DB21 T 3870-2023 工业数字化转型典型场景评估规范.pdf
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1、ICS35.240CCS L 6721辽宁省地方标准DB21/T 38702023工业数字化转型典型场景评估规范Evaluation Specification for Typical Scenarios ofIndustrial Digital Transformation2023-11-30 发布2023-12-30 实施辽宁省市场监督管理局发 布DB21/T 387020231目次前言.21 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 评估场景.15 评估内容与指标.15.1 工厂设计.15.2 产品研发.25.3 工艺设计.25.4 计划调度.35.5 生产作业.35.6 仓储
2、配送.45.7 质量管控.55.8 设备管理.55.9 安全管控.65.10 能源管理.65.11 环保管控.75.12 营销管理.75.13 售后服务.85.14 供应链管理.85.15 模式创新.95.16 网络改造.105.17 平台应用.105.18 安全保障.116 评估流程.116.1 评估准备.116.2 正式评估.126.3 评估发现.126.4 评估结果发布.13参考文献.14DB21/T 387020232前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责
3、任。本文件由辽宁省工业和信息化厅提出并归口。本文件起草单位:辽宁省先进装备制造业基地建设工程中心、中国科学院沈阳自动化研究所、辽宁大学、沈阳工业大学、中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、沈阳中科数控技术股份有限公司、东北大学、北京数码大方科技股份有限公司、沈阳赛宝科技服务有限公司、辽宁省大数据管理中心(辽宁省信息中心)、沈鼓集团股份有限公司、北方重工集团有限公司、中煤科工集团沈阳研究院有限公司、中国移动通信集团辽宁有限公司、沈阳金杯延锋汽车内饰系统有限公司、中冶焦耐(大连)工程技术有限公司。本文件主要起草人:陈莹、许铎、史海波、宋岩、王艳红、于金刚、胡毅、马连博、李洪波、魏喆、关婷、董博、闫
4、浩、吕翩翩、李洪涛、郝玉明、王瑶、张帆、祝钊、刘冬岩、孟繁军、李伟明。本文件发布实施后,任何单位和个人如有问题和意见建议,均可以通过来电和来函等方式进行反馈,我们将及时答复并认真处理,根据实际情况依法进行评估及复审。归口管理部门通信地址:辽宁省工业和信息化厅(沈阳市皇姑区北陵大街45-2号),联系电话:024-86913384。文件起草单位通讯地址:辽宁省先进装备制造业基地建设工程中心(沈阳市和平区太原北街2号),联系电话:024-23447420。DB21/T 387020231工业数字化转型典型场景评估规范1范围本文件规定了数字化转型典型场景评估的评估内容、评估场景、评估指标及评估流程等内
5、容。本文件适用于工业企业开展数字化转型典型场景评估。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。T/AIITRE 100012021数字化转型 参考架构3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化转型 digital transformation深化应用新一代信息技术,激发数据要素创新驱动潜能,建设提升数字时代生存和发展的新型能力,加速业务优化、创新与重构,创造、传递并获取新价值,实现转型升级和创新发展的过程。来源:T/AIITRE
6、 100012021,3.14评估场景主要评估场景包括:产品研发、工艺设计、工厂设计、营销管理、售后服务、模式创新、供应链管理、质量管控、生产作业、计划调度、仓储配送、安全管控、环保管控、能源管理、设备管理、平台应用、网络改造、安全保障等。5评估内容与指标5.1工厂设计应对车间或工厂的数字化设计等方面展开评估,覆盖工厂设计的流程、工具、文件、交付物等。应根据车间或工厂的设计需求,采用三维设计与仿真软件或其他适宜的设计仿真工具进行设计。应搭建数字化交付平台,为工厂主要业务系统提供基础共性数据支撑。应重点从以下方面展开评估:三维设计仿真工具使用情况。是否使用适宜的设计仿真工具展开工厂设计,以及该工
