能化应用较少,最终预评估对标下来,评估组认为企业达到三级还有些困难,整体处于二级水平。企业无法接受作为行业龙头而评估结论是二级,最后终止评估。

 

误区二  已获得智能制造荣誉或权威认可就能通过四级

 有些企业已获得省部级、国家级,甚至国际性的智能制造荣誉,这是很好的智能化建设基础。但由于各种政策、荣誉评选的评价指标不同,不能说获得某个荣誉,就可以等同通过CMMM四级。

特别是有些企业反而容易借此荣誉,产生盲目自信心理,而忽视CMMM评估调查取证的全面性、客观性、严谨性。比如,企业承担了国家重点智能化攻关建设项目,已经由权威专家把关验收,则认为通过四级没有问题;但四级评估中,该项目可能只作为四级考核中一个子域的几个条款的有效举证,无法以偏概全代表企业整体智能化水平。

通常的企业智能化成果申报,申报材料都是尽可能展示企业好的一面,而对弱项避而不提。而对于CMMM评估,企业应基于实际业务情况确认评估范围、评估内容,应评尽评的条款不可随意裁剪、回避,不能避重就轻,应基于统一标准开展CMMM评估。一个完整的CMMM四级评估包括预评估和正式评估两个阶段,在企业现场至少6天时间,评估组利用充分的时间,完整、细致的验证企业各业务职能的智能化应用情况与应用效果。这里的调查取证包括企业获得优势、建设亮点的一面,也包括对标后的能力不足和建设缺失一面。

 

误区三  新建成的智能工厂就能通过四级

这里“新建成”特指生产正式运行1年左右的工厂。很多企业投资几亿、十几亿元构建新型号产品制造工厂,且工厂在设计、建造之初就按照行业最高标准建设,吸取以往经验,各种智能化技术一步到位,打造行业最先进智能工厂。不否认这些工厂的先进性,但通常新建成工厂的产量、销量还在慢慢爬坡过程,制造产品的种类也有限,特别是智能化应用堆积了很多新技术,工厂整体运行需要一段时间磨合、消化、验证,短期较难发挥智能工厂的特色能力。

此外,四级评估要点中,大多数内容是审查基于数据分析模型的在线优化、预测,由于工厂建成时间短,很多工厂的业务数据累积量不够,一些制造规律难以发现,并通过分析模型去表达、验证。例如,【设备管理】子域四级要求的“设备预测性维护”,需要对历史发生的故障做故障知识积累与分析,而新建工厂是新设备,短期故障发生率也较少,也较难提出预测、优化的需求。四级【能源管理】能力子域要求的精细化“节能模型”,新工厂运行之初重点考虑产量、质量、效率,因此智能化建设会侧重这些方面,短期很少考虑节能降耗举措,当工厂生产稳定,为进一步降低制造成本时,才会由此需求进行智能化建设。当然也有些新建工厂,在建厂之初就综合考虑了之前的节能经验,已经采用了节能化设备和方案,接下来就需要进一步挖掘新的节能空间。

因此,CMMM四级评估的工厂需要稳定运行一段时间,生产运营模式较为成熟,智能技术较好的应用落地,当工厂运行积累了一定的数据,沉淀了知识,有优化提升的需求和举措,四级的智能化成果也会很好的应用、展现。

 

误区四  生产运行展示效果好的工厂就能达到四级

很多人去过这样的工厂,工厂整洁明亮、工艺布局有序、设备全自动化运行、机器人协同运作、物流配送无人化、指挥调度大厅大屏看板数据展示,看起来非常先进。有的工厂还指定“红毯”路线、观光车路线,配备专职的讲解员,每到之处讲解亮点。

首先,这种参观方式只能了解工厂的局部,讲解员固定的说辞未必是标准符合性评估需要采集的证据,而一些CMMM评估关注的要点,需要评估组去生产工位详细了解验证,例如产品换型时,设备是否自动切换加工程序。

其次,上面提到的生产高度自动化、大屏看板展示等,大部分是二级、三级要求,四级条款要求的数据分析优化、预测模型,这些底层逻辑也很难用大屏看板展现。还有些大屏看板只是为了“秀”一下,看板上展示数据的时效性、准确性、真实性经不起推敲,一些统计数据很难对生产调度、生产控制起指导支撑作用。随着移动技术的发展,很多实时信息未必要放到大屏上,通过移动终端、手机APP推送信息,特别是异常信息,比大屏更有意义。

因此,在四级评估的生产车间现场巡视时,更多查证显性的三级要求;而对于四级条款,一些实时的生产过程优化控制,要到总控的后台“大脑”或者数据分析平台去查证,还有些决策模型已集成到设备运行的底层控制逻辑中。生产现场展示效果好的工厂未必能达到四级。

 

误区五  高端智能化终端产品的制造工厂容易达到四级

高端、智能化产品蕴含的高新技术多,产品研发周期长,部分制造工艺环节较为复杂,企业在产品研发和工艺研发智能化应用投入较多。随着市场需求的旺盛,也驱动企业在生产环节智能化应用提升。对于结构复杂产品,产品制造的社会化分工较明显,各家工厂分别负责其中关键零部件的制造,或者几道关键工序的加工,再由终端整机厂商把所有零部件装配。

