林 浩，韓慶敏，姚旺君，張 雷

(中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司第六研究所，北京 102209)

移動終端制造行業(yè)智能工廠評估標準與評價方法的研究*

林 浩，韓慶敏，姚旺君，張 雷

(中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司第六研究所，北京 102209)

在移動終端行業(yè)，客戶對產(chǎn)品種類的需求非常多樣，存在強烈的“個性化定制”需求，對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與輔助流程提出了更高要求。針對該問題，文章基于“科學(xué)性、可操作性、可擴展性”原則，提出了一種移動終端制造行業(yè)智能工廠的三層金字塔結(jié)構(gòu)的評價框架，分別從制造環(huán)境、智能技術(shù)以及效能結(jié)果對工廠進行評價；并提出了一般性評價方法，分別從評估對象確定、隊伍組建、指標選擇、體系構(gòu)建、過程實施以及結(jié)果確定6個步驟進行實施，為企業(yè)對自身智能化水平做出客觀評價提供依據(jù)和方法，發(fā)現(xiàn)影響創(chuàng)新能力、質(zhì)量效益的薄弱環(huán)節(jié)，從而促進企業(yè)智能化水平的提升。

智能工廠；移動終端；智能制造；評估標準

0 引言

當今中國的制造業(yè)正受到發(fā)展中國家與發(fā)達國家的雙向擠壓，中國制造憑借廉價勞動力所獲得的成本優(yōu)勢正在逐漸喪失，而且較低的自動化與智能化制造模式也對生產(chǎn)工人產(chǎn)生了很大壓力，同時造成嚴重的浪費與環(huán)境污染。從利潤的角度來看，這類生產(chǎn)過程往往是產(chǎn)品價值鏈中增值最小的部分。中國的高精尖制造水平仍與美國、德國、日本等發(fā)達國家存在差距。所以，發(fā)展智能制造技術(shù)與智能工廠是當前十分關(guān)鍵的舉措，是移動終端制造行業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型突破升級的重要途徑[1-2]。

智能化屬于信息化的高級形態(tài)，雖然當前工業(yè)化與信息化融合類標準體系已相對完善[3-4]，但智能化總體上還需要更高的標準。信息化的標準不足以闡明智能工廠理論的內(nèi)涵，無法說明智能工廠的實現(xiàn)要求，無法提供良好的智能工廠評價方法。為此，德國為工業(yè)4.0提出了RAMI 4.0標準化參考模型[5]，美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)以產(chǎn)品、生產(chǎn)和業(yè)務(wù)三個維度，圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念提出了智能制造系統(tǒng)的標準化范圍[6]。確定智能工廠的相關(guān)標準，可以有效地幫助移動終端制造企業(yè)理解并建立智能工廠，提升自身制造水平與企業(yè)綜合實力；建立智能工廠的評估體系，可以幫助企業(yè)定位自身當前發(fā)展水平，找到企業(yè)發(fā)展中的薄弱項，指明企業(yè)未來在智能制造的發(fā)展中應(yīng)重點關(guān)注的方向。

隨著《中國制造2025》的提出，發(fā)展智能制造技術(shù)、建設(shè)智能工廠，已經(jīng)成為我國制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，并成為實現(xiàn)制造業(yè)突破轉(zhuǎn)型的必要手段[7]。尤其在移動終端產(chǎn)品行業(yè)，客戶對產(chǎn)品種類的需求非常多樣，有著很強烈的個性化需求[8]，因此“個性化定制”是移動終端制造行業(yè)當前較為理想的生產(chǎn)模式，而這種復(fù)雜生產(chǎn)模式對產(chǎn)品生產(chǎn)過程以及與之相關(guān)的輔助流程都提出了更高的要求。

針對上述問題，本文提出了一種移動終端制造行業(yè)智能工廠的三層金字塔結(jié)構(gòu)的評價框架，分別從制造環(huán)境、智能技術(shù)以及效能結(jié)果對工廠進行評價；并提出了相應(yīng)的一般性評價方法，分別從評估對象確定、隊伍組建、指標選擇、體系構(gòu)建、過程實施以及結(jié)果確定6個步驟進行實施，為企業(yè)對自身智能化水平做出客觀評價提供依據(jù)和方法。

1 評價框架

1.1 評價原則

移動終端制造行業(yè)智能工廠的評價框架、評價指標的設(shè)計均采用“科學(xué)性、可操作性、可擴展性”的原則。

科學(xué)性：保證評價指標可反映評價模型，不偏離智能制造的理論基礎(chǔ)，并可幫助企業(yè)進行自我診斷，發(fā)現(xiàn)需要改善的方向，為企業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供有效而科學(xué)的指導(dǎo)。

