中国智能制造发展研究报告：能力成熟度

中能国智力能制成造发展熟研究度报告 智能应制用造实能践力报成告熟度 中国电子技术标准化研究院 2022年11月 编写单位 中国电子技术标准化研究院中国电子技术标准化研究院华东分院 北京无限互联科技发展有限公司中国航空制造技术研究院 河北工业大学机械工业仪器仪表综合技术经济研究所卡奥斯工业智能研究院（青岛）有限公司国机工业互联网研究院（河南）有限公司江苏赫玛信息科技有限公司上海计算机软件技术开发中心 纬绩智能科技有限公司无锡汉威虚拟智造技术有限公司 徐工集团工程机械股份有限公司徐州徐工随车起重机有限公司 深圳赛西信息技术有限公司北京富通东方科技有限公司 广西华谊能源化工有限公司友达光电（苏州）有限公司 青岛海尔洗涤电器有限公司华润三九医药股份有限公司 深圳市中科为知识产权服务有限公司江苏立卓信息技术有限公司 编写组 于秀明张星星杨梦培张巍王程安杜玉琳刘永生黄琳叶宣辰周阳杨卓峰于志国宋鹏侯齐利王永华范旭辉韩会彬郑树泉张保刚肖胧王湘念徐侃孟龙王大本赵磊牛鹏飞焦提兵肖敬刘佳李松贺钟明邵云昊王自强石磊蒋馥景徐进 内容摘要 内容摘要 智能制造是制造强国建设的主攻方向，是实现新型工业化的关键抓手。为贯彻落实《“十四五”智能制造发展规划》，推动我国制造企业持续提升智能制造能力成熟度水平，中国电子技术标准化研究院联合相关单位共同编写了《智能制造能力成熟度应用实践报告》。研究内容旨在为制造企业、智能制造服务商、科研院所以及行业主管部门等开展智能制造工作提供参考，为制造强国建设作出贡献。 CMMM为企业建立、改进和维持智能制造能力水平提供了一个实践路线图。本报告站在应用视角，以“持续提升智能制造能力成熟度水平”为核心，聚焦CMMM应用和实践，目的是指引不同类型、不同行业的制造企业站在系统、全局的角度统筹考虑智能制造规划，选择正确的路径实施智能制造过程改进工作，是对企业持续提升智能制造能力成熟度水平的实践指导。本报告将CMMM作为方法论和实施工具，将系统思维与业务需求相结合，有效减少企业“推倒重来”重新规划的风险，帮助企业逐步实现业务目标需求。 第一章CMMM内涵原理。介绍了智能制造能力成熟度模型的起源、发展历程、理论模型、标准应用和赋能价值，说明了CMMM“是什么”的问题。 第二章CMMM深度赋能三个层级智能化建设。针对智能车间、智能工厂、智慧供应链3 个层次的建设需求，创新性的提出了CMMM可拆解、可组合、可配置的灵活应用思路，引导企业锚准业 务目标，按图索骥高效实施智能化建设。 第三章总结提炼CMMM八大高价值实践模式。对300余家制造企业的实践案例和方法路径进行总结提炼，提出了全生命周期设备管理、自组织柔性生产等8大智能制造高价值创造新模式，绘制 展现了一幅企业“看得懂”“走得通”“用得上”的智能制造改进提升导览图。 第四章展望未来智能制造能力成熟度新格局。加快标准推广、加强人才培养、优化服务体系，全面赋能制造企业高质量发展，有效支撑政府科学制策和精准施策。 最后，本报附录为业界和CMMM的使用者提供了实践索引，帮助相关方更便捷的了解CMMM应用 情况。本次报告的内容主要围绕当前阶段制造企业的应用实例进行总结和提炼，不能代表全部的智能制造实践路径，随着CMMM应用范围逐步扩大，我们将持续总结CMMM实践路径，为更多行业、更多领域提供智能制造能力提升路径指引。希望通过本报告的发布能够让更多企业、专家了解CMMM，为我国制造企业提升智能制造能力水平贡献力量。 