一种配电物联网成熟度评估方法与流程

1.本发明涉及配电物联网评估技术领域，特别是涉及一种配电物联网成熟度评估方法。


背景技术：

2.能力成熟度模型cmm(capability maturity model)最早是用于探索软件过程成熟度的工具，之后逐渐引申到项目管理、系统工程能力、自动驾驶等长期、渐进、可持续发展的技术领域，用于界定复杂系统发展演化过程的阶段性能力评估，以指导技术应用实践。2016年，德国机械设备制造业联合会vdma发布了《工业4.0成熟度模型》、《工业4.0成熟度评级指南》，中国电子技术标准化研究院发布了《智能制造能力成熟度模型白皮书》等用以评估现阶段工业互联网发展及平台互操作能力成熟度，2020年我国发布了国家标准《智能制造能力成熟度模型》，该成熟度模型围绕生命周期、智能特征两个维度，提出了技术(t)、资源(r)和制造(m)能力要素，同时考虑智能制造发展中人的核心作用，提出人员能力要素，形成ptrm模型(一级指标)。该模型对应12个能力域(二级指标)以及20个能力子域(三级指标)，反映了人员将资源、技术应用于制造环节，提升智能制造能力的过程。
3.但国家标准模型给出了制造业通用的智能制造能力成熟度评估依据，指标体系完善，其核心是围绕制造企业关键业务流程，并提出全面必要支撑要素，能够较全面地反映制造企业智能制造发展水平，便于不同行业进行横向对比和参考，对评估基于工业互联网背景下的配电物联网成熟度评估有指导和借鉴意义，但也存在着面向具体问题针对性不强，不能准确反映实际问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种配电物联网成熟度评估方法，能够全面、准确、客观地反映配电物联网的发展水平。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种配电物联网成熟度评估方法，包括以下步骤：
6.归纳所述配电物联网成熟度评估核心要素，得到三个维度，分别为：互联互通、综合集成、数据分析；
7.对每个维度建立能够体现所述维度特性的若干方面信息；
8.为每个方面信息设立至少1个指标信息；
9.为每个指标信息进行评分，并基于每个指标信息的得分计算每个方面信息的评分；
10.对每个方面信息的评分进行求和得到配电物联网成熟度评分。
11.所述互联互通是指设备与设备、人与设备、设备与服务、服务与服务之间的跨范畴信息交互，用于为机器学习、人工智能提供数据训练基础；所述综合集成是指通过数据库集成、点对点集成、hub集成、总线的集成和服务集成实现设备全寿命周期管理与生产控制运
行；所述数据分析是指利用大数据的处理、分析、决策和在生产能力提升上的应用。
12.所述对每个维度建立能够体现所述维度特性的若干方面信息具体为：
13.所述互联互通包括三个方面信息，分别为：智能设备互联、通信网络与安全和生产资源链接；所述智能设备互联是指配电物联网的数字化物理实体能够进行数据采集监控，并通过标准通信接口、协议转换的方式进行信息交互；所述通信网络与安全是指网络互联基础设施建设完善、组网架构灵活，信息安全机制与信息传输机制适配；所述生产资源链接是指配电物联网的各种资源链接以辅助配电物联网的运维管理；
14.所述综合集成包括三个方面信息，分别为：模型驱动架构集成、通信接口服务和工程集成与配置；所述模型驱动架构集成是指基于模型驱动数据、数据驱动业务、业务驱动管理的理念，构建配电物联网统一信息模型、交互模型和业务模型以实现设备-系统-管理之间的模型架构；所述通信接口服务是指采集监控设备兼容各种业务场景通信需求及协议转换，且设备-系统支持多种互联网协议，支持业务模型、数据模型在不同协议之间无缝映射与转换；所述工程集成与配置是指物理层、过程层设备满足批量化工程配置需求，支持基于设备拓扑查询算法、校核算法及参数配置规范进行终端批量自适应配置与运维管理；
15.所述数据分析包括四个方面信息，分别为：决策分析数字化基础、生命周期优化、精益运维管理和数据资源价值挖掘；所述决策分析数字化基础是指企业模型、经验、算法、方法、机制和流程可数字化，可复用，在软硬件资源充足条件下，设备可自学习解决复杂决策问题；所述生命周期优化是指从设备的全生命历程中，能够通过各环节数据进行长期跟踪产品质量与运营效益评价、有效进行产品功能和性能改善优化；所述精益运维管理是指通过对各环节数据的采集、分析、建模和仿真进行设备健康状态评估，预测设备健康曲线，定制精细化运营策略，实现异常工况提前诊断与自愈控制；所述数据资源价值挖掘是指通过云平台整合企业设备、生产、运营以及企业内外部价值链上各类数据，并基于大数据建模分析提供数据增值服务，设计商业模式经营数据资源，链接供应链资源、实现企业效益最大化。
16.所述智能设备互联包括两个指标信息，分别为：智能一二次设备联网率和传感类设备联网率；所述通信网络与安全包括四个指标信息，分别为：it&ot网络覆盖率、时间敏感网络覆盖率、信息系统组网架构灵活性和信息安全与信息传输适配度；所述生产资源链接包括三个指标信息，分别为：测试运维工具链接率、人机交互与ar/vr链接率和机器人/无人机链接率。
