第4篇 实践篇 · 起始 P.685
第22章 智能制造发展规划
本章概述
本章系统阐述智能制造的发展环境、关注焦点、能力成熟度模型、发展规划要点、信息系统架构及建设实践案例。智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿设计、生产、管理、服务等环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应功能的新型生产方式。本章重点在于CMMM能力成熟度模型的等级定义与能力要素、传统制造与智能制造的本质差异、智能制造系统的三维架构与五层集成架构，以及规划原则与活动要点。内容偏宏观与方法论，案例辅助理解。
知识结构
- 发展整体环境 必考
- 发展演进三阶段：80年代概念提出→90年代IMT/IMS→21世纪信息数字技术
- 传统制造业转型升级：39个工业大类、151中类、525小类
- 信息数字技术突破：智能装备、信息化建设、数据开发利用、多元融合
- 各国战略：德国工业4.0/国家工业战略2030、美国先进制造业、英国工业2050、新工业法国、印度制造、韩国未来增长动力
- 《中国制造2025》（2015）：五大方针、九大任务、四大转变、五大工程、十大领域
- 《"十四五"智能制造发展规划》（2021.12）：2025/2035目标
- 发展关注焦点 重点
- 人才培养：技能/应用/推进/领军四类人才
- 数字化研发设计：MBD、三维设计、PLM
- 生产过程智能化：APS排程、MES作业、质量追溯、透明化
- 设备管理智能化：OEE、预测性维护
- 智能物流与仓储：AGV、WMS、WCS
- 智慧安全/环保/能源管理
- 能力成熟度模型CMMM 必考
- 标准：GB/T 39116-2020、GB/T 39117-2020
- 能力要素：人员、技术、资源、制造
- 能力域：组织战略/人员技能/数据/集成/信息安全/装备/网络/设计/生产/物流/销售/服务
- 五级：规划级→规范级→集成级→优化级→引领级
- 发展规划要点 重点
- 规划原则：需求驱动、投入产出、有效性、全局性
- 规划活动：诊断评估、均衡部署、重点突破、人才保障
- 规划管理：多元参与、知识传递、目标控制、实践借鉴
- 信息系统架构 必考
- 总体架构三维度：生命周期、系统层级、智能特征
- 集成架构五层：设备层→传输层→执行层→业务层→决策层
- 实施路径：由缺到全→由全到通→由通到智
- 建设实践案例
- 发动机智能制造案例
- 电缆智能制造案例
核心概念
- 智能制造（IM）：基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
- CMMM（智能制造能力成熟度模型）：用于评估智能制造当前状态的工具，建立智能制造战略目标和实施规划的框架，描述核心要素、特征及等级演进路径。对应GB/T 39116-2020。
- OEE（设备综合效率）：表现机器实际生产能力相对于理论产能的比率，OEE=时间稼动率×性能效率×合格率。
- 预测性维护（PM）：以设备状态为依据的维修，通过定期或连续状态监测和故障诊断，预测设备状态发展趋势，预先制订维修计划。
- MBD（基于模型的定义）：用3D模型、产品和制造信息（PMI）及相关元数据定义单个部件和产品装配体，成为制造过程中的唯一依据。
- 工业4.0：2013年汉诺威工业博览会德国正式推出，将企业机器、存储系统和生产设施融入虚拟网络-实体物理系统（CPS）。
- 数字孪生：物理工厂与基于模型的虚拟工厂的同步映射，实现1:1的虚实联动。
重点考点
- CMMM五级定义及特征：一级规划级（核心业务流程化管理）、二级规范级（单一业务数据共享）、三级集成级（跨业务数据共享）、四级优化级（数据挖掘形成知识模型、精准预测优化）、五级引领级（模型驱动、产业链协同、衍生新模式）。较高等级涵盖低等级要求。 必考
- CMMM能力要素与能力域：四大能力要素为人员（组织战略、人员技能）、技术（数据、集成、信息安全）、资源（装备、网络）、制造（设计、生产、物流、销售、服务），共13个能力域、20个能力子域。 必考
- 智能制造系统总体架构三维度：生命周期（设计、生产、物流、销售、服务）、系统层级（设备层、单元层、车间层、企业层、协同层）、智能特征（资源要素、互联互通、融合共享、系统集成、新兴业态）。 必考
- 智能制造集成架构五层：设备层（自动化设备/智能物流）、传输层（工业互联网/IoT平台/PLC接口/网关）、执行层（MES/MOM+WMS+QMS）、业务层（CRM/PLM/ERP）、决策层（大数据/人工智能/数字孪生/驾驶舱）。
- 传统制造与智能制造的本质差异：传统制造面向规模化生产、固定边界抑制干扰、体力替代、技术锁定；智能制造面向产品全生命周期、敏捷应对干扰、脑力替代、智能化感知决策执行。
- 《中国制造2025》要点：2015年国务院印发，制造强国战略第一个十年行动纲领；五大方针（创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本）；主攻方向为智能制造。
- 《"十四五"智能制造发展规划》目标：到2025年规模以上制造业企业基本普及数字化，重点行业骨干企业初步实现智能转型；到2035年规模以上制造业企业全面普及数字化，骨干企业基本实现智能转型。
- 智能制造规划四原则：需求驱动（针对实际需要）、投入产出（突出重点务求实效）、有效性（正确性+可行性）、全局性（从企业战略目标出发）。 【案例】
- 规划活动四要点：诊断评估（参考CMMM范围深度调研）、均衡部署（补短板、裁剪/避让、最长板定短期目标）、重点突破（技术/管理/模式突破点）、人才保障（统筹团队、专业人员、培训体系、知识体系、数字素养）。 【案例】
- 智能制造实施路径三阶段：第一阶段由缺到全，第二阶段由全到通，第三阶段由通到智。 了解
- OEE三要素：时间稼动率、性能效率、合格率。 了解
- 智能制造人才四类：技能人才（现场操作）、应用人才（技术管理骨干）、推进人才（项目中坚）、领军人才（统筹领导者）。 了解