工业互联网成熟度评价模型.docx

工业互联网成熟度评估模型工业互联网成熟度评估模型 本文出自工业互联网产业联盟发布的《工业互联网成熟度评估白皮书》本口皮书旨在为企业提供一套评价自身实践的方法论，为企业找到工业互联网实施中的主要问 题、改进方向和建设路径与此同时，业界各方力量的应用和反馈也将不断促进联盟 修正该方 法论中存在的问题，为工业互联网发展提供更科学更准确的指导一、工业互联网成熟度评估提出的原因（一）工业互联网应用浪潮来袭随着工业互联网概念兴起，美德先导应用不断涌现，目前德国工业4.0平台已有140多 个应用 案例，美国IIC有接近50个应用案例，主要聚焦在生产管理优化、物流仓储优化、质量管理优 化、产线柔性部署、产品服务价值化等领域与此同时，我国产业界也加 快了面向各类场景的 工业互联网应用探索2016年，工信部相关部门组织实施了10个 工业互联网试点示范项目， All联盟也评选出了首批12个工业互联网优秀案例然而，忖前我国工业互联网应用与发达国 家相比还存在总体发展水平较低、行业间企业间基础差 异较大、大规模推广难度巨大、缺乏工 业互联网评佔体系和实施指南等问题二）联盟需构建先导性的标准化模型 从国内外已有的主要成熟度模型来看，德国构建了工业 4.0成熟度评级模型，但因两国发展基础不同，建设水平不同，并不能直接用于我国工业互联网 成熟度评估。

All联盟作为推进我国工业互联网政产学研用协同发展的公共平台，需要率先开展研究，针对我国自 身特点，制定一套评佔模型和方法，推进工业互联网理论与实践三） 为企业提供一个便利的自我评价工具当前产业界对工业互联网的理解不统一，企业对自身工业互联网发展的定位、现状和发展 路径不明确，缺乏一致的方法论来评判具体实践联盟希望通过匸业互联网成熟度评佔体 系的制定 助力企业了解自身建设水平，发现存在的问题，并获取相关的诊断建议该评佔 模型并不是为 了创造一套复杂的理论，而是希望以提供互联网服务的方式为企业提供一个 便利的自我评价工 具四） 为政产研用搭建一个持续透明的信息窗口工业互联网成熟度评佔模型的制定并不是一蹴而就的，当前的1.0 版本主要是结合现阶 段工业 互联网发展的特点和先进实践而得出的，将来还有持续发展、反复迭代的过程，需 要借助产业 界各类主体的意见和建议深化模型，并结合企业对模型的应用结果和反馈，不 断更替或补充更 符合不同阶段实际情况的评佔因素，不断修正完善评佔指标、权重和评佔 问卷设置等这个过 程不仅能助力政府部门了解我国工业互联网的最佳实践，也能帮助应 用企业和解决方案服务商 建立透明的信息窗口，促进产学研结合。

二、工业互联网成熟度评估模型（一）评估模型的架构1、三大核心要素遵循《工业互联网体系架构（版本1.0）》的主体思路工业互联网的核心是基于全面互联而形 成数据驱动的智能，基于工业互联网的网络、数据与安全，将构建面向工业智能化 发展的三大 优化闭环，即面向机器设备运行优化的闭环、面向生产运营优化的闭环、面向 企业协同、用户 交互与产品服务优化的闭环三大闭环并不是简单割裂的关系，而是环环 相扣、互相贯穿，机 器设备的互联互通、生产运营系统的综合集成，为企业协同、用户交 互所需的数据流动和协作 奠定了良好的基础基于上述体系架构的思想，本模型将工业互联网成熟度评佔的3大核心要素归纳为互联 互通、 综合集成、数据分析利用（如图表1所示）互联互通是指企业内部或企业内外 部之间的人与 人、人与机器、机器与机器、机器与产线、产线与产线、以及服务与服务等 之间的网络互联和 信息互通综合集成是指企业内部或企业内外部之间通过数据库集成、 点对点集成、数据总线 的集成、面向服务的集成等多种模式，实现产品设计研发、生产运 营管理、生产控制执行、产 品销售服务等各个环节对应系统的互集成互操作数据分析利 用是企业基于互联互通、综合集 成所汇聚的各类数据，进行数据分析和深度挖掘，对企业 智能化决策与生产、网络化协同、服 务化转型等提供支撑和土壤。

图 1 工业互联网成熟度评估三大核心要素2、两大目标对象本评佔模型主要面向离散型和流程型制造企业，在构建评佔体系时着重考虑了两者不同的 行业 特性在互联互通环节，离散行业生产现场设备中机床、机器人、传感器等占主导， 而流程行 业中以工艺设备、阀门、仪器仪表设备等占主导在综合集成环节，离散和流程 行业除具备现 场层、车间层、企业层纵向集成等共同特性外，离散行业对产品设计研发系 统建设与集成有较 高的要求，而流程行业侧重于工艺设汁、能源安全管理等方面在数据 分析利用环节，离散行 业基于大数据进行新业务和新模式创新主要体现在产品远程运维、 个性化定制、网络化协同等 方面，流程行业则主要体现在供应链优化、能耗与安全管理优 化等方面3、十三个关键能力和能力等级通过对三大核心要素现阶段发展所需具备的关键能力进行深入研究，本着化繁为简、去粗 取精、求同存异的原则，本模型提取了13个关键能力，其中面向离散行业的有11个， 面向流 程行业的有 10个（如图表 2所示）离11个关键能力三大核心要10个关键能力流散索程型型制服务化延伸数据分析利服务化延伸制造用造网络化协同供应链优化供应链优化能耗与安全管理优化产生命周期优化生产智能管理运营智能决策运营智能决策端到端集成综合集成端到端集成纵向集成纵向集成横向集成横向集成生产资源连接互联互通信息网设施信息网设施智能设备联网智能设备联网图 2 工业互联网成熟度评估的关键能力参照CMM理论思路(在附件2中有详细介绍)，本模型对13个关键能力分别给出了相应的能力等级，等级越高，表示能力越强。

