工业企业数字化标准云平台建设探索_刘定书.pdf

网络通信与安全本栏目责任编辑：代 影Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）E-mail：http：/Tel：[phone] 65690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.19,No.18,June 2023工业企业数字化标准云平台建设探索刘定书（安徽省新技术推广站，安徽 合肥 230001)摘要：互联网时代为工业企业发展带来新的契机，技术创新加速产业变革，数据价值不断释放，文章探讨将企业全过程标准体系建设与数字化平台建设相结合，利用信息化技术，搭建工业企业数字化标准云平台，全面提升企业制造和管理能力，促进企业转型升级。关键词：数字化；标准化；全过程；参数；平台中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2023)18-0071-03开放科学（资源服务）标识码(OSID)：0 引言标准化在推进国家治理体系和治理能力现代化中发挥着基础性、引领性作用。中共中央、国务院 国家标准化发展纲要 以及 质量强国建设纲要 等文件中提出要加快构建推动高质量发展的标准体系。推动全员、全要素、全过程、全数据的新型质量管理体系应用1；引导企业开展质量管理数字化升级、质量标准制定等；深入实施“标准化+”行动，促进全域标准化深度发展。随着物联网、人工智能、云计算及5G等技术的快速发展，如何利用数字技术推动制造业在研发、生产、运营等环节的变革成为解决当下问题的突破点和探讨热点，数字技术正在重新定义制造业。信息时代为企业的发展提供了新的契机，但是同时也产生了大量数据，如何利用现有数据，将数据信息化知识化为企业提质增效服务还需要进一步探索2。但是，鉴于现阶段各企业的发展参差不齐，在企业标准化体系建设过程中仍然暴露出许多问题，如企业制定的标准与生产实际两张皮、生产一线参与标准化体系建设内生动力不足、生产过程数据资源价值利用不充分、缺乏具有可操作性的标准化建设理论指导等3。面临以上产业格局新时代巨变的挑战，本文探索建立工业企业数字化标准云平台，打通企业原有各信息系统的数据屏障，以工业企业生产全过程生产要素参数为数据基础，将企业标准建设与生产全过程紧密联系，将参数标准置于后台，建立覆盖企业全业务、全过程、全要素的标准化四率数字化云平台，通过标准体系支撑，以数字化手段不断提升企业精细化高效化管理水平，挖掘数据潜力，节约成本提高产出的同时，稳定输出高质量产品，实现企业提质增效的目标，使平台成为推动工业企业迈向数字化发展的关键抓手。1 平台标准化数字化应用机理数据、信息、知识和智慧是数据创造价值的四个递进层次，企业利用数据技术工具进行数据分析，进一步释放数据中的潜在信息，提高信息质量，将数据要素转变为有价值的信息资源，建立庞大的信息数字化体系，成为企业标准化生产的基础。企业标准化要与企业产品生产、过程控制和提供服务全过程密切结合一致，切实解决“两张皮”“夹生饭”和“靠边站”等标准实施方面的问题。而工业企业生产全过程标准的定标率、贯标率、达标率和一次交检合格率这四率，针对企业标准化建设难点和工业企业特点，提炼企业生产全过程涉及的生产要素参数（生产制造过程中的最小单元参数），将其与企业当前标准文件制度建立有机联系，引导企业建立和完善工艺、质量、物耗、能耗、环保、应急时效等六大类生产要素参数级上下限标准，并在生产全过程跟踪管理，记录标准执行数据，通过数据溯源确定生产过程的关键因子，不断优化调整标准，最终建立企业自适应的标准化体系。工业企业数字化标准云平台的建设，将企业标准建设与数字化平台相融合，将生产要素标准置于平台后台，通过引入企业其他硬件和信息化软件数据，在不破坏原有企业信息化规划架构的基础上，基于企业现有生产流程分析，以最低代价建立标准化可视化数字平台，为管理者提供生产过程可追溯工具，提升管理效率和产品质量，挖掘现有各类信息化系统数据价值，同时通过不断优化提升的标准化库，改进企业产品质量稳定性，节约成本，达到企业提质增效的目标。收稿日期：2023-03-30作者简介：刘定书(1974)，女，四川成都人，高工，硕士，研究方向为电子信息。