移動終端制造行業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

(中國電子信息產業集團有限公司第六研究所，北京 102209)

移動終端制造行業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

(中國電子信息產業集團有限公司第六研究所，北京 102209)

在移動終端行業，客戶對產品種類的需求非常多樣，存在強烈的“個性化定制”需求，對產品的生產過程與輔助流程提出了更高要求。針對該問題，文章基于“科學性、可操作性、可擴展性”原則，提出了一種移動終端制造行業智能工廠的三層金字塔結構的評價框架，分別從制造環境、智能技術以及效能結果對工廠進行評價；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、體系構建、過程實施以及結果確定6個步驟進行實施，為企業對自身智能化水平做出客觀評價提供依據和方法，發現影響創新能力、質量效益的薄弱環節，從而促進企業智能化水平的提升。

智能工廠；移動終端；智能制造；評估標準

0 引言

當今中國的制造業正受到發展中國家與發達國家的雙向擠壓，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工人產生了很大壓力，同時造成嚴重的浪費與環境污染。從利潤的角度來看，這類生產過程往往是產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、日本等發達國家存在差距。所以，發展智能制造技術與智能工廠是當前十分關鍵的舉措，是移動終端制造行業實現轉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，雖然當前工業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涵，無法說明智能工廠的實現要求，無法提供良好的智能工廠評價方法。為此，德國為工業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研究院(NIST)以產品、生產和業務三個維度，圍繞工業互聯網的概念提出了智能制造系統的標準化范圍[6]。確定智能工廠的相關標準，可以有效地幫助移動終端制造企業理解并建立智能工廠，提升自身制造水平與企業綜合實力；建立智能工廠的評估體系，可以幫助企業定位自身當前發展水平，找到企業發展中的薄弱項，指明企業未來在智能制造的發展中應重點關注的方向。

隨著《中國制造2025》的提出，發展智能制造技術、建設智能工廠，已經成為我國制造業發展的必然趨勢，并成為實現制造業突破轉型的必要手段[7]。尤其在移動終端產品行業，客戶對產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當前較為理想的生產模式，而這種復雜生產模式對產品生產過程以及與之相關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智能工廠的三層金字塔結構的評價框架，分別從制造環境、智能技術以及效能結果對工廠進行評價；并提出了相應的一般性評價方法，分別從評估對象確定、隊伍組建、指標選擇、體系構建、過程實施以及結果確定6個步驟進行實施，為企業對自身智能化水平做出客觀評價提供依據和方法。

1 評價框架

1.1 評價原則

移動終端制造行業智能工廠的評價框架、評價指標的設計均采用“科學性、可操作性、可擴展性”的原則。

科學性：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，并可幫助企業進行自我診斷，發現需要改善的方向，為企業升級轉型提供有效而科學的指導。

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

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

1.2 評價框架

基于“科學性、可操作性、可擴展性”的原則，設計移動終端制造行業智能工廠的評價框架，評價框架為三層金字塔結構，如圖1，包括環境建設、智能技術應用以及效能結果。良好的制度環境是建造智能工廠的基礎，智能技術是智能工廠的核心主體，實現良好的效能結果是建造智能工廠的最終目的。

圖1 移動終端制造行業智能工廠評價框架示意圖

環境建設層是企業的管理制度與智能制造的基礎環境建設情況，主要為智能工廠提供了制度性的前提保障，體現企業對智能制造的理解以及重視程度。智能技術應用層是整個評價標準的主體部分，包括智能制造相關技術在企業的各個層級、信息技術的各個層次、以及產品生命周期中各個階段的應用情況。智能技術主要包括企業研發的智能產品、使用的智能裝備、建設的智能生產系統、實施的智能管理方式等。效能結果層是企業通過建設智能工廠所實現的效益與效果，不僅需要評價直接產生的經濟效益，也需要評價企業的競爭力、綠色發展、行業內部影響力等不可見的結果。

2 評價指標

基于移動終端制造行業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具體的評價依據，見表1。

表1 移動終端制造行業智能功能評價指標

環境建設作為一級指標，衡量實現智能制造技術的基礎完備性，由4個二級指標構成。戰略方針指標考核項目在企業中的重要級別以及是否具備前瞻性的詳細長期發展規劃。領導角色指標考核項目是否由高層領導直接管理以及領導對智能制造的理解認識程度。財力投入指標考核企業對智能制造項目的資金投入以及對員工的培訓費用。員工隊伍指標考核員工對智能工廠的理解程度、創新能力、持續學習能力以及企業的復合人才儲備。

智能技術應用從3個維度和5個層次進行考核。智能技術應用作為一級指標，由3個二級指標構成。系統層級反映了企業的縱向集成能力，考察企業控制系統與信息系統的智能程度及實際應用狀況。生命周期體現了企業的端到端集成能力，以產品為核心評價企業在業務流程產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對信息技術的應用能力，體現智能制造的核心理念。