01 目录 智能制造能力成熟度模型内涵1 1.1CMMM发展历程2 1.2CMMM理论模型3 1.3CMMM标准应用7 02 1.4CMMM价值赋能8 CMMM深度赋能三个层级智能化建设9 2.1聚焦“数据贯通”建设智能车间，提升质量和效率10 2.2聚焦“协同优化”塑造智能工厂，实现多业务联动11 2.3聚焦“高效配置”建智慧供应链，推动跨组织协同11 03 CMMM八大高价值模式实践路径13 3.1P—数字化人才培养15 3.2T—设备全生命周期管理17 3.3M—数字化研发设计20 3.4M—自组织柔性生产25 3.5M—自组织物流31 3.6M—敏捷供应链35 3.7M—基于价值的服务39 04 3.8M—可持续制造42 工作展望47 附录1：智能制造能力成熟度评估实践49 附录2：智能制造能力成熟度政策支持67 01 智能制造能力成熟度模型内涵 1 1.1CMMM发展历程 智能制造能力成熟度模型（ChinaManufacturingMaturityModel），简称“CMMM”，是用于实施智能制造过程改进提升的成熟度模型。CMMM覆盖了人员、资源、技术三个基础要素和制造要素（包括产品的设计、生产、物流、销售、服务的全生命周期）。 2015年，工业和信息化部为加快推进智能制造，提出“智能制造、标准先行”的指导思想，为解 决标准缺失、滞后以及交叉重复等问题，提出智能制造标准化工作需求。中国电子技术标准化研究院联 合相关单位承担了工信部智能制造综合标准化“智能制造评价指标体系及成熟度模型标准化与试验验证系统”项目，将标准化作为推动智能制造发展的重要内容之一，其目的是通过标准化来凝聚行业共识，引领企业向标准靠拢，避免方向走偏，降低智能制造实施过程中的运营风险、技术风险、人才风险、资金风险等。 2016年，为确保对标准的准确理解与有效应用，中国电子技术标准化研究院研究提出了《智能制 造能力成熟度模型白皮书（1.0）》。白皮书1.0旨在为企业实施智能制造提供指导，帮助企业认清自身 所处的发展阶段，能够根据能力成熟度模型进行自我评估与诊断，达到有针对性的提升和改进智能制造能力的目的。智能制造能力成熟度模型是在对国内外相关成熟度模型研究的基础上，结合我国智能制造的特点和企业的实践经验总结出的一套方法论，CMMM给出了组织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，为内外部相关利益方提供了一个理解当前智能制造状态、建立智能制造战略目标和实施规划的框架。 2020年，《智能制造能力成熟度模型》（GB/T39116-2020）国家标准正式发布，标准规定了智能制造能力成熟度模型的构成、成熟度等级、能力要素和成熟度要求。明确了标准应用范围和使用方法， 可用于制造企业、智能制造系统解决方案供应商和第三方开展智能制造能力的差距识别、方案规划和改 进提升。 六年多来，中国电子技术标准化研究院联合业界同仁聚焦CMMM砥志研思，从早期的“智能+制造”两个维度模型优化为覆盖人员（Personnel）、技术（Technology）、资源（Resources）、制造（Manufacture）四要素，从10个核心能力域增加到20个，从整体成熟度模型和单项能力度模型总结提炼为一套柔性应用模型。CMMM在应用推广初期阶段，通过公共服务平台以开放包容的方式与制造企业、解决方案服务商等共创生态圈，稳步提升影响力，目前已成为制造企业转型升级的依赖路径。 1.2CMMM理论模型 CMMM能够帮助企业了解当前的智能制造能力水平和智能制造实施成效，如果制造场景需求和业务目标未得到满足，CMMM可以有效指导企业实施智能制造建设从而提升和优化制造过程。CMMM的核心是一套预定义的、可复制的、可定制的能力域/子域组合，可以应用于不同生产组织模式、不同行业、不同规模的制造企业。如图1-2所示。 图1-2CMMM结构 1.2.1能力要素 能力要素是企业实施智能制造必须的条件，人员、资源、技术作为支撑要素，制造作为核心要素，体现了人员通过资源、技术来不断改善制造的过程。图1-3体现了四要素之间的关系。 图1-3四要素关系图 1.2.2能力域/子域 能力域和能力子域统称为过程域是同属于某一个环节而彼此相关的要求集合，当这些要求共同执行时，可以达到该环节的智能制造目标。CMMM过程域的类别分为支持过程和制造过程。