71DOI:10.14004/ki.ckt.2023.0967本栏目责任编辑：代 影网络通信与安全Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）2 平台功能设计与建设步骤平台的建立是基于对企业现有生产流程进行梳理和优化，整合现场生产运行数据与企业业务管理数据，基于企业工艺、质量、物耗、能耗、环保和应急时效这6大类标准库，利用5G网络传输速度快、稳定性强、安全性高的特点，利用企业生产车间和数字化车间建设基础，实现自动化生产线、设备数据采集系统、智能检测设备等数据的采集，同时平台标准库与企业制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)等企业原有业务信息化系统进行数据对接或离线数据导入，实现对生产制造过程的全程监控，设备管理、生产可视化、管理高效化、打通制造环节的数据价值链条，建立与企业现有各类不同的系统数据通道，通过平台实现生产过程业务各类数据的数字化映射，建立实时在线的标准化数字云平台。各业务平台数据整合、流程梳理、标准梳理SCMSCMERPERPMESMESCRMCRMBOMBOM安全保障体系标准规范体系工业企业数字化标准云平台首页看板工艺标准质量标准物耗标准能耗标准环保标准应急时效标准Iaas感知层感知层营销管理订单总况生产进度质量检测物料管理环保监测决策分析标准设置机台管理能源管理任务预警图1 平台逻辑结构图为降低平台搭建技术门槛，提升使用便捷性，平台架构采用SaaS云服务，通过租用Iass云服务，在此基础上搭建标准化云平台软件层和应用层，将平台部署在云端，各类用户可方便通过互联网进行访问和使用。平台模块结构主要包括数据中心首页看板、订单总况、营销管理、生产进度、机台管理、质量检测、物料管理、能源管理、环保监测、任务预警、决策分析、标准设置等，并实现数据链接。平台的建设过程主要分为几个阶段。2.1 平台建设生产要素标准数据准备基于企业全流程的标准要素梳理是平台建设的基础。为整合分散的企业应用系统及设备等数据，将其与企业全过程生产要素标准化有机结合4，使数据成为新型的生产要素，在实践中，以企业生产制造过程中的最小单元参数为标准数字对象，将所涉及生产要素数据主要分为六大类：工艺参数、质量参数、物耗参数、能耗参数、环保参数和应急时效参数。2.2 平台标准数据分析与对接通过生产要素标准与当前生产流程相结合，进而调研当前业务信息系统，定位数据源，建立与各业务系统数据源之间的对应关系，从而为平台标准的应用提供数据支撑。首先通过引导企业勾画生产流程，识别生产工序，进而分析工序所涉及生产要素参数。第二步，识别各类标准数据属性，数据的来源可能是企业建立的ERM、MES、BOM以及设备传感器等，根据平台模块功能需要，以及标准数据溯源所需要的信息，确定平台数据结构，建立与当前各类数据来源的对照关系模板和数据对接方法，为平台数据提供支撑。2.3 搭建可视标准云平台云平台的搭建是建设主要过程。将企业建立的全过程参数量化标准与可视化数字工厂建设相结合，利用数字技术和数据分析技术，搭建可视化企业云平台，将参数标准置于后台，企业可以通过工厂内的数字平台，直接查看企业生产情况以及标准执行情况。比如，生产车间的检测设备可将成品质量数据自动上传至数字平台，管理者随时可以灵活查看生产过程数据。实时监控反馈数据：实时追踪物料与物耗标准、生产参数与响应工艺标准、质量指标与质量标准、设备用电与能耗标准等各环节生产数据，为实现标准化生产提供数据依据；平台实时监控标准执行情况，及时预警，通过直观分析图反映不同维度，如时间维度、工序维度、产品维度等反馈标准执行情况，通过预警系统，建立基于应急时效参数标准的可视化响应视图，发现设备故障及责任人以及进度情况等。可视化云平台还可以通过数据分析视图提升标准精准度，通过分析生产全过程的数据，可以了解到生产线的质量瓶颈和关键参数标准的优标方向，保证产品质量稳定性，提升企业产出率，节约成本，有效促进管理标准化、智能化，为企业的数字化转型打下坚实基础。平台应用实施可大致分为几个步骤：1)改造升级内部网络，建立高效工业互联网硬件环境。2)对企业设备进行数字化改造，利用物联网技术，对设备进行数字采集。3)组织项目团队，对涉及业务骨干进行标准化及互联网技术知识培训，对业务流程和生产要素标准进行梳理；4)在共性基础上进行个性化改造数字化平台，利用技术手段将生产过程知识、管理需求进行软件化，丰富平台功能模块。5)分类设计，分阶段分层次进行测试，先易后难，逐渐实现功能全覆盖。6)把标准与数字化转型经验逐步实现到平台中，不断丰富平台6大类标准库建设，使平台成为企业定制的标准化数字化管理核心。3 平台标准化应用路径通过平台建设，采集统计生产过程中各量化标准参数数据，再以大数据分析找出企业生产管控中的薄弱环节5，倒逼企业创新现有技术工艺等，增加数字化、信息化、智能化等手段在生产制造过程中的应用，营造工业企业实施以“定标、对标、优标、追标、超标”72网络通信与安全本栏目责任编辑：代 影Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第18期(2023年6月）第19卷第18期(2023年6月）为目的的“四率”标准化体系建设氛围，推动工业企业迈向高质量发展。