17.所述模型驱动架构集成包括四个指标信息，分别为：企业信息物理全模型覆盖、设备-设备对等集成、设备-系统纵向集成、系统与系统横向集成；所述通信接口服务包括两个指标信息，分别为：工业与互联网协议兼容和互联网协议无缝转换；所述工程集成与配置包括三个指标信息，分别为：设备批量化工程配置、设备自适应接入与配置和设备与拓扑关联校核。
18.所述决策分析数字化基础包括两个指标信息，分别为：经验/知识数字化率和设备自学习决策效率；所述生命周期优化包括两个指标信息，分别为：全生命周期建模仿真率和设备质量与运行效益优化；所述精益运维管理包括两个指标信息，分别为：设备健康状态评价追踪和异常工况诊断与自愈控制；所述数据资源价值挖掘包括数据资源增值服务和数据资源价值利用效率。
19.所述基于每个指标信息的得分计算每个方面信息的评分时，采用加权平均的方式计算每个方面信息的评分。
20.所述对每个方面信息的评分进行求和得到配电物联网成熟度评分时，采用加权求和的方式得到配电物联网成熟度评分。
21.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述配电物联网成熟度评估方法的步骤。
22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述配电物联网成熟度评估方法的步骤。
23.有益效果
24.由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明能够全面、准确、客观地反映配电物联网的发展水平，便于不同地区的配电物联网进行横向对比和参考。所提出的成熟度评估方法通过互联互通、综合集成、数据分析三个维度，智能设备互联等10个方面，智能一二次设备联网率等26个评价指标，既能得出一个全面直观的配电物联网发展水平评分，同时也能深入、具体地分析在哪个细分指标上存在缺陷，进而有针对性地对当地配电物联网建设提出指导意见。另外，即使是在配电物联网规划建设阶段，也能够参考所提出的物联物联网成熟度评估方法，明确建设目标以及需要在哪些方面重点投资建设，为配电物联网技术长期发展演进及系统建设提供评估参考依据。
附图说明
25.图1是本发明第一实施方式的流程图；
26.图2是本发明第一实施方式中配电物联网成熟度评价指标体系示意图。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
28.本发明的第一实施方式涉及一种配电物联网成熟度评估方法，如图1所示，包括以下步骤：归纳所述配电物联网成熟度评估核心要素，得到三个维度，分别为：互联互通、综合集成、数据分析；对每个维度建立能够体现所述维度特性的若干方面信息；为每个方面信息设立至少1个指标信息；为每个指标信息进行评分，并基于每个指标信息的得分计算每个方面信息的评分；对每个方面信息的评分进行求和得到配电物联网成熟度评分。本实施方式中，前三个步骤用于构建配电物联网成熟度评价指标体系，后两个步骤用于对具体的配电物联网进行成熟度评估。
29.如图2所示，本实施方式中配电物联网成熟度评估将核心要素归纳为互联互通、综合集成、数据分析三个维度。其中，互联互通指可从设备与设备之间的网络互联和信息互通引申到人与设备、设备与服务、服务与服务之间的跨范畴信息交互，为机器学习、人工智能提供数据训练基础。综合集成是指通过数据库集成、点对点集成、hub集成、总线的集成、服
务集成等多种模式实现设备全寿命周期管理与生产控制运行。数据分析是指利用大数据的处理、分析、决策和在生产能力提升上的应用。
30.其中，互联互通包括三个方面信息，分别为：智能设备互联、通信网络与安全和生产资源链接。所述智能设备互联是指配电物联网的一二次设备、辅助数字化设备、传感设备等数字化物理实体能够进行数据采集监控，并通过标准通信接口、协议转换等方式进行信息交互。所述通信网络与安全是指it网络和ot网络(涉及现场总线、工业以太网、无线网等)等网络互联基础设施建设完善、组网架构灵活。信息安全机制与信息传输机制适配，相辅相成，不存在掣肘问题。所述生产资源链接是指配电物联网的rfid资产标签、移动运维装置、便携式工具、手机app、测试调试工具、无人机、虚拟显示vr、增强现实ar、移动交互等资源链接，辅助配电物联网的运维管理。
31.所述综合集成包括三个方面信息，分别为：模型驱动架构集成、通信接口服务和工程集成与配置。所述模型驱动架构集成是指基于模型驱动数据、数据驱动业务、业务驱动管理的理念，构建配电物联网统一信息模型、交互模型和业务模型，实现设备-系统-管理之间的模型架构，且可平滑升级。(不同厂商)终端-终端之间对等通信网内横向信息流、控制流基于模型驱动可正确顺畅流转；终端-系统(不同集成商)之间纵向信息流、控制流在集中模式下正常流转；系统-系统(不同组件)之间横向信息流、业务流可编排控制、自定义。所述通信接口服务是指采集监控设备兼容工业及互联网协议，满足时间敏感网络传输要求以及海量设备接入管理，低延时高可靠、大容量数据传输等业务场景通信需求及协议转换，设备-系统支持多种互联网协议，支持业务模型、数据模型在不同协议之间无缝映射与转换。所述工程集成与配置是指物理层、过程层设备满足批量化工程配置需求，支持基于设备拓扑查询算法、校核算法及参数配置规范进行终端批量自适应配置与运维管理。