但是,由于终端厂商的品牌曝光度高,容易误解为一切技术都出自终端厂商。然而,在某些行业会发现,企业制造技术水平、智能化应用水平,部分关键零部件制造厂商要比终端产品制造厂商高,例如,液晶面板制造厂商与显示器、电视机制造厂商。

当然,这里不是说绝对,很多终端产品制造厂商的智能化水平也较高,整机的核心零部件也是自家生产,大型复杂产品的装配过程也需要较高水平的智能化技术支撑。

针对以上常见误区,企业需保持“归零”心态,对照标准,认真、客观的总结智能化优势能力。

 
 
 

四级企业识别方向

为了准确识别企业四级能力,需要对照标准条款,判断企业智能化应用的符合性。当然,企业还可以从其他几个侧面初步识别四级能力,这里提供几点方向。

 

产品制造的复杂性

从智能化需求测出发,驱动企业在制造过程使用智能化技术的源动力,在于制造过程的复杂性。这里复杂性包括多个方面,如产品结构的复杂性、制造工艺的复杂性、产品种类的多样性、市场需求的多样性、生产组织的复杂性,这些复杂性的解决一方面促使企业职能分工越来越细,岗位人员增加,另一方面也促使不断投入智能化建设减少人力。可以说,企业面对制造问题的复杂程度,解决复杂性问题的能力,代表了企业智能化应用的潜力,这也表现为每个行业独有的制造特点。

从这个角度来看,四级评估有些挑行业。有些企业虽然已经做到细分领域的行业龙头,但是产品不复杂,生产工艺不复杂,工厂生产的产品有限几种,市场需求较为固定,生产管理也较为简单,这样也就不需要多高的智能化建设,行业整体智能化程度也大致相当。企业也有提升的意愿,只是本身制造环境“复杂度”不够,一些智能化技术用不上,没有“需求”,通常这些行业的市场竞争也比较激烈。

 

行业创新引领能力

四级企业一般位于行业前列,为了保证其行业地位,在危机意识下会主动拉开与同行企业的差距,迫使自己不断提升,但是因为没有可对标的参照物,没有可借鉴的案例,必须不断激发自己的创新能力。四级评估要求的很多数据分析优化、预测模型,企业最终的应用场景都与行业制造特点密切相关,且解决的问题多是在行业内存在、但一直很难解决的,是行业内第一家攻关的。

从标准条款的引导方面,二级、三级很多条款要求比较明确,给企业智能化建设鲜明的指引,且应用场景适用于大多数行业,很多优秀案例可以跨行业互相借鉴学习。而四级条款,有很多是方向性的指引,描述的较为简要,这也给每家企业有更多的创新发挥空间。比如【仓储配送4b】“仓储模型实现库存优化”,这里库存优化可以是物料库存水平优化,或是出入库效率优化,或是库存容积承载能力优化;同时,结合生产业务过程,优化实现的部位既可在原料仓库,也可在半成品仓库、成品仓库。

 

数据应用环境

四级企业信息系统很多,有的是集团统一推进,有的是企业、事业部自行采购,动辄几十个信息系统。四级企业已意识到上系统不是最终目的,更重要的是整合好系统内的数据,尤其应用好关联的数据;同时,企业在三级建设中进行数据治理,规范数据编码规范、数据交换格式,也为四级数据应用打基础。

四级企业开展业务数据应用分析,需要构建数据应用环境。面对众多系统数据源,首要建立数据的汇聚平台(数据仓库、数据中台、数据湖),实现各方数据的整合,明确数据来源、数据格式、数据同步频率等等。根据生产业务需求,数据平台可能是1个或者多个,且数据来源多样,有的来自业务应用系统,有的来自数字化生产设备;用于后续数据分析的数据,还需在平台内进行必要的清洗与转换。通过数据分析应用工具,发现数据的关联与量化关系;再建立生产数据优化、预测模型部署于制造系统。

 

 智能化人才

 四级智能化能力还体现在企业具备的智能化人才规模和能力。四级企业应用的信息系统多,企业IT硬件、软件维护人员数量少则几十人,多则上百人。除了系统运维,上面提到数据治理、数据分析工作都需要相应岗位的人员配备。

此外,对智能化人才的要求不只是IT人员,还有来自各业务部门技术骨干,这些人员能够将平时的业务难点转化为智能化需求,具备智能化能力和意识,四级条款要求的生产优化预测模型构建,都离不开生产业务人员的探索和实践。

综上,随着更多的企业通过CMMM四级评估,对四级能力的识别会更加清晰。企业较难判断时,可以邀请参与过CMMM评估的评估师,特别是参与四级的评估师进行就绪检查,对照GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》四级条款调研企业智能化实施成效。

有些企业经过能力识别,与四级水平还有些差距,或者当前已经达到三级,需要在哪些过程或哪些领域向四级继续提升,我们在下一篇《浅谈CMMM四级评估(二) 模型实践》继续探讨。

还有些企业通过能力识别,判断与四级水平大体相当,可以着手准备申请四级评估。针对四级评估如何准备,需要注意哪些事项,我们在《浅谈CMMM四级评估(三) 以评促建》篇进行讨论。

 
 
来源 | 智能制造能力成熟度   版权归原作者所有

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