ICS 25.040.01 N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T34044.1—2019/ISO22400-1:2014
自动化系统与集成
制造运行管理的关键性能指标第1部分：总述、概念和术语
Automation systemsand integration-
Key performance indicators(KPIs) for manufacturing operations management-
Part 1 :Overview,concepts and terminology
（ISO22400-1:2014,IDT)
2020-03-01实施
2019-08-30发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 34044.1—2019/ISO 22400-1:2014
目 次
前言引言
/
范围术语和定义 3 缩略语 4 KPI的概念定义和描述
1
2
5 6 交换和使用 7 关系和依赖性
附录A（资料性附录） 制造运行管理中的KPI 参考文献
11
14 GB/T 34044.1—2019/IS0 22400-1:2014
前言
GB/T34044《自动化系统与集成 制造运行管理的关键性能指标》分为如下几部分：
第1部分：总述、概念和术语；第2部分：定义和描述；
一
一第3部分：交互和使用；
第4部分：联系和从属。 本部分为GB/T34044的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分使用翻译法等同采用ISO22400-1：2014《自动化系统与集成 制造运行管理的关键性能指第1部分：总述、概念和术语》。 本部分做了如下编辑性修改：
标
国际标准原文第2章编号错误，由“2.1.1～2.1.9”更正为“2.1～2.9”。 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这些专利的责任。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159）归口。 本部分起草单位：浙江大学智能系统与控制研究所、北京机械工业自动化研究所有限公司、浙江中
智达科技有限公司、浙江大学宁波理工学院、深圳职业技术学院，
本部分主要起草人：苏宏业、黎晓东、部寒山、李啸晨、王海丹、王一钦、张艳辉、马龙华、卢山。
I GB/T 34044.1—2019/ISO 22400-1:2014
引言
制造运行管理（MOM)的关键性能指标（KPI)可用于改进企业价值创造过程。 企业通过衡量性能来量化其活动的各个方面。GB/T34044侧重于对改进操作性能有价值的性能
衡量。这些性能衡量可以通过结合各种业务测量结果并形成关键性能指标（简称KPI)来实现。性能监测仅针对企业确定的目标，KPI值可用于确定与某些经营目标相关的趋势
在企业内部，销售、制造、工程、营销和其他业务支持功能等各种业务领域具有不同的性能指标。这些不同的性能指标一起用来监控企业业务目标的实现情况。
关键性能指标的国家标准有利于比较长时间内的企业运营情况，并比较行业内其他企业的类似运营情况
制造业务的管理通常与制造企业的功能层级中的中间级别相关联。在IEC62264-1《企业控制系统集成第1部分：模型和术语》中，制造运行管理（缩写为MOM)域是企业域（第4层)和控制域（第1层和第2层)之间的中间域
本部分中定义的KPI通过控制域的数据进行计算，并为企业域和MOM域提供管理企业的决策支持信息。
GB/T34044的第1部分介绍KPI的总述、概念和术语。第2部分涵盖了计算和测量KPI组件的
指导原则。GB/T34044的其他部分将涵盖KPI交换和使用的内容及背景定义、关系规范、KPI之间的依赖关系以及KPI收集和使用的成熟度
II GB/T34044.1—2019/ISO22400-1:2014
自动化系统与集成
制造运行管理的关键性能指标第1部分：总述、概念和术语
1范围
GB/T34044的本部分规定了一个行业中性框架，用于定义、整理、交换和使用关键性能指标（KPI）。这些KPI用于IEC62264-1中定义的批量过程、连续过程和离散型工业的制造运行管理层中。
本部分：
提供了KPI的概述；介绍了KPI的相关概念，包括构建KPI的准则；
一规范了KPI相关术语；一描述如何使用KPI。
