智能制造能力成熟度评价CMMM企业智能制造迭代升级最佳实践指南

智能制造能力成熟度评价CMMM企业智能制造迭代升

级最佳实践指南

经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位，建立起门类齐全、独

立完整的制造体系，但与先进国家相比，大而不强的问题突出。随着我国经济发

展进入新常态，经济增速换挡、结构调整阵痛、增长动能转换等相互交织，长期

以来主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放型发展模式难以为继。加快发展智

能制造，基于此工信部《"十四五”智能制造发展规划》明确提出到2035年通

过“两步走"，加快推动生产方式变革：一是到2025年，规模以上制造业企业

大部分实现数字化网络化，重点行业骨干企业初步应用智能化；二是到2035年，

规模以上制造业企业全面普及数字化网络化，重点行业骨干企业基本实现智能化。

如何聚焦新阶段新要求，统筹考虑区域、行业发展差异，充分发挥地方、行业和

企业积极性，分层分类系统推动智能制造创新发展对当前推进企业智能化改造和

数字化转型至关重要。面对不断升级的智能制造发展需求，为深化智能制造推广

应用，衡量企业智能制造能力成熟度水平，探索形成具有行业区域特色的智能转

型升级路径，《智能制造能力成熟度模型》GB/T39116-2020描述了企业实施智

能制造要达到的阶梯目标和演进路径，是引导企业智改数转工作的一把标尺。

智能制造能力成熟度模型描述了企业实施智能制造要达到的阶梯目标和演进路径，

提出了实现智能制造的核心要素、特征和要求，从人员、技术、资源、制造等要

素维度，从低到高分5个成熟度等级综合评价企业数字化、网络化、智能化发展

水平。其中，1级为流程化管理（规划级），2级为数字化改造（规范级），3级

为网络化集成（集成级），4级为智能化生产（优化级），5级为产业链创新（引

领级）。截至2021年12月底，智能制造评估评价公共服务平台（）企

业自诊断数量突破20300家。支撑地方相关部门共搭建12个分平台，分布于北

京、无锡、内蒙古、江西、上海、宁夏回族自治区、深圳、山西、山东等省市自

治区。截止到2022年2月，包括北京、天津、深圳、江苏省、浙江省、福建省、

山东省、湖南省、广东省、陕西省、江西省在内等11个省市的地方工业和信息化

主管部门先后出台鼓励企业开展智能制造能力成熟度标准应用的产业政策，在引

导企业学标准、用标准方面成效显著。

=s

集成级

规范级

规划级

2021年11月工业和信息化部、国家发展改革委、财政部、市场监管总局联合印

发《关于开展2021年度智能制造试点示范行动通知》（下简称“《通知》"），

《通知》要求将面向国内优秀制造型企业遴选包括智能制造优秀场景、智能制造

示范工厂在内的示范内容。我们注意到智能制造能力成熟度模型被采信作为本次

申报的推荐条件，《通知》明确提出申报主体应通过智能制造数据资源公共服务

平台开展智能制造能力成熟度自评估，需达到国家标准GB/T39116-2020《智能

制造能力成熟度模型》二级及以上或满足相关行业智能制造指导性文件要求。

《通知》也首次提出智能制造场景示范内容，总结15个环节52个智能制造典型场

景，作为智能制造示范工厂建设的参考，并提供了《智能制造典型场景参考指引

（2021年）》。如何评判相关场景的业务范围，如何量化评价相关场景的实施情

况,智能制造能力成熟模型给出了很好的答案，这也是指引评价智能制造场景的

有利工具。在下表中，我们将智能制造能力成熟度模型与智能制造典型场景做了

对应，以期帮助企业在实施相关场景建设过程中有定性定量的工具作为支持。

表1智能制造能力成熟度模型20个能力子域与智能制造典型场景对应表

环节场景对应智能制造能力成熟对应智能制造能力成熟度模型等级

度能力子域

车间/工厂数

——--

工厂设字化设计

计车间/工厂数

----

字化交付

产品数字化设

产品设计4级c;5级c

产品研计与仿真

发原料性质表征

----

与配方研发

离散型工艺数

工艺设计四级a、b、c

工艺设字化设计

计流程型工艺数

工艺设计四级c、五级a

字化设计

生产计划优化计划与调度三级a、b

计划与

车间智能排产计划与调度四级a

调度

精准作业派工计划与调度四级a、b

产线柔性配置生产作业五级a

资源动态组织生产作业四级b;五级a

先进过程控制生产作业五级b

工艺流程/参

生产作生产作业四级b;五级b

数动态调优

业

人机协同作业装备三级a

精益生产管理计划与调度、生产作业、

相关能力子域三级、四级、五级条

设备管理、仓储管理、

款

采购

智能仓储仓储配送三级a、b、c

仓储配精准配送仓储配送四级a、b

送物料实时跟踪仓储配送、物流、仓储配送四级a;物流四级b;生产