3.1 参数标准从定性到定量，提升企业标准体系建设制定高质量的企业产品标准，使其既能符合企业产品实际情况，又能满足社会发展需要，并提高企业产品的竞争力，是摆在企业面前的重要课题，也是企业标准化工作的重要任务。建立覆盖工艺、质量、物耗、能耗、环保和应急时效这6大类生产要素的标准库是平台的基础，通过平台功能的建设实施，细化各生产要素标准参数值，将标准文件与参数数据值建立对应关系，此时，企业就可能发现当前车间执行标准与标准制度存在的两张皮现象，标准制度文件中已制定的参数标准对生产实际没有指导意义；还可挖掘生产过程中经验值，并将其补充到平台标准库中，从而完善企业标准的定义，指导生产，提升管理效能。3.2 基于标准库的自动预警，优化资源配置通过后台量化标准设置，结合平台对企业生产过程机器采集以及人工巡检等数据进行分析，可以帮助管理者实时了解各类设备或产品的状态，实现对异常状态的预警和实时响应跟踪，从而实现预防性维护，减少风险，避免非计划停机；平台的建设最终可优化企业资源的配置效率，通过完成设备、产线或车间、企业的数字化，从而提升企业一次交检合格率、提高班组产量、提高设备的使用效率，帮助企业提升产品质量，帮助企业节能降耗，提升管理水平。3.3 数据分析溯源，使标准为生产服务要提升企业的标准化全过程管理效果，其对标准定标率、贯标率、达标率、一次交检合格率这四种数值的综合分析尤为重要。通过平台决策分析功能，全面排查、筛选统计分析各参数在连续生产负荷运行时间段中的达标率，特别是在线检测参数，找出在较长时间内达标率处于低值或长期完全达标的参数，同时核验采集参数数据的可靠性、参数定标上下限标准设置的合理性，对不合理标准设定上下限进行优化，保证为相关参数设置合理的标准上下限值；对于在生产过程中超过标准上下限范围的参数，能在应急时效相关的标准规定时限内进行处理；对长期或频繁超越标准上下限的参数，可通过技术手段进行改进；通过一次交检合格率与参数达标率进行关联性分析，可以发现影响产品质量一致性的关键参数和关键工序，进一步优化相关参数标准的管理，为企业提升产品质量稳定性、助推企业产品更新提供保障。3.4 节约成本，提升产品产出率对于企业而言，质量是生命，效益则是根本。通过中间生产环节控制，节约原材料、人力等成本投入，可直接提高企业效益。通过平台建设，实现产品全过程标准化管理的同时，平台将相关生产数据组织化并进行海量过程数据资源积累，为企业决策者通过数据分析，使发现影响一次交检合格率的关键工序和参数成为可能；通过聚焦应急时效参数，对于出现的质量问题及时处理，同时对相关参数的定标上下限值进行优化；对比同行业相关联领域及国内外行业相关标准，可进一步提升企业的标准定标、贯标、达标和一次交检合格率。通过平台的建设实施，提高企业产品成品率，达到了节约成本的目的，使平台成为企业效益提升的助力。3.5 挖掘企业数据价值，促进企业数字化转型企业利用平台进行数据分析，进一步释放生产数据中的潜在信息，提高信息质量，将数据要素转变为有价值的信息资源，建立庞大的信息数字化体系，成为企业标准化生产的基础。平台应用所涉及的企业生产六大类参数将企业各类系统数据、设备数据等充分利用起来，产生一套基于企业自身定制的量化标准。数据作为一种新型生产要素，既能单独发挥效能，也是将其他生产要素联系交互的关键资源，从而促使数据从生产要素的紧密关联中提炼出更有用的信息。对于这些信息中包含的技术能力信息，进一步提炼成标准化的工作流程手册和操作规范，才能将隐性“知识”转化为可视化的技术方法，制定出特定生产模式，用于企业技术标准化管理，提升企业整体效能。四率的应用以标准化促进企业数字化，数字化反哺标准化，实现信息化和工业化的深度融合，促进企业打造数字化工厂。4 总结信息化技术发展，为企业数字化标准化建设提供了契机和技术支撑，但要实现数字化与标准化的有机融合，还有很长的路要走。本文探索工业企业数字化标准云平台建设，建立全业务、全过程、全要素的企业标准化体系，将生产要素数据与企业标准质量相融合，在整合企业数字资源，提升企业生产要素数据价值同时，对于推动企业数字化变革，进一步提升企业的生产效率和竞争力有着重要意义。参考文献：1 赵宸宇,王文春,李雪松.数字化转型如何影响企业全要素生产率J.财贸经济,2021(7):114-129.2 刘鹏,郭江杰.制造企业质量管理数字化转型的思考J.国有资产管理,2022(4):27-32.3 成璐.标准化建设赋能企业高质量发展J.中国质量万里行,2022(2):138-141.4 陈渭.企业提质增效,应切实推行全过程标准化管理J.品牌与标准化,2015,319(8):4-5.5 王南海,宁勇,徐文良,等.建立基于大数据的生产制造全过程管控体系J.国企管理,2019(7):66-77.【通联编辑：谢媛媛】73