2 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
2.1
能力 capability 采取行动的能力。 注：该定义包括能力（与产能类似）的资格和度量方面的属性。 ［改自GB/T20720.1—2019,3.1.6]
2.2
元素 element 用于关键性能指标(2.5)公式中的相关测量值
2.3
集成 integration 两个或多个实体能够构成，或是被观测为单一个体的状态或状况；该个体表现出一个结构，一种特
性和一个边界，由构成个体的互操作性特性决定，并根据需要执行共同任务。
［改自GB/T27758.1—2011,3.9］
2.4
互操作性 interoperability 两个或者更多实体为了执行各自的任务面通过每个实体的接口，按照一组规则和机制交换事项
(item）的能力
注1：实体的例子包括设备、器材、机器、人员、工艺、应用程序、软件单元、系统以及企业。 注2：事项的例子包括信息、物料、能量、控制、资产以及意见。 [GB/T27758.1—2011,3.12]
2.5
关键性能指标 keyperformanceindicator 可量化的实现关键目标的水平。
1 GB/T34044.1—2019/ISO22400-1:2014
2.6
制造运行管理 manufacturing operations management 第3层制造设施来协调制造流程中的人员、设备和物料的活动。 [GB/T20720.1—2019,3.1.22]
2.7
制造资源 manufacturingresource 物理或逻辑实体，使制造过程得以进行。 注：制造资源包括（但不局限于）制造资产例如器材、机械、软件、自动化单元、控制设备、仪表、模具以及其他资源，
例如操作员、物料、燃料以及物理工厂（资源部署于其中）。 [GB/T27758.1—2011,3.17]
2.8
过程 process 在特定的时间轴内，用一组资源执行一系列活动以实现目标。
2.9
基于角色的设备层次结构 role-based equipment hierarchy 根据第3层和第4层功能和活动来定义并且设备实体可以执行的模型结构。 注：改编自IEC62264-1:2015，5.3.1，注1。
3 缩略语
下列缩略语适用于本文件。 ID：标识（Identification） KPI：关键性能指标（KeyPerformanceIndicator） KPI-E：关键性能指标效力（KeyPerformanceIndicatorEffectiveness) MOM：制造运行管理（ManufacturingOperationsManagement） UML：统一建模语言（UnifiedModelingLanguage)） URL：统一资源定位符（UniformResourceLocator） XML：可扩展标记语言（eXtensibleMark-upLanguage）
4KPI的概念
4.1概述
在MOM域中使用KPI的动机来源于价值创造过程的描述。一个企业由三个等级模型来描述：
实物资产；功能性；
一设备。 功能和设备层次模型在GB/T34044中非常重要。GB/T34044中的KPI仅限于MOM域。KPI
的选择取决于企业使用的生产方法。基于可操作信息的MOM域中的KPI可以识别并实现改进目标。
4.2 2KPI准则
良好的KPI需满足一定的准则，确保其在制造业务中实现各种目标的实用性。准则及执行每个单独测量的过程如下：
a) 一致性：KPI的影响与相关更高层次KPI引起的变化程度保持 卡一致。一致性意味着在不引起
2 GB/T34044.1—2019/ISO 22400-1:2014
系统中其他变化的情况下，更高层次重要指标的改进百分比（假设为正面影响）与单个KPI（或 KPI集)的改进百分比相比更高。
b) 平衡性：KPI在其选择的一组KPI中平衡的程度 c) 标准化：存在KPI标准并且该标准是正确、完整、明确的；该标准可以是全厂范围的，全公司范
围的或全行业范围的。 d)不 有效性：KPI操作定义与标准定义的句法（即语法）和语义（即含义)相符合。如果不存在标准，
则有效性为零。 e) 可量化性：KPI的值可以数值量化；如果不确定性也可以量化，则不存在不确定性惩罚。 f) 准确性：KPI的测量值接近真实值的程度；数据质量差，测量位置的可访间性差或是不标准的
