卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)模型研究

文｜孫玲玉 李競(jìng)堯 張晉浩

智能制造是制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的主攻方向，其發(fā)展程度直接關(guān)乎我國(guó)制造業(yè)質(zhì)量水平。建設(shè)智能場(chǎng)景和智能工廠(chǎng)，加快新一代信息技術(shù)與制造全過(guò)程、全要素深度融合，推進(jìn)制造技術(shù)突破和工藝創(chuàng)新，推行精益管理和業(yè)務(wù)流程再造，實(shí)現(xiàn)泛在感知、數(shù)據(jù)貫通、集成互聯(lián)、人機(jī)協(xié)作和分析優(yōu)化，是聚焦企業(yè)、行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，創(chuàng)造價(jià)值增值的有效途徑。

煙草行業(yè)在2000年左右就成為兩化融合的積極探索者，行業(yè)企業(yè)投入大量資源用以研究并發(fā)展智能制造。在行業(yè)企業(yè)的積極探索下，煙草行業(yè)智能制造水平正在逐步提升，已經(jīng)具備了一定的智能制造應(yīng)用基礎(chǔ)。卷煙工廠(chǎng)作為卷煙生產(chǎn)制造的基本單位，承接卷煙生產(chǎn)制造的直接任務(wù)，是智能化助力提質(zhì)、增效、降本、減存和綠色發(fā)展的直接載體，是煙草行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)水平、裝備水平、信息化水平最高的環(huán)節(jié)，是最能體現(xiàn)智能制造的環(huán)節(jié)。全國(guó)90余家卷煙工廠(chǎng)智能化建設(shè)起步早晚不同，建設(shè)重點(diǎn)不同，水平參差不齊。在“十四五”期間，行業(yè)加快全國(guó)煙草生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理一體化平臺(tái)建設(shè)推進(jìn)煙草行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大背景下，建立全面的卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)模型，能夠幫助行業(yè)內(nèi)卷煙工廠(chǎng)更準(zhǔn)確地分析智能化建設(shè)效果，并根據(jù)智能工廠(chǎng)能力成熟度指標(biāo)評(píng)分識(shí)別智能化建設(shè)的優(yōu)勢(shì)與差距，為卷煙智能工廠(chǎng)方案設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施和改進(jìn)提升提供重要的借鑒意義。

一、煙草行業(yè)智能工廠(chǎng)能力評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

（一）智能制造及其成熟度相關(guān)研究

國(guó)家智能制造成熟度模型包含模型構(gòu)成、成熟度等級(jí)、能力要素和成熟度要求，面向流程型和離散型行業(yè)智能制造水平評(píng)價(jià)，提出了一整套行業(yè)通用和兼容的企業(yè)級(jí)智能制造能力成熟度評(píng)價(jià)模型和評(píng)估方法，但與各行各業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)結(jié)合不夠緊密，對(duì)具體行業(yè)企業(yè)的針對(duì)性和實(shí)用性存在不足。特別是煙草行業(yè)在專(zhuān)賣(mài)制度下，工商經(jīng)營(yíng)分離，按計(jì)劃生產(chǎn)，具有明顯的體制特點(diǎn)，如卷煙工廠(chǎng)不具有銷(xiāo)售服務(wù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等職能，煙機(jī)裝備供應(yīng)商只有固定的四家等。

國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2021版）中，智能工廠(chǎng)作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需要涵蓋智能工廠(chǎng)設(shè)計(jì)和交付等過(guò)程，以及工廠(chǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、物流及系統(tǒng)集成等內(nèi)容，具體包括智能工廠(chǎng)設(shè)計(jì)、智能工廠(chǎng)交付、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能管理、工廠(chǎng)智能物流、集成優(yōu)化等7個(gè)部分。“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃提出智能工廠(chǎng)建設(shè)要圍繞設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造全過(guò)程開(kāi)展智能化升級(jí)，優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程，強(qiáng)化精益生產(chǎn)，推動(dòng)跨業(yè)務(wù)活動(dòng)的數(shù)據(jù)共享和深度挖掘，實(shí)現(xiàn)對(duì)核心業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、管理優(yōu)化和自主決策。

（二）煙草行業(yè)智能制造相關(guān)研究

行業(yè)內(nèi)對(duì)智能制造能力有一定的研究基礎(chǔ)?！稛煵菪袠I(yè)智能制造能力指數(shù)實(shí)現(xiàn)分析》通過(guò)對(duì)煙草行業(yè)智能制造能力指數(shù)研究，總結(jié)提煉煙草行業(yè)智能制造的核心要素和特征，依據(jù)國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系并結(jié)合煙草行業(yè)特點(diǎn)從10大類(lèi)、27個(gè)域分析了煙草行業(yè)智能制造的核心要素，為煙草行業(yè)建立了一個(gè)描述其智能制造能力水平的框架?？蚣苓m用于全行業(yè)智能制造能力評(píng)價(jià)，但27個(gè)域未做具體定義和評(píng)價(jià)依據(jù)，且工廠(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)結(jié)合緊密性不足，可操作性較差?！毒頍煿S(chǎng)智能制造能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究》從智能生產(chǎn)、智能物流、智能管理、信息支撐4個(gè)方面、3級(jí)指標(biāo)搭建評(píng)價(jià)體系，并定義了第3級(jí)指標(biāo)的特征描述，具有一定的可操作性，但指標(biāo)的設(shè)計(jì)僅考慮了影響生產(chǎn)制造過(guò)程的部分影響因素，對(duì)于工廠(chǎng)組織戰(zhàn)略、技術(shù)能力等考慮不足，同時(shí)缺少結(jié)果因素的評(píng)價(jià)。