在人员、资源、技术三个要素下有7个基础过程域，在制造要素下有13个制造过程域，共计20个。 图1-420个过程域 1.2.3成熟度等级 成熟度等级是一组明确定义的智能制造渐进式提升目标，CMMM共分为5个等级，等级又划分为CMMM预定义的成熟度等级和用户自定义的能力度等级。每个演进的等级都是在之前的等级上增加新的要求或提高智能化程度，从而提升智能制造能力水平。等级演进过程如图1-5所示 引领级 优化级 集成级 规范级 规划级 企业应开始对实施智能制造的基础和条件进行规划，能够对核心业务活动（设计、生产、物流、销售、服务）进行流程化管理 企业应采用自动化技术、信息技术手段对核心装备和核心业务活动等进行改造和规范，实现单一业务活动的数据共享 企业应对装备、系统等开展集成，实现跨业务活动间的数据共享 企业应对人员、资源、制造等进行数据挖掘，形成知识、模型等，实现对核心业务活动的精准预测和优化 企业应基于模型持续驱动业务活动的优化和创新，实现产业链协同并衍生新的制造模式和商业模式 图1-5CMMM等级演进示意图 1.2.4模型选择 模型选择是由CMMM预定义的或用户自定义的一组模型应用。CMMM目前预定义了以人员、技术、资源三要素所覆盖的过程域为基础，以生产过程域为核心的柔性模型，具体表现为：PTR+生产+N（其 中“PTR+生产”为必选过程域，N为包括设计、物流、销售、服务中单一或任意过程域组合的形式）。 用户自定义模型包括了智能制造系统层级、不同生产组织形式等，系统层级包括了单元级、车间级、工厂级和供应链级等，生产组织形式包括了多品种小批量生产、大规模个性化生产、按订单装配等。模型选择视窗如图1-6所示。以“自组织柔性生产”模式为例，图1-7展示了其典型实践的视图，包含了制造企业为实现“自组织柔性生产”需要实践的过程域的集合。 图1-6CMMM模型选择：视图 图1-7自组织柔性生产实践视图 1.3CMMM标准应用 1.3.1线上诊断快速掌握智能制造发展水平 线上诊断是指企业通过登录“智能制造评估评价公共服务平台（www.c3mep.cn）”，以在线答题的方式，识别企业的智能制造能力成熟度水平。CMMM的核心内容已导入到平台中，线上诊断能够以最 小成本、最快速度帮助更多企业了解自身智能制造发展现状。企业完成自评估后可根据组织战略和业务 1.3.2第三方标准符合性评估深度分析短板弱项 需求自行选择是否申请现场评估。江苏、山东、江西、北京、上海、宁夏等地区已统一采用CMMM开展区域企业智能制造水平摸底。 基于CMMM开展的标准符合性评估是企业发起申请，由CMMM服务机构和被认可的CMMM评估团队遵循统一准则和评估规范实施的第三方现场评估活动，包括预定义评估和自定义评估。 预定义评估是企业申请成熟度等级评估，应执行CMMM中15个过程域：组织战略、人员技能、数据、集成、信息安全、装备、网络、工艺设计、采购、计划与调度、生产作业、仓储配送、设备管理、 安全环保、能源管理。5个成熟度等级，1级最低，5级最高，通过对照CMMM中不同等级的要求，基于 企业智能制造实施情况，从人员、技术、资源、制造多维度收集客观证据，实现精准可靠的评估结果，帮助企业确定过程改进的方向和机会。 自定义评估是指制造企业围绕自身的业务目标，明确要解决的特定问题或计划实现新的制造模式，将CMMM中20个过程域进行灵活组合，通过实践n个能力域最终实现企业的业务目标和价值效益。实 施自定义评估的企业更关注的是通过实践不同的能力子域所输出的效益和成果，尤其是为企业带来的商业利益。常见的自定义评估包括：智能车间评估、智能工厂评估、智慧供应链评估、网络化协同模式评估、个性化定制模式评估。 1.4CMMM价值赋能 图1-8CMMM应用价值 CMMM助力智能制造人才培养。CMMM为制造企业培育“顶梁柱”式的人才提供了解决方案。当前，全国有来自1200家制造企业的4000余位学员系统学习CMMM的应用方法，涉及装备制造