32.所述数据分析包括四个方面信息，分别为：决策分析数字化基础、生命周期优化、精益运维管理和数据资源价值挖掘。所述决策分析数字化基础是指企业模型、经验、算法、方法、机制、流程可数字化，可复用，在软硬件资源充足条件下，设备可自学习解决复杂决策问题。所述生命周期优化是指从设备需求、设计、制造、检测、采购到安装、运行、检修、报废的全生命历程中，企业通过各环节数据的采集、分析、建模、仿真、反馈等长期跟踪产品质量与运营效益评价、有效进行产品功能和性能改善优化。所述精益运维管理是指精益运维管理是指通过现场、测试、运维、巡视、告警、诊断等环节数据的采集、分析、建模、仿真等进行设备健康状态评估，预测设备健康曲线，定制精细化运营策略，实现异常工况提前诊断与自愈控制。所述数据资源价值挖掘是指通过自建或利用第三方统一云平台，整合企业设备、生产、运营以及企业内外部价值链上各类数据，并基于大数据建模分析提供数据增值服务，如产品远程运维等，设计商业模式经营数据资源，链接供应链资源、实现企业效益最大化。
33.所述智能设备互联包括两个指标信息，分别为：智能一二次设备联网率和传感类设备联网率；所述通信网络与安全包括四个指标信息，分别为：it&ot网络覆盖率、时间敏感网络覆盖率、信息系统组网架构灵活性和信息安全与信息传输适配度；所述生产资源链接包括三个指标信息，分别为：测试运维工具链接率、人机交互与ar/vr链接率和机器人/无人机链接率。
34.所述模型驱动架构集成包括四个指标信息，分别为：企业信息物理全模型覆盖、设备-设备对等集成、设备-系统纵向集成、系统与系统横向集成；所述通信接口服务包括两个
指标信息，分别为：工业与互联网协议兼容和互联网协议无缝转换；所述工程集成与配置包括三个指标信息，分别为：设备批量化工程配置、设备自适应接入与配置和设备与拓扑关联校核。
35.所述决策分析数字化基础包括两个指标信息，分别为：经验/知识数字化率和设备自学习决策效率；所述生命周期优化包括两个指标信息，分别为：全生命周期建模仿真率和设备质量与运行效益优化；所述精益运维管理包括两个指标信息，分别为：设备健康状态评价追踪和异常工况诊断与自愈控制；所述数据资源价值挖掘包括数据资源增值服务和数据资源价值利用效率。
36.在对上述各个指标进行评分时，需要进行无量纲化处理，将各个指标的评分进行加权平均后即可得到各个方面的得分，如此便可得到上述10个方面的得分，对这十个方面赋予权重，进行加权求和即可得到配电物联网成熟度综合量化评价得分。
37.下面以天津、上海、嘉兴、厦门四个城市的配电物联网为例，分别对其发展水平进行评估。作为示例，将智能设备互联、通信网络与安全等10个方面赋予相同的权重，每一项最高10分，总分100分。四个城市的配电物联网成熟度评分如表1所示。
38.表1配电物联网成熟度评分
[0039][0040][0041]
由表1可见，天津、上海、嘉兴、厦门四个城市的配电物联网发展成熟度排名为上海、天津、厦门、嘉兴。其中上海的配电物联网建设已取得较为明显的成效，其他三个城市的配电物联网建设还有较大的发展空间。
[0042]
不难发现，本发明能够全面、准确、客观地反映配电物联网的发展水平，便于不同地区的配电物联网进行横向对比和参考。所提出的成熟度评估方法通过互联互通、综合集成、数据分析三个维度，智能设备互联等10个方面，智能一二次设备联网率等26个评价指标，既能得出一个全面直观的配电物联网发展水平评分，同时也能深入、具体地分析在哪个细分指标上存在缺陷，进而有针对性地对当地配电物联网建设提出指导意见。另外，即使是在配电物联网规划建设阶段，也能够参考所提出的物联物联网成熟度评估方法，明确建设
目标以及需要在哪些方面重点投资建设，为配电物联网技术长期发展演进及系统建设提供评估参考依据。
[0043]
本发明的第二实施方式涉及一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现配电物联网成熟度评估方法，该方法包括以下步骤：归纳所述配电物联网成熟度评估核心要素，得到三个维度，分别为：互联互通、综合集成、数据分析；对每个维度建立能够体现所述维度特性的若干方面信息；为每个方面信息设立至少1个指标信息；为每个指标信息进行评分，并基于每个指标信息的得分计算每个方面信息的评分；对每个方面信息的评分进行求和得到配电物联网成熟度评分。
[0044]
另外，在本发明中的各功能可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，还可以将两个或两个以上单元集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0045]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或网络设备等)执行本发明实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序代码的介质。