可操作性：評價指標需要可測量或可評價。企業(yè)易于根據(jù)評價指標進行自我評價，并應(yīng)盡量減少評價過程所帶來的成本及花費。

可擴展性：評價標準可適應(yīng)未來時代發(fā)展，可在模型上進行擴充與深化，進一步完善評價體系，使企業(yè)根據(jù)自身情況來細化評價標準。

1.2 評價框架

基于“科學(xué)性、可操作性、可擴展性”的原則，設(shè)計移動終端制造行業(yè)智能工廠的評價框架，評價框架為三層金字塔結(jié)構(gòu)，如圖1，包括環(huán)境建設(shè)、智能技術(shù)應(yīng)用以及效能結(jié)果。良好的制度環(huán)境是建造智能工廠的基礎(chǔ)，智能技術(shù)是智能工廠的核心主體，實現(xiàn)良好的效能結(jié)果是建造智能工廠的最終目的。

圖1 移動終端制造行業(yè)智能工廠評價框架示意圖

環(huán)境建設(shè)層是企業(yè)的管理制度與智能制造的基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)情況，主要為智能工廠提供了制度性的前提保障，體現(xiàn)企業(yè)對智能制造的理解以及重視程度。智能技術(shù)應(yīng)用層是整個評價標準的主體部分，包括智能制造相關(guān)技術(shù)在企業(yè)的各個層級、信息技術(shù)的各個層次、以及產(chǎn)品生命周期中各個階段的應(yīng)用情況。智能技術(shù)主要包括企業(yè)研發(fā)的智能產(chǎn)品、使用的智能裝備、建設(shè)的智能生產(chǎn)系統(tǒng)、實施的智能管理方式等。效能結(jié)果層是企業(yè)通過建設(shè)智能工廠所實現(xiàn)的效益與效果，不僅需要評價直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，也需要評價企業(yè)的競爭力、綠色發(fā)展、行業(yè)內(nèi)部影響力等不可見的結(jié)果。

2 評價指標

基于移動終端制造行業(yè)智能工廠的三層金字塔評價框架，針對每層分別制定三級指標實現(xiàn)具體的評價依據(jù)，見表1。

表1 移動終端制造行業(yè)智能功能評價指標

環(huán)境建設(shè)作為一級指標，衡量實現(xiàn)智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)完備性，由4個二級指標構(gòu)成。戰(zhàn)略方針指標考核項目在企業(yè)中的重要級別以及是否具備前瞻性的詳細長期發(fā)展規(guī)劃。領(lǐng)導(dǎo)角色指標考核項目是否由高層領(lǐng)導(dǎo)直接管理以及領(lǐng)導(dǎo)對智能制造的理解認識程度。財力投入指標考核企業(yè)對智能制造項目的資金投入以及對員工的培訓(xùn)費用。員工隊伍指標考核員工對智能工廠的理解程度、創(chuàng)新能力、持續(xù)學(xué)習(xí)能力以及企業(yè)的復(fù)合人才儲備。

智能技術(shù)應(yīng)用從3個維度和5個層次進行考核。智能技術(shù)應(yīng)用作為一級指標，由3個二級指標構(gòu)成。系統(tǒng)層級反映了企業(yè)的縱向集成能力，考察企業(yè)控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的智能程度及實際應(yīng)用狀況。生命周期體現(xiàn)了企業(yè)的端到端集成能力，以產(chǎn)品為核心評價企業(yè)在業(yè)務(wù)流程產(chǎn)品生命周期各個階段的信息化及智能化程度。智能功能反映了企業(yè)對信息技術(shù)的應(yīng)用能力，體現(xiàn)智能制造的核心理念。

效能結(jié)果反映了智能工廠為企業(yè)帶來的效益和改變，是建設(shè)智能工廠的最終目的及意義。在效能結(jié)果中，重點評價4個二級指標。經(jīng)濟效益反映了企業(yè)通過建設(shè)智能工廠產(chǎn)生的經(jīng)濟方面的效益。企業(yè)競爭力反映了企業(yè)在市場中的綜合素質(zhì)及自身的優(yōu)勢。綠色發(fā)展反映了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展理念和社會責任。行業(yè)影響力反映了企業(yè)通過建設(shè)智能工廠對社會進步與科技發(fā)展所做的貢獻，它與企業(yè)的創(chuàng)新能力和管理能力有著密切的關(guān)系。