生产作业作业三级d

质量管智能在线检测生产作业三级c

控质量精准追溯生产作业四级d

产品质量优化生产作业四级d

自动巡检设备管理二级c（高于成熟度要求）

智能维护管理二级b、c;三级c、d（高于成熟度

设备管理

要求）

在线运行监测

设备管设备管理三级a

与故障诊断

理

预测性维护与

设备管理四级a

运行优化

资产全生命周

设备管理三级d（比成熟度要求更广）

期管理

安全风险实时

安全环保四级a

监测与识别

安全事件智能

决策安全环保三级c

安全管

与应急联动

控

危化品智能管

安全环保三级b

控

危险作业自动

安全环保三级a

化

能源管能耗数据监测能源管理二级a、b、c

理能效优化能源管理四级a、b

能源平衡与调

能源管理三级b

度

污染源管理与

安全环保三级b

环境监测

排放预警与管

环保管安全环保四级b

控

控

固废处置与再

----

利用

碳咨产管理----

市场快速分析

销售管理四级a

预测

营销销售计划动态

销售管理四级a

管理优化

销售驱动业务

销售管理四级c

优化

主动客户服务客户服务四级a

售后服

产品远程运维产品服务四级a、b、c

务

数据增值服务客户服务四级a、b;五级：a

采购策略优化采购管理四级b、c

供应链供应链可视化采购管理四级a

管理物流实时监测

物流管理四级b、c

与优化

供应链风险预

采购管理四级b;五级a

警与弹性管控

用户直连制造产品设计、生产作业、客产品设计五级a、d;生产作业五级

户服务a;客户服务四级a

大批量定制产品设计五级a

模式创共享制造----

新网络协同制造产品设计、工艺设计、计产品设计五级d、工艺设计工级c、

划与调度、产品服务计划与调度五级b、产品服务五级b

基于数字享生装备五级a（成熟度仅有装备级的数

装备

的制造字挛生）

参考以上智能制造能力成熟度模型20个能力子域与智能制造典型场景对应表，通

过对标智能制造能力成熟度模型的条款，可以对相关智能制造典型场景的实践情

况进行业务内容的界定、实施效果的量化评价。企业申报的典型应用场景经智能

制造能力成熟度模型相应条款评估满足条款要求，就可判断为满足智能制造典型

场景建设要求。本文将以两家制造型企业的案例阐述如何利用CMMM标准来衡

量相应场景的实践方法。

场景1:离散型工艺数字化设计（某整车制造厂）

典型场景描述:

离散型工业数字化设计要求应用计算机辅助工艺过程设计工具（CAPP）和工艺知

识库，采用高效加工、精密装配等先进制造工艺，集成三维建模、仿真验证等技

术，进行基于模型的离散工艺设计。

对应标准条款工艺设计能力子域四级a:

场景业务界定：应实现基于模型的三维工艺设计和优化，并将完整的工艺信息（如：

工装、工具、设备等）集成于三维工艺模型中；

量化评价过程：该企业使用PDPS三维模型进行详细工艺设计开发，工艺设计过

程中可调用工具、刀具、焊枪模型库等工艺资源和信息对产品设计进行仿真验证，

并基于仿真结果对产品设计和工艺设计进行改进优化。例如车身焊枪三维仿真验

证从三维焊枪模块库选型、三维建模工艺仿真、工艺评价到工艺调整的闭环。缸

盖的机加工工艺采用基于模型开展三维工艺设计并对产线运作进行仿真优化，并

基于仿真结果实施产线设备布置。

对应标准条款工艺设计能力子域四级b:

场景业务界定：应基于工艺知识库的集成应用，实现工艺流程、工序内容、工艺

资源等知识的实时调用，为工艺规划与设计提供决策支持；

量化评价过程：该企业定制开发的PMDS内置工具、工装、设备、工时卡标准工

艺数据库（知识库）。系统支持参数化的工具选型、标准工时定额自动生成，确

保工艺开发结果满足标准化和模块化要求。

对应标准条款工艺设计能力子域四级C：

场景业务界定：应基于工艺知识库的集成应用，实现工艺流程、工序内容、工艺

资源等知识的实时调用，为工艺规划与设计提供决策支持；

量化评价过程：该企业已实现基于三维模型的工艺仿真分析和迭代优化，如应用

Autoform软件对冲压成型过程中复杂的深拉延和拉伸成形的鲁棒性和可靠性等

进行仿真分析，预判破裂或者起皱潜在风险并进行优化，缩短模具调试周期和降

低开发成本。又如依据发动机车间产线三维建模对发动机的产线工艺路径、生产

节拍进行仿真，根据联调仿真验证实现工艺设计优化。

综合以上内容，故该企业在"离散型工艺数字化设计”场景量化评价为满分。

场景2:产品质量优化，质量精准追溯（某化工企业）

典型场景描述：

质量精准追溯要求建设质量管理系统（QMS），集成条码、标识和区块链等技术，

采集产品原料、生产过程、客户使用的质量信息，实现产品质量精准追溯。

产品质量优化依托质量管理系统（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。

对应标准条款生产作业能力