本文以國(guó)家政策、標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)參考，針對(duì)目前卷煙行業(yè)智能工廠(chǎng)能力評(píng)價(jià)中存在的問(wèn)題，充分結(jié)合卷煙生產(chǎn)制造工藝技術(shù)特點(diǎn)，搭建起一套符合智能化發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)特點(diǎn)的行業(yè)卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)模型，為卷煙工廠(chǎng)摸底智能制造現(xiàn)狀，規(guī)劃智能制造框架，識(shí)別差距、確立目標(biāo)、實(shí)施改進(jìn)提供依據(jù)。

二、卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度模型

卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度模型包含基礎(chǔ)模型構(gòu)成、成熟度等級(jí)、指標(biāo)體系。

（一）基礎(chǔ)模型構(gòu)成

基礎(chǔ)模型構(gòu)成如圖1所示，分解為兩大維度、三級(jí)指標(biāo)，其中組織戰(zhàn)略、技術(shù)能力、資源支持和卷煙制造等4個(gè)一級(jí)指標(biāo)屬于影響因素維度，績(jī)效優(yōu)化、智能場(chǎng)景和模式創(chuàng)新等3個(gè)一級(jí)指標(biāo)屬于結(jié)果因素維度。

圖1 基礎(chǔ)模型構(gòu)成

（二）成熟度等級(jí)

成熟度等級(jí)一共四級(jí)，自低向高分別為一級(jí)（規(guī)范級(jí)）、二級(jí)（場(chǎng)景級(jí)）、三級(jí)（領(lǐng)域級(jí)）和四級(jí)（平臺(tái)級(jí)）。結(jié)合卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度模型指標(biāo)體系，定義各級(jí)成熟度水平基本特征。

一級(jí)（規(guī)范級(jí)）：卷煙工廠(chǎng)重視并已開(kāi)展智能技術(shù)應(yīng)用，具有一定的技術(shù)和資源支持，有效提升企業(yè)運(yùn)行規(guī)范性和效率。

二級(jí)（場(chǎng)景級(jí)）：卷煙工廠(chǎng)圍繞關(guān)鍵業(yè)務(wù)場(chǎng)景，推動(dòng)工業(yè)技術(shù)、管理技術(shù)和信息技術(shù)充分融合，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)活動(dòng)場(chǎng)景數(shù)字化和智能化。

三級(jí)（領(lǐng)域級(jí)）：卷煙工廠(chǎng)沿縱向管控、價(jià)值鏈和產(chǎn)品全生命周期維度開(kāi)展數(shù)據(jù)和系統(tǒng)集成，基于領(lǐng)域知識(shí)模型實(shí)現(xiàn)主要業(yè)務(wù)活動(dòng)的智能化管控。

四級(jí)（引領(lǐng)級(jí)）：卷煙工廠(chǎng)積極推進(jìn)上行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理一體化平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)一體化平臺(tái)）、用一體化平臺(tái)，并依托平臺(tái)構(gòu)建的開(kāi)放能力，以數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)與行業(yè)上下游的業(yè)務(wù)協(xié)同和管理智能決策。

圖2 成熟度等級(jí)

表1 指標(biāo)體系

（三）指標(biāo)體系

卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度指標(biāo)體系覆蓋面廣，較難全部采用量化數(shù)據(jù)計(jì)算得出能力值。針對(duì)定性指標(biāo)項(xiàng)，通過(guò)采集工廠(chǎng)數(shù)據(jù)信息與指標(biāo)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的具體要求進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)符合程度打分。針對(duì)定量指標(biāo)項(xiàng)，直接采集工廠(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)，根據(jù)與理想值差異程度打分。末級(jí)指標(biāo)要素描述，是各末級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)的打分依據(jù)。指標(biāo)體系經(jīng)過(guò)煙草行業(yè)、智能制造領(lǐng)域等多名專(zhuān)家研究，各級(jí)指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法確定。

表2 末級(jí)指標(biāo)要素體系

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三、卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)模型實(shí)踐應(yīng)用中，以模型評(píng)估專(zhuān)家組走訪(fǎng)調(diào)研、查閱資料等方式開(kāi)展評(píng)價(jià)工作，將各煙廠(chǎng)基本信息與末級(jí)指標(biāo)要素描述的具體要求進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)符合程度打分，每項(xiàng)末級(jí)指標(biāo)滿(mǎn)分100分。

卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)得分：

卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度一級(jí)指標(biāo)得分：

總分值和影響因素維度一級(jí)指標(biāo)分值均達(dá)到相應(yīng)等級(jí)要求；若總體得分達(dá)到階段要求，但是影響因素維度一級(jí)指標(biāo)未達(dá)標(biāo)，則做降一級(jí)處理。

四、結(jié)語(yǔ)

本文綜合分析了當(dāng)前煙草行業(yè)智能制造能力評(píng)價(jià)研究存在的不足，以國(guó)家政策、標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)參考，面向90余家卷煙工廠(chǎng)智能制造發(fā)展需求，針對(duì)性開(kāi)展行業(yè)工廠(chǎng)級(jí)智能制造能力成熟度研究，構(gòu)建了包含兩大維度、三級(jí)指標(biāo)的卷煙智能工廠(chǎng)能力成熟度評(píng)價(jià)模型。模型符合智能工廠(chǎng)特征要求，同時(shí)適配卷煙生產(chǎn)特點(diǎn)，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)智能制造能力成熟度模型在煙草行業(yè)級(jí)、工廠(chǎng)級(jí)的細(xì)化補(bǔ)充，搭建起卷煙工廠(chǎng)智能制造能力框架與演進(jìn)路徑，為評(píng)價(jià)卷煙工廠(chǎng)智能制造能力水平提供參考依據(jù)，為建設(shè)卷煙智能工廠(chǎng)提供指導(dǎo)方向。