工業企業數字化標準云平臺建設探索

劉定書

（安徽省新技術推廣站，安徽合肥 230001)

0 引言

標準化在推進國家治理體系和治理能力現代化中發揮著基礎性、引領性作用。中共中央、國務院《國家標準化發展綱要》以及《質量強國建設綱要》等文件中提出要加快構建推動高質量發展的標準體系。推動全員、全要素、全過程、全數據的新型質量管理體系應用[1]；引導企業開展質量管理數字化升級、質量標準制定等；深入實施“標準化+”行動，促進全域標準化深度發展。

隨著物聯網、人工智能、云計算及5G等技術的快速發展，如何利用數字技術推動制造業在研發、生產、運營等環節的變革成為解決當下問題的突破點和探討熱點，數字技術正在重新定義制造業。信息時代為企業的發展提供了新的契機，但是同時也產生了大量數據，如何利用現有數據，將數據信息化知識化為企業提質增效服務還需要進一步探索[2]。但是，鑒于現階段各企業的發展參差不齊，在企業標準化體系建設過程中仍然暴露出許多問題，如企業制定的標準與生產實際兩張皮、生產一線參與標準化體系建設內生動力不足、生產過程數據資源價值利用不充分、缺乏具有可操作性的標準化建設理論指導等[3]。

面臨以上產業格局新時代巨變的挑戰，本文探索建立工業企業數字化標準云平臺，打通企業原有各信息系統的數據屏障，以工業企業生產全過程生產要素參數為數據基礎，將企業標準建設與生產全過程緊密聯系，將參數標準置于后臺，建立覆蓋企業全業務、全過程、全要素的標準化四率數字化云平臺，通過標準體系支撐，以數字化手段不斷提升企業精細化高效化管理水平，挖掘數據潛力，節約成本提高產出的同時，穩定輸出高質量產品，實現企業提質增效的目標，使平臺成為推動工業企業邁向數字化發展的關鍵抓手。

1 平臺標準化數字化應用機理

數據、信息、知識和智慧是數據創造價值的四個遞進層次，企業利用數據技術工具進行數據分析，進一步釋放數據中的潛在信息，提高信息質量，將數據要素轉變為有價值的信息資源，建立龐大的信息數字化體系，成為企業標準化生產的基礎。

企業標準化要與企業產品生產、過程控制和提供服務全過程密切結合一致，切實解決“兩張皮”“夾生飯”和“靠邊站”等標準實施方面的問題。而工業企業生產全過程標準的定標率、貫標率、達標率和一次交檢合格率這四率，針對企業標準化建設難點和工業企業特點，提煉企業生產全過程涉及的生產要素參數（生產制造過程中的最小單元參數），將其與企業當前標準文件制度建立有機聯系，引導企業建立和完善工藝、質量、物耗、能耗、環保、應急時效等六大類生產要素參數級上下限標準，并在生產全過程跟蹤管理，記錄標準執行數據，通過數據溯源確定生產過程的關鍵因子，不斷優化調整標準，最終建立企業自適應的標準化體系。

工業企業數字化標準云平臺的建設，將企業標準建設與數字化平臺相融合，將生產要素標準置于平臺后臺，通過引入企業其他硬件和信息化軟件數據，在不破壞原有企業信息化規劃架構的基礎上，基于企業現有生產流程分析，以最低代價建立標準化可視化數字平臺，為管理者提供生產過程可追溯工具，提升管理效率和產品質量，挖掘現有各類信息化系統數據價值，同時通過不斷優化提升的標準化庫，改進企業產品質量穩定性，節約成本，達到企業提質增效的目標。

2 平臺功能設計與建設步驟

平臺的建立是基于對企業現有生產流程進行梳理和優化，整合現場生產運行數據與企業業務管理數據，基于企業工藝、質量、物耗、能耗、環保和應急時效這6大類標準庫，利用5G網絡傳輸速度快、穩定性強、安全性高的特點，利用企業生產車間和數字化車間建設基礎，實現自動化生產線、設備數據采集系統、智能檢測設備等數據的采集，同時平臺標準庫與企業制造執行系統(MES)和企業資源計劃系統(ERP)等企業原有業務信息化系統進行數據對接或離線數據導入，實現對生產制造過程的全程監控，設備管理、生產可視化、管理高效化、打通制造環節的數據價值鏈條，建立與企業現有各類不同的系統數據通道，通過平臺實現生產過程業務各類數據的數字化映射，建立實時在線的標準化數字云平臺。