7、具是否有成熟应用;对工厂信息模型、制造系统仿真、专家系统、AR/VR 等技术的集成水平;是否搭建数字化交付平台,以及该平台的可用性、易用性、扩展性、授权等是否满足要求;数字化交付平台对虚拟建造、虚拟调试、大数据和 AR/VR 的集成程度;DB21/T 387020232设计、建设、运维全生命周期数据融通情况;交付模型和文件的完备性;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:三维设计和仿真占比;工厂信息模型精准程度;数字化交付平台关键数据的覆盖率,是指数字化交付平台所包含和维护的关键数据与工厂设计建造运维全生命周期全部关键数据的比率;数字化交付平台的主要技术指标。5.2产品研发应对产品研发的规划、
8、组织、管理、管控、模型、数据、优化和持续改进等维度展开评估,对产品设计、仿真分析、数据集中和规范化管理、产品模块化知识库、产品设计云平台等的持续优化提升等开展评估。产品研发应满足客户需求,利用计算机辅助工具,根据经验、知识等快速开展外观、结构、性能等设计优化,应对与工艺设计的有效对接应用展开评估,应对基于知识库的参数化/模块化设计、产品生命周期不同业务域的协同化、基于三维模型的设计信息集成、设计工艺制造一体化仿真应用进行评估。应从以下方面展开评估工作:产品数字化设计与仿真。应使用计算机辅助设计工具(CAD、CAE 等)和设计知识库,集成三维建模、有限元仿真、虚拟测试等技术,应用新材料、新工艺,
9、开展基于模型的产品设计、仿真优化和测试;原料性质表征与配方研发。应建设物性表征系统或配方管理系统,应用快速评价、在线制备检测、流程模拟和材料试验等技术,创建原料物性数据库和模型库,优化原料选择和配方设计,支撑生产全过程质量优化和效益优化;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:设计研发效率:产品研发效率提升百分比;研发周期缩短率:产品研发周期缩短百分比;研发成本降低率:产品研发成本降低百分比;零件重复利用率:设计零部件库中零件重复利用率百分比。5.3工艺设计应对产品研发的规划、组织、管理、管控、模型、数据、优化和持续改进等维度展开评估,应对工艺规划、工程知识库、工艺路线、工艺规划、工艺过程动态
10、仿真、采用原料物性表征、工艺机理分析、过程建模、工艺集成等工艺技术系统等开展评估;应对采用工艺知识积累、挖掘、推理的方法,利用先进技术工具,把设计设想转化为工艺流程来指导生产的过程应用开展评估,应对工艺知识库的建立与应用、工艺流程的优化创新以及与产品设计、制造等业务域的协同等应用开展评估;应对工艺优化平台等技术实现对工艺路线、参数等与产量、能耗、物料、设备等的最优匹配等应用开展评估。应从以下方面展开评估工作:工艺设计(离散):应用 CAPP 进行计算机辅助产品工艺规划和工装设计、工艺过程动态仿真与优化,基于工艺知识库的集成应用,建立三维模型的制造工艺全要素的动态仿真分析迭代DB21/T 387
11、020233优化,并将完整的工艺信息集成于三维工艺模型中,建立工艺设计云平台,实现产业链跨区域、跨平台的协同工艺设计;工艺管理(离散):应用 CAPP 辅助工艺优化,建立工艺标准,形成工艺技术系统和工艺知识库,依据新增及规则实时维护和完善工艺技术系统和工艺知识库积累,依据订单智能进行过程工艺和流程的管理;工艺设计及管理(流程)采用原料物性表征、工艺机理分析、过程建模、工艺集成等工艺技术系统和工艺知识库建立工艺,应用参数化方法进行工艺配方;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:工艺编制周期缩短率:工艺编制周期缩短百分比;工艺成本降低率:工艺编制成本降低百分比;设计信息重复利用率:设计信息和图重
12、复利用百分比;工艺汇总输出效率:工艺各种汇总输出提升百分比;设计 BOM 与工艺 BOM 信息一致性:设计 BOM 与工艺 BOM 信息一致性提升百分比。5.4计划调度应对生产计划的覆盖、编制、业务范围、排程能力和调度控制层级、作业派工数据库、派工方式等维度展开评估,评估内容包括但不限于制定生产计划依据、产能平衡分析、信息系统应用、系统机理建模等重要内容;应具备生产计划系统向调度系统自动下达指令的能力,应建立企业知识库、人员技能库、岗位资质库、标准作业工时库,宜使用车间排产环节信息系统,构建与生产计划系统集成的业务系统;宜考虑其他环节如企业产业链上下游生产计划的协同情况,企业应具备统一平台、产