效能結果反映了智能工廠為企業帶來的效益和改變，是建設智能工廠的最終目的及意義。在效能結果中，重點評價4個二級指標。經濟效益反映了企業通過建設智能工廠產生的經濟方面的效益。企業競爭力反映了企業在市場中的綜合素質及自身的優勢。綠色發展反映了企業的可持續發展理念和社會責任。行業影響力反映了企業通過建設智能工廠對社會進步與科技發展所做的貢獻，它與企業的創新能力和管理能力有著密切的關系。

3 評估方法

依據移動終端制造行業智能工廠評價框架以及制定的評價指標，本節提出了一種移動終端制造行業的一般性評估方法，分別從確定評估對象、組建評估隊伍、選擇評估指標、構建評估體系、實施評估過程以及確定綜合結果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的企業種類十分多樣，因此必須首先明確待評企業的業務特點。分類的主要判據有：生產移動終端產品的完整工藝能力、生產自主設計的產品、具備的產品線種類及數量等。

根據企業在價值鏈上所覆蓋的業務范圍，僅對當前企業重點發展的制造加工范圍進行評價。若企業以代加工為主要業務，則可減少產品設計方面的評價指標及權重，增加并細化生產階段的評價指標。根據企業自身的產品譜系及產品戰略，確定企業是否需要柔性生產與混線生產的需求。在產品單一化而選擇低成本戰略時，企業可以減少生產柔性方面的評價指標；在滿足產品多元化需求的情況下，企業可增多并細化生產柔性的評價指標。

3.2 組建評估隊伍

智能工廠具備復雜性和跨學科性，在組建評估隊伍時，需從多領域中選擇專家及技術人員。評估隊伍來自企業內部與外部，分別對應自評與他評。

評估專家建議從事以下工作：產品設計、生產管理、質量管理、企業綜合管理、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，并掌握常用的調查方法與決策方法。

3.3 選擇評估指標

選擇評估指標時，應遵循以下原則：

(1)圍繞智能工廠的價值理念；

(2)設定的一級評價指標應當不變，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整；

(3)選取的評價指標應當遵循評價原則，具備科學性、可操作性和可擴展性；

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

3.4 構建評估體系

采用如下步驟確定評估體系：

(1)參考本文的評估體系架構，結合企業實際情況，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系。

(2)由評價組成員根據標準層次及企業業務經營重點，對評價體系中的各個指標賦予權重。賦權方法可以使用德爾菲法(Delphi)、層次分析法(AHP)或網絡分析法(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的映射關系，或設立對應的區間；對于定性型指標，可以由多名評估專家根據經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，才能保證評估結果的準確性。

(2)評估小組調查企業背景，了解企業戰略及所處行業，對企業經營內容及所處環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重，得出企業智能工廠評價總分。以此判斷企業智能工廠當前所處的發展水平，并根據具體評分項的得分差異來判斷企業優勢以及存在的不足。

3.6 確認綜合結果

企業智能工廠所處的發展階段可以根據評分結果進行大致的判斷。由于評分結果和評分標準需要評估小組自行設定，本文給出一般性的發展階段所對應的企業特征，不對具體分值提出要求。

企業智能工廠發展階段可以根據3個一級指標的評價結果進行區分。本文將智能工廠的評估結果分為8類，見表2。

表2 移動終端制造行業智能工廠評估結果

4 結論

本文提出了一種移動終端制造行業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工廠評估、行業相關標準制定、區域企業評估、企業自我評估以及IT服務企業咨詢具有一定的指導意義。移動終端制造企業可參考本文和行業評估標準制定企業自用的評估指標體系和評估方法，開展企業自我評估和診斷，依據企業戰略和個性化需求，與本行業共性要求相對照，明確企業智能化發展重點和發展方向，查找薄弱環節和突破口，進一步細化評估內容、要求和水平等級，從而促進移動終端行業工廠的智能化水平及其持續改進。

[1] 趙宏軍,王嘯,盛志宇.移動終端智能工廠建設框架構想[J].制造業自動化,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].制造業自動化,2017,39(6):125-131.

[3] 工業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指南[S].2015.

[4] 龔炳錚.我國社會與經濟信息化發展戰略的思考[C].中國電子學會電子產業戰略研究分會第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] 國務院. 國發[2015]28號 中國制造2025[R].2015.

[8] 工業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.移動終端制造行業智能工廠評估標準與評價方法的研究[J].微型機與應用，2017,36(23)：89-92.

工業和信息化部“智能制造綜合標準化與新模式應用”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：工業軟件、自動化控制系統、智能制造、現場總線等。

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