圖1 平臺邏輯結構圖

為降低平臺搭建技術門檻，提升使用便捷性，平臺架構采用SaaS 云服務，通過租用Iass 云服務，在此基礎上搭建標準化云平臺軟件層和應用層，將平臺部署在云端，各類用戶可方便通過互聯網進行訪問和使用。平臺模塊結構主要包括數據中心首頁看板、訂單總況、營銷管理、生產進度、機臺管理、質量檢測、物料管理、能源管理、環保監測、任務預警、決策分析、標準設置等，并實現數據鏈接。平臺的建設過程主要分為幾個階段。

2.1 平臺建設生產要素標準數據準備

基于企業全流程的標準要素梳理是平臺建設的基礎。為整合分散的企業應用系統及設備等數據，將其與企業全過程生產要素標準化有機結合[4]，使數據成為新型的生產要素，在實踐中，以企業生產制造過程中的最小單元參數為標準數字對象，將所涉及生產要素數據主要分為六大類：工藝參數、質量參數、物耗參數、能耗參數、環保參數和應急時效參數。

2.2 平臺標準數據分析與對接

通過生產要素標準與當前生產流程相結合，進而調研當前業務信息系統，定位數據源，建立與各業務系統數據源之間的對應關系，從而為平臺標準的應用提供數據支撐。首先通過引導企業勾畫生產流程，識別生產工序，進而分析工序所涉及生產要素參數。第二步，識別各類標準數據屬性，數據的來源可能是企業建立的ERM、MES、BOM以及設備傳感器等，根據平臺模塊功能需要，以及標準數據溯源所需要的信息，確定平臺數據結構，建立與當前各類數據來源的對照關系模板和數據對接方法，為平臺數據提供支撐。

2.3 搭建可視標準云平臺

云平臺的搭建是建設主要過程。將企業建立的全過程參數量化標準與可視化數字工廠建設相結合，利用數字技術和數據分析技術，搭建可視化企業云平臺，將參數標準置于后臺，企業可以通過工廠內的數字平臺，直接查看企業生產情況以及標準執行情況。比如，生產車間的檢測設備可將成品質量數據自動上傳至數字平臺，管理者隨時可以靈活查看生產過程數據。實時監控反饋數據：實時追蹤物料與物耗標準、生產參數與響應工藝標準、質量指標與質量標準、設備用電與能耗標準等各環節生產數據，為實現標準化生產提供數據依據；平臺實時監控標準執行情況，及時預警，通過直觀分析圖反映不同維度，如時間維度、工序維度、產品維度等反饋標準執行情況，通過預警系統，建立基于應急時效參數標準的可視化響應視圖，發現設備故障及責任人以及進度情況等。可視化云平臺還可以通過數據分析視圖提升標準精準度，通過分析生產全過程的數據，可以了解到生產線的質量瓶頸和關鍵參數標準的優標方向，保證產品質量穩定性，提升企業產出率，節約成本，有效促進管理標準化、智能化，為企業的數字化轉型打下堅實基礎。平臺應用實施可大致分為幾個步驟：1)改造升級內部網絡，建立高效工業互聯網硬件環境。2)對企業設備進行數字化改造，利用物聯網技術，對設備進行數字采集。3)組織項目團隊，對涉及業務骨干進行標準化及互聯網技術知識培訓，對業務流程和生產要素標準進行梳理；4) 在共性基礎上進行個性化改造數字化平臺，利用技術手段將生產過程知識、管理需求進行軟件化，豐富平臺功能模塊。5)分類設計，分階段分層次進行測試，先易后難，逐漸實現功能全覆蓋。6)把標準與數字化轉型經驗逐步實現到平臺中，不斷豐富平臺6大類標準庫建設，使平臺成為企業定制的標準化數字化管理核心。

3 平臺標準化應用路徑

通過平臺建設，采集統計生產過程中各量化標準參數數據，再以大數據分析找出企業生產管控中的薄弱環節[5]，倒逼企業創新現有技術工藝等，增加數字化、信息化、智能化等手段在生產制造過程中的應用，營造工業企業實施以“定標、對標、優標、追標、超標”為目的的“四率”標準化體系建設氛圍，推動工業企業邁向高質量發展。