1) 互联互通要素：智能设备联网 智能设备联网是指生产现场的生产设备、产线和匸艺装置、工业机器人、传感设备等数字化物理实体通过标准通信接口、协议转换等方式将数据上传至车间层、企业层管理系统或监控系统能力等级如下:L1IL2L3L4L5数字化设备处 于数字化设备处 于数字化设备开始大部分数字化数字化设备联孤立状态，仅有联网改造的初 级进入规模化联网设备实现了联网建设或改造不到20%的设阶段，21%"40%建设或改造，网建设或改基本完成，全备实现了数据 信的设备实现了 数亠白一隹―11廉60%的设备造，较大规模面实现了生产息釆集与上传据信息采集与上实现了数据信息实现了数据信现场数据信息传采集与上传息釆集与上传釆集弓上传图 3 智能设备联网能力等级（2）互联互通要素：信息网络设施信息网络设施是指企业通过全面的 IT 网络和 0T 网络（涉及现场总线、工业以太网、无 线网等） 建设、灵活的信息系统架构以及完善的信息安全机制建立等为制造企业构建良好的网络互通和信 息互联基础设施能力等级如下：L1L2L3L4L5规划或开始初级建设阶段，实现了一定规大部分办公和生产建设期，尚未构建信息部分办公和生产区域实现了网络模的网络设施彳复盖和信息交区域实现了网络设施覆盖和信息系统面建成，信息系统云端统部署网络设施和信息安全机制覆盖和信息交互，无安全管理机制互，有安全管理和防范机制统架构，管理手段和灾备措施健全芫成，已通过信息安全认证图4信息网络设施能力等级（3）互联互通要素：生产资源连接（离散）生产资源连接是指生产现场的人与机器、机器与机器之间通过电脑、移动交互界面、互联网、AR （增强现实）与VR （虚拟现实）技术等手段实现互连接、互感知、互操作。

能力等级如下:L1L2L3L4L5人机之间、机器之间没有信息交换和通讯人机之间利 用电脑连 接、机器之 间有总线连 接人对机器实现了分布式监控，机器之间 有工业以太网接口利用和pad 移动端作为人机 交互界面，机器 可以直接连上互 联网AR和VR技术用 于生产过程人机 交互，机器之间 可通过网络服务 互相访问图5生产资源连接能力等级（4）综合集成：横向集成横向集成主要实现企业与企业之间、企业与售出产品（客户）之间的协同，将企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户进行延伸，实现企业与产业链上下游之间的集成能力等级如下：L1L2L3L4L5企业与产业链 上企业与产业基于人工拷基于http调用、基于统一的数据下游没有数据链上下游数贝、邮件等java远程调用或处理平台进行实共享与交互协作据共享与父方式进行日sveb services 等时共享与交互协互协作次数常数据共享方式进行数据共享作非常有限与交互协作与交互协作图6横向集成能力等级（5）综合集成：纵向集成纵向集成主要解决企业内部的集成，即解决信息孤岛的问题，实现现场层、车间层、企业层等所有层次，研发、生产、销售等所有环节的信息无缝链接，包括一个环节上的集成（如研发设计内部信息集成），也包括跨环节集成（如研发和制造环节的集成）。

能力等级如下:L1L2L3L4L5设备层、车企业内部各基于人工拷釆用文件传输、共采用统一数据模型间层和企业层级之间数贝、邮件等享数据库、数据接框架构建企业级共管理层之间据传输和共方式进行日口、消息队列等方享服务平台无数据传输享程度非常常数据传输式进行自动数据传和共享有限和共享输和共享图7纵向集成能力等级（6）综合集成：端到端集成端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，在所有终端（点）数字化的前提下实现企业内部、企业之间基于价值链的一种整合，目前各界对端到端集成有不同的理解，本 模型中主要是指基于模型的数字化工程（MBD）和基于模型的企业（MBE） /虚拟企业构建离散行业能力等级如下:L1L2L3L4L5尚未开 展 基于MBD 技术的 品定义 工 作以MBD为核 心的产品和 工艺设计工 作处于试点 或局部应用 阶段-维数字化模型 已经贯穿于整个 产品数字化制造 过程中，并开始 构建MBE先进制 造体系MBD模型可以 在产品制造环节 顺畅流通和直接重用，实现基于模 型的制造（MBM）WBD模型以及相关数 据在企业内能够照畅 流通、可直接重用， 支撑企业实现跨供应 链的产品生命周期的 WBE业务图 8 端到端集成能力等级（离散）流程行业能力等级如下：L1L2尚未规划L3L4L5开始尝试建立工厂、生产车在虚拟企业中工厂、生产车间、生产单建立起了各层间、生产单元、工作站和次仿真的信息元、工作站和生产装置等多交互，并能和生产装置等多个层次的仿真现实场景进行开始规划，尚未建立模型库。