13、能模型、供应商评价模型等,自动生成产业链上下游企业的生产作业计划的能力。应重点从以下方面展开评估工作:生产计划优化。应构建企业资源计划系统(ERP),应用约束理论、寻优算法和专家系统等技术,实现基于采购提前期、安全库存和市场需求的生产计划优化;车间智能排产。应使用高级计划排程系统(APS),集成调度机理建模、寻优算法等技术,进行基于多约束和动态扰动条件下的车间排产优化;精准作业派工。应基于制造执行系统(MES),建立人员技能库、岗位资质库等,开展基于人岗匹配、人员绩效的精准人员派工;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:生产计划按时达成率:按时完成生产计划的产值占计划总产值的百分比;产能利用
14、率:有效利用的产能占总产能的百分比;生产数据的统计和分析的覆盖率:生产数据的收集范围占整个生产环节的百分比,对生产数据进行统计和分析,应用分析结果改进生产。5.5生产作业应对生产作业的规划、组织、管理、控制、优化和持续改进等维度展开评估;对生产作业对人力、设备、物料等制造资源的精细化生产管控,以及对产品质量、成本、能效、交期等性能的持续优化提升等开展评估;应对数字化、网络化、智能化装备的应用进行评估;应对先进生产管控技术、方法的运用展开评估,应对制造执行系统(MES)信息系统的建设及其成效进行评估;DB21/T 387020234宜考虑生产作业与采购、生产计划与调度、仓储物流、设备管理、生产监
15、控等业务环节的关系,关注数据分析和知识库的运用。应重点从以下方面展开评估工作:产线柔性配置。应用模块化、成组和产线重构等技术,搭建柔性可重构产线,实现产线适应订单、工况等变化的快速调整;资源动态组织。构建制造执行系统(MES),集成大数据、运筹优化、专家系统等技术,实现人力、设备、物料等制造资源的动态配置;先进过程控制。依托先进过程控制系统(APC),融合工艺机理分析、实时优化和预测控制等技术,实现精准、实时和闭环过程控制;工艺流程/参数动态调优。搭建生产过程全流程一体化管控平台,应用工艺机理分析、流程建模和机器学习等技术,开展工艺流程和参数的动态优化调整;人机协同作业。集成机器人、高端机床、
16、人机交互设备等智能装备,应用 AR/VR、机器视觉等技术,实现生产的高效组织和作业协同;精益生产管理。依托制造执行系统(MES),应用六西格玛、6S 管理和定置管理等精益工具和方法,开展基于数据驱动的人、机、料等精确管控,消除生产浪费;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:数字化设备设施占全部生产设备设施总数量的比例;与制造执行系统(MES)或先进过程控制系统(APC)直接连接的设备/装置的比例;关键工序数控化率;自动下达到数字化设备的作业指令占全部作业指令的比例;主要产品的订单按期交付率;生产过程全流程一体化管控平台建设和使用情况。5.6仓储配送应对物料仓储配送的订单管理、仓储管理、配送计
17、划与调度管理、物流信息跟踪与反馈、运输路径优化、运力资源管理、库存分析与优化等维度开展评估;应对智能识别传感、定位追踪等智能技术以及智能分拣、仓储、储运、物流等装备的应用情况进行评估;应对仓储管理系统(WMS)等信息系统的建设及其成效进行评估;宜考虑仓储配送与生产计划调度、制造执行以及企业资源管理等业务的集成,例如能够基于生产线实际生产情况拉动物料配送,能够基于客户和产品需求调整目标库存水平实现最优库存和即时供货等。应从以下方面展开评估工作:智能仓储。集成智能仓储(储运)装备,建设仓储管理系统(WMS),应用条码、射频识别、智能传感等技术,依据实际生产作业计划,实现物料自动入库(进厂)、盘库和
18、出库(出厂);精准配送。应用仓储管理系统(WMS)和智能物流装备,集成视觉/激光导航、室内定位和机器学习等技术,实现动态调度、自动配送和路径优化。物料实时跟踪。应用制造执行系统(MES)或仓储管理系统(WMS),采用识别传感、定位追踪、物联网和 5G 等技术,实现原材料、在制品和产成品流转的全程跟踪;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:与仓储管理系统(WMS)直连,实现信息自动转换和共享的仓储物流设备占全部设备设施的比例;按照系统自动生成的物料需求计划供应的物料占全部物料供应总量的比例;可实时跟踪的物料占全部配送物料总量的比例;DB21/T 387020235库存资金周转率(次/年)。5.