3 評估方法

依據(jù)移動終端制造行業(yè)智能工廠評價框架以及制定的評價指標，本節(jié)提出了一種移動終端制造行業(yè)的一般性評估方法，分別從確定評估對象、組建評估隊伍、選擇評估指標、構(gòu)建評估體系、實施評估過程以及確定綜合結(jié)果6個步驟進行實施。

3.1 確定評估對象

由于移動終端制造行業(yè)的企業(yè)種類十分多樣，因此必須首先明確待評企業(yè)的業(yè)務(wù)特點。分類的主要判據(jù)有：生產(chǎn)移動終端產(chǎn)品的完整工藝能力、生產(chǎn)自主設(shè)計的產(chǎn)品、具備的產(chǎn)品線種類及數(shù)量等。

根據(jù)企業(yè)在價值鏈上所覆蓋的業(yè)務(wù)范圍，僅對當前企業(yè)重點發(fā)展的制造加工范圍進行評價。若企業(yè)以代加工為主要業(yè)務(wù)，則可減少產(chǎn)品設(shè)計方面的評價指標及權(quán)重，增加并細化生產(chǎn)階段的評價指標。根據(jù)企業(yè)自身的產(chǎn)品譜系及產(chǎn)品戰(zhàn)略，確定企業(yè)是否需要柔性生產(chǎn)與混線生產(chǎn)的需求。在產(chǎn)品單一化而選擇低成本戰(zhàn)略時，企業(yè)可以減少生產(chǎn)柔性方面的評價指標；在滿足產(chǎn)品多元化需求的情況下，企業(yè)可增多并細化生產(chǎn)柔性的評價指標。

3.2 組建評估隊伍

智能工廠具備復(fù)雜性和跨學(xué)科性，在組建評估隊伍時，需從多領(lǐng)域中選擇專家及技術(shù)人員。評估隊伍來自企業(yè)內(nèi)部與外部，分別對應(yīng)自評與他評。

評估專家建議從事以下工作：產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、企業(yè)綜合管理、信息與知識管理等。評估人員需要對智能制造與智能工廠具有一定程度的理解，并掌握常用的調(diào)查方法與決策方法。

3.3 選擇評估指標

選擇評估指標時，應(yīng)遵循以下原則：

(1)圍繞智能工廠的價值理念；

(2)設(shè)定的一級評價指標應(yīng)當不變，二級指標在非必要的情況下不變，三級指標可存在較小的調(diào)整；

(3)選取的評價指標應(yīng)當遵循評價原則，具備科學(xué)性、可操作性和可擴展性；

(4)選取評價指標具備可測量性，應(yīng)當注意與企業(yè)的相關(guān)部門及人員增強溝通，共同確定指標。

3.4 構(gòu)建評估體系

采用如下步驟確定評估體系：

(1)參考本文的評估體系架構(gòu)，結(jié)合企業(yè)實際情況，由上至下地從一級指標開始對模型進行修正，確定評價標準的層級及各指標之間的從屬關(guān)系。

(2)由評價組成員根據(jù)標準層次及企業(yè)業(yè)務(wù)經(jīng)營重點，對評價體系中的各個指標賦予權(quán)重。賦權(quán)方法可以使用德爾菲法(Delphi)、層次分析法(AHP)或網(wǎng)絡(luò)分析法(ANP)等決策方法來進行。

(3)對每個評價指標進行具體的定義及說明，盡量避免不同人打分時造成的差異性。具體執(zhí)行時，對于定量型指標，可以將打分值與指標測量值建立對應(yīng)的映射關(guān)系，或設(shè)立對應(yīng)的區(qū)間；對于定性型指標，可以由多名評估專家根據(jù)經(jīng)驗通過德爾菲法進行打分，但需圍繞評價指標的定義及打分說明。

3.5 實施評估過程

具體實施評估過程時需要采取以下步驟：

(1)首先動員員工積極配合評估工作，正確認識到開展評估的意義，才能保證評估結(jié)果的準確性。

(2)評估小組調(diào)查企業(yè)背景，了解企業(yè)戰(zhàn)略及所處行業(yè)，對企業(yè)經(jīng)營內(nèi)容及所處環(huán)境具有一定程度的認識，然后選取指標，確定評估體系。

(3)評估小組開展評價工作。具體使用方法包括實地觀察、人員訪談、調(diào)查問卷、開展會議等，并借助決策方法進行打分。

(4)通過匯總打分情況與參考評估體系的權(quán)重，得出企業(yè)智能工廠評價總分。以此判斷企業(yè)智能工廠當前所處的發(fā)展水平，并根據(jù)具體評分項的得分差異來判斷企業(yè)優(yōu)勢以及存在的不足。