测量装置和方法会引起测量值与真实值的偏离。 g) 及时性：KPI可以实时计算并访问，实时的定义取决于操作环境。 h) 预测性：KPI能够预测非稳态操作 i) 可操作性：KPI负责团队有知识、能力和权限在其过程中提高KPI的值 j) 可跟踪性：解决问题的有效步骤是已知的、有记录的和可访问的，并且根据KPI的特定值或时
间趋势可以找出问题的特定类型。
k） 相关性：KPI可以提高目标操作的性能，演示实时性能，允许对未来事件的准确预测以及显示
过去对分析和反馈控制有价值的性能记录 1) 正确性：按照标准定义（如果存在），KPI值的计算没有错误。 m）完整性：与标准定义（如果存在的话）相比，KPI是完整的，KPI的定义以及KPI值的计算涵盖
了标准定义的所有部分 n） 明确性：在KPI的定义中不存在含糊的或不确定的句法（即语法）和语义（即含义）。 o) 自动化：KPI的收集、传输、计算、实施和报告是自动的。 p) 认同性：负责目标运营的团队以及负责上下级KPI的团队愿意支持使用KPI并执行必要的任
务达到KPI的目标值；包括获得管理层对KPI的正式批准。 q） 可记录性：实施KPI的文件指导是最新的、正确的、完整的和明确的，包括指导如何计算KPI，
KPI计算所需的测量值以及针对KPI的不同值采取的行动，
r) 可比较性：KPI是在一段时间内可用于参考的支持性测量值，是以适当的计量单位和绝对值表
示指标的归一化因子，
s) 可理解性：团队成员、管理层和客户理解KPI的含义，特别是在公司目标方面。 t) 成本低：测量、计算和报告KPI的成本低。
4.3KPI特性 4.3.1概述
KPI的特性即其内容信息和语义环境信息： a)[ 内容信息：一个具有特定计量单位的可量化元素； b）语义环境信息：一个可验证的已满足条件列表假定可以使用特定行动计划更改决定KPI值的因素。行动计划描述了可以实现操作目标的活动，
执行活动所需的资源和参与者以及完成这些活动的时间框架。
4.3.2内容信息
KPI的定义需要包含其内容信息： a） 名称：KPI名称，如可用性，工人效率；
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b) ID：用户定义KPI的唯一标识； c) 描述：KPI的简要描述； d) 范围：与KPI相关元素的标识，如工作单元、工作中心、生产订单、产品或人员； e) 公式：KPI定义的数学公式； f) 计量单位：描述KPI的基本单位或尺寸； g) 值域：KPI定义的逻辑上下限； h) 趋势：KPI的改进方向，越高越好或越低越好。
4.3.3 语义环境信息
KPI的规范应包含关于其环境信息，包括时间设置、用户、生产方法、效果模型图和备注。 a) 时间设置应规定KPI的计算频率，如：
实时（随着过程的发生）一一在每个新数据获取事件之后；
1） 2）定期一在某个间隔内完成一次，如每天一次；
3）按需一—根据需求选取特定数据之后 b) 约束条件：关于如何使用KPI的可能约束信息 c) 用法：有关如何使用KPI的信息。 d) 用户信息应规定使用KPI的典型用户群。GB/T34044的用户群包括：
1) 操作员一一负责设备直接运行的人员； 2） 监察员一一负责指导操作者活动的人员； 3） 管理员一一负责综合生产执行的人员。
e) 生产方法信息应规定KPI通常适用的生产方法：批量生产、连续生产和/或离散生产 f) 效能模型图信息应规定描述测量源的KPI组成的图表位置。效能模型图是KPI元素相关性
的图示，这些元素可用于深人研究和了解元素值的来源。 g） 这些备注应规定与KPI计算或使用有关的其他信息。这些信息包括：
1） 在某些情况下适用于KPI的约束条件，规定了KPI有效与否； 2）KPI有利于理解性能提高机会或需求的使用情况； 3） 其他KPI用法的相关信息，如必要物理结构，相关操作类别，改进方法。
示例1：KPI约束可能是某个KPI仅适用于具有单一路径结构的生产，或者某个KPI仅适用于在存在固定人员的某个工作单元（见A.3)。
示例2：物理结构可以是单路径、多路径或基于网络的单个或多个产品。 示例3：相关类别可以是生产操作、维护操作、库存操作或质量操作示例4：改进方法可能是精益、全面质量管理、世界级制造、六西格玛等。
4.4按度量单位划分的KPI类型
KPI的值可能是以下类型：
比例：同一度量单位的两个元素之间的函数关系；利用率：以时间为度量单位的比率；
-
一
一效率：花费的努力与可用努力的比率；一有效性：计划值或预期值与观测值的比率；一比率：分母的度量单位是时间的不同单位的两个要素之间的函数关系；一一能力指数：衡量能力（资源的特征）与分配的任务的拟合程度 4