19、7质量管控应对质量管控的范围、目标、方法、模型、数据、实施效果、人员配置和责任、持续改进等维度展开评估,评估内容包括但不限于质量数据采集、质量监控、质量追溯、质量改进等关键环节。相应的质量管控体系可参考GB/T 19001-2016。应对生产全过程中的质量进行管控,应建立数字化的质量档案,宜使用在线质量检测的方式,宜构建质量管理信息系统。应从以下方面展开评估工作:智能在线检测。应使用智能检测装备,融合缺陷机理分析、物性和成分分析和机器视觉等技术,开展产品质量等在线检测、分析和结果判定;质量精准追溯。应建设质量管理系统(QMS),集成条码、标识和区块链等技术,采集产品原料、生产过程、客户使用的质
20、量信息,实现产品质量精准追溯;产品质量优化。应依托质量管理系统(QMS)和知识库,集成质量设计优化、质量机理分析等技术,进行产品质量影响因素识别、缺陷分析预测和质量优化提升;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:关键质量指标的在线监测率:关键指标实现在线监测的百分比;返修率:指保修期内实际返修台数与修理台数之百分比;质量管控体系建设:是否建设有完备的质量管控体系,例如是否有相关的贯标和认证。5.8设备管理应对设备管理的巡检、维护、监控、管理、优化等维度开展评估;应对智能技术及智能化装备的应用情况进行评估;应对设备管理系统、故障预测与健康管理系统(PHM)、企业资产管理系统(EAM)等信息系统
21、的建设及其成效进行评估;应关注资产全生命周期管理和设备预测性维护的情况;宜考虑设备管理系统与ERP、MES等系统的信息交互及综合优化,例如基于设备综合效率分析,自动驱动工艺优化和生产作业计划优化等。企业设备管理能力可参考GB/T 23021-2022。应从以下方面展开评估工作:自动巡检。应用工业机器人、智能巡检装备和设备管理系统,集成故障检测、机器视觉、AR/VR和 5G 等技术,实现对设备的高效巡检和异常报警等;智能维护管理。建设设备管理系统,应用大数据和 AR/VR 等技术,开展检维修计划优化、资源配置优化,虚拟检维修方案验证与技能实训;在线运行监测与故障诊断。建设设备管理系统,融合智能传
22、感、故障机理分析、机器学习、物联网等技术,实现设备运行状态判定、性能分析和故障预警;预测性维护与运行优化。构建故障预测与健康管理系统(PHM),集成故障机理分析、大数据、深度学习等技术,进行设备失效模式判断、预测性维护及运行参数调优;资产全生命周期管理。建立企业资产管理系统(EAM),应用物联网、大数据和机器学习等技术,实现资产运行、检维修、改造、报废的全生命周期管理;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:能够实现设备信息自动采集的设施数量占设备设施总数量的比例;能够实现在线管控的设备设施数量占设备设施总数量的比例;DB21/T 387020236设备综合利用效率值;生产设备数字化管理能力成
23、熟度,该指标可参考 GB/T 391162020 有关内容。5.9安全管控覆盖场景的全环节全要素涉及到的安全需求,应有明确的安全组织架构和责任人、具体可行的安全制度、应急响应策略和必要的安全管控技术措施。应明确安全目标、范围、管控技术措施和应急响应策略。应采取的安全管控措施包括但不限于:安全隐患识别、安全态势感知、安全事件决策和应急联动响应、安全感知装置和安全生产管理系统,集成危险和可操作性分析、机器视觉等技术、危化品管理系统,应用智能传感、理化特征分析和专家系统等技术。应从以下方面展开评估工作:安全风险实时监测与识别,依托安全感知装置和安全生产管理系统,集成危险和可操作性分析、机器视觉等技术
24、,进行安全风险动态感知和精准识别;安全事件智能决策与应急联动,应基于安全事件联动响应处置机制和应急处置预案库,融合大数据、专家系统等技术,实现安全事件处置的智能决策和快速响应;危化品智能管控,应建设危化品管理系统,应用智能传感、理化特征分析和专家系统等技术,实现危化品存量、位置、状态的实时监测、异常预警与全过程管控;危险作业自动化,应依托自动化装备,集成智能传感、机器视觉和 5G 等技术,实现危险作业环节的少人化、无人化;其他有关措施。主要评估指标包括但不限于:安全风险实时监测比率:关键指标实现实时在线监测的百分比;安全事件智能决策与应急联动:是否建立了行之有效的安全事件智能联动和推送机制。5
25、.10能源管理应从能源系统建立情况、能耗数据采集情况、能耗优化及平衡调度等维度展开评估。应建立能源管理系统,集成智能传感、大数据等技术,全面采集、计量和可视化监测全环节、全要素的能耗数据,实现能耗数据的高效管理。为提高能源利用效率,应依托能源管理系统,采用能效优化机理分析、大数据和深度学习等技术,基于设备运行参数或工艺参数进行优化,实现能源利用率的提升。应考察能源管理的实施水平和效果,重点从以下方面展开评估:能耗数据监测:应建立能源管理系统(EMS),集成智能传感、大数据等技术,开展全环节、全要素能耗数据采集、计量和可视化监测;能效优化:应依托能源管理系统(EMS),采用能效优化机理分析、大数
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