3.6 確認綜合結(jié)果

企業(yè)智能工廠所處的發(fā)展階段可以根據(jù)評分結(jié)果進行大致的判斷。由于評分結(jié)果和評分標準需要評估小組自行設(shè)定，本文給出一般性的發(fā)展階段所對應(yīng)的企業(yè)特征，不對具體分值提出要求。

企業(yè)智能工廠發(fā)展階段可以根據(jù)3個一級指標的評價結(jié)果進行區(qū)分。本文將智能工廠的評估結(jié)果分為8類，見表2。

表2 移動終端制造行業(yè)智能工廠評估結(jié)果

4 結(jié)論

本文提出了一種移動終端制造行業(yè)智能工廠的通用評價標準及評估方法，對移動終端制造行業(yè)工廠評估、行業(yè)相關(guān)標準制定、區(qū)域企業(yè)評估、企業(yè)自我評估以及IT服務(wù)企業(yè)咨詢具有一定的指導(dǎo)意義。移動終端制造企業(yè)可參考本文和行業(yè)評估標準制定企業(yè)自用的評估指標體系和評估方法，開展企業(yè)自我評估和診斷，依據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略和個性化需求，與本行業(yè)共性要求相對照，明確企業(yè)智能化發(fā)展重點和發(fā)展方向，查找薄弱環(huán)節(jié)和突破口，進一步細化評估內(nèi)容、要求和水平等級，從而促進移動終端行業(yè)工廠的智能化水平及其持續(xù)改進。

[1] 趙宏軍,王嘯,盛志宇.移動終端智能工廠建設(shè)框架構(gòu)想[J].制造業(yè)自動化,2017,39(6):16-18.

[2] 趙宏軍,王嘯,孫嘉玉.移動終端智能工廠集成[J].制造業(yè)自動化,2017,39(6):125-131.

[3] 工業(yè)和信息化部國家標準化管理委員會.國家智能制造標準體系建設(shè)指南[S].2015.

[4] 龔炳錚.我國社會與經(jīng)濟信息化發(fā)展戰(zhàn)略的思考[C].中國電子學(xué)會電子產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究分會第11屆年會論文集,2004.

[5] IEC/PAS 63088-2017: Smart manufacturing-reference architecture model industry 4.0(RAMI 4.0)[Z].2017.

[6] Lu Yan, MOMS K C, FRECHETTE S. Current standards landscape for smart manufacturing systems[R].2016.

[7] 國務(wù)院. 國發(fā)[2015]28號 中國制造2025[R].2015.

[8] 工業(yè)和信息化部電信研究院.移動終端白皮書[R].2012.

Research on evaluation standard and evaluation method of intelligent industry of mobile terminals

Lin Hao, Han Qingmin, Yao Wangjun, Zhang Lei

(The 6th Research Institute of China Electronics Corporation, Beijing 102209, China)

In the industry of mobile terminal products, the market demand for product types is diverse. And there is a strong individual demand for “Personalized customization”, which puts forward higher requirement for the product production process and the related auxiliary process. In view of the above problem, this paper proposes an evaluation framework of three-tier pyramid structure of the intelligent factory of the mobile terminal manufacturing industry based on the principle of “scientificity, operability and expansibility”. The framework evaluates the intelligent factory from the manufacturing environment, the intelligent technology and the performance results respectively. Then this paper puts forward a general evaluation method of the intelligent factory of the mobile terminal manufacturing industry. This method provides the basis and method for the objective judgment and evaluation of the enterprise’s own intelligence level from six steps to determine the evaluation object. The proposed evaluation framework and method make the factory find out the weaknesses of innovation, quality and efficiency, so as to improve the priority of upgrading, and the promotion of factory intelligence level.

intelligent factory; mobile terminal; intelligent manufacturing; evaluation standard

TP309.1

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.23.026

林浩，韓慶敏，姚旺君，等.移動終端制造行業(yè)智能工廠評估標準與評價方法的研究[J].微型機與應(yīng)用，2017,36(23)：89-92.

工業(yè)和信息化部“智能制造綜合標準化與新模式應(yīng)用”項目資助

2017-07-01)

林浩(1988-)，男，博士，工程師，主要研究方向：工業(yè)自動化、機器人。

韓慶敏(1979-)，女，碩士，高級工程師，主要研究方向：工業(yè)軟件、自動化控制系統(tǒng)、智能制造、現(xiàn)場總線等。

姚旺君(1983-)，男，碩士，工程師，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、可靠性設(shè)計。