3.1 參數標準從定性到定量，提升企業標準體系建設

制定高質量的企業產品標準，使其既能符合企業產品實際情況，又能滿足社會發展需要，并提高企業產品的競爭力，是擺在企業面前的重要課題，也是企業標準化工作的重要任務。建立覆蓋工藝、質量、物耗、能耗、環保和應急時效這6大類生產要素的標準庫是平臺的基礎，通過平臺功能的建設實施，細化各生產要素標準參數值，將標準文件與參數數據值建立對應關系，此時，企業就可能發現當前車間執行標準與標準制度存在的兩張皮現象，標準制度文件中已制定的參數標準對生產實際沒有指導意義；還可挖掘生產過程中經驗值，并將其補充到平臺標準庫中，從而完善企業標準的定義，指導生產，提升管理效能。

3.2 基于標準庫的自動預警，優化資源配置

通過后臺量化標準設置，結合平臺對企業生產過程機器采集以及人工巡檢等數據進行分析，可以幫助管理者實時了解各類設備或產品的狀態，實現對異常狀態的預警和實時響應跟蹤，從而實現預防性維護，減少風險，避免非計劃停機；平臺的建設最終可優化企業資源的配置效率，通過完成設備、產線或車間、企業的數字化，從而提升企業一次交檢合格率、提高班組產量、提高設備的使用效率，幫助企業提升產品質量，幫助企業節能降耗，提升管理水平。

3.3 數據分析溯源，使標準為生產服務

要提升企業的標準化全過程管理效果，其對標準定標率、貫標率、達標率、一次交檢合格率這四種數值的綜合分析尤為重要。通過平臺決策分析功能，全面排查、篩選統計分析各參數在連續生產負荷運行時間段中的達標率，特別是在線檢測參數，找出在較長時間內達標率處于低值或長期完全達標的參數，同時核驗采集參數數據的可靠性、參數定標上下限標準設置的合理性，對不合理標準設定上下限進行優化，保證為相關參數設置合理的標準上下限值；對于在生產過程中超過標準上下限范圍的參數，能在應急時效相關的標準規定時限內進行處理；對長期或頻繁超越標準上下限的參數，可通過技術手段進行改進；通過一次交檢合格率與參數達標率進行關聯性分析，可以發現影響產品質量一致性的關鍵參數和關鍵工序，進一步優化相關參數標準的管理，為企業提升產品質量穩定性、助推企業產品更新提供保障。

3.4 節約成本，提升產品產出率

對于企業而言，質量是生命，效益則是根本。通過中間生產環節控制，節約原材料、人力等成本投入，可直接提高企業效益。通過平臺建設，實現產品全過程標準化管理的同時，平臺將相關生產數據組織化并進行海量過程數據資源積累，為企業決策者通過數據分析，使發現影響一次交檢合格率的關鍵工序和參數成為可能；通過聚焦應急時效參數，對于出現的質量問題及時處理，同時對相關參數的定標上下限值進行優化；對比同行業相關聯領域及國內外行業相關標準，可進一步提升企業的標準定標、貫標、達標和一次交檢合格率。通過平臺的建設實施，提高企業產品成品率，達到了節約成本的目的，使平臺成為企業效益提升的助力。

3.5 挖掘企業數據價值，促進企業數字化轉型

企業利用平臺進行數據分析，進一步釋放生產數據中的潛在信息，提高信息質量，將數據要素轉變為有價值的信息資源，建立龐大的信息數字化體系，成為企業標準化生產的基礎。平臺應用所涉及的企業生產六大類參數將企業各類系統數據、設備數據等充分利用起來，產生一套基于企業自身定制的量化標準。數據作為一種新型生產要素，既能單獨發揮效能，也是將其他生產要素聯系交互的關鍵資源，從而促使數據從生產要素的緊密關聯中提煉出更有用的信息。對于這些信息中包含的技術能力信息，進一步提煉成標準化的工作流程手冊和操作規范，才能將隱性“知識”轉化為可視化的技術方法，制定出特定生產模式，用于企業技術標準化管理，提升企業整體效能。四率的應用以標準化促進企業數字化，數字化反哺標準化，實現信息化和工業化的深度融合，促進企業打造數字化工廠。

4 總結

信息化技術發展，為企業數字化標準化建設提供了契機和技術支撐，但要實現數字化與標準化的有機融合，還有很長的路要走。本文探索工業企業數字化標準云平臺建設，建立全業務、全過程、全要素的企業標準化體系，將生產要素數據與企業標準質量相融合，在整合企業數字資源，提升企業生產要素數據價值同時，對于推動企業數字化變革，進一步提升企業的生產效率和競爭力有著重要意義。