隨著《智能制造能力成熟度模型》(CMMM,GB/T 39116-2020)的發(fā)布與推廣,該標(biāo)準(zhǔn)已成為企業(yè)評估和提升智能制造能力的核心框架。CMMM從“人員、技術(shù)、資源、制造”四大能力域出發(fā),通過16個子域的細(xì)化要求,為企業(yè)提供從“規(guī)劃級”到“引領(lǐng)級”的進(jìn)階路徑。本文將結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求及行業(yè)實踐,詳解如何基于CMMM開展智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與實施。
作為中國特色的智能制造評估體系,CMMM(智能制造能力成熟度模型)通過構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的評價框架,正在重塑制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型范式。
CMMM不僅是評估工具,更是中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的“操作系統(tǒng)”,通過標(biāo)準(zhǔn)化能力構(gòu)建、動態(tài)資源優(yōu)化和生態(tài)協(xié)同創(chuàng)新,推動企業(yè)從“經(jīng)驗驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”,為新型工業(yè)化提供可復(fù)制的實施范式。其價值已在3000+企業(yè)實踐中驗證,成為國家智能制造戰(zhàn)略落地的核心支撐體系。二、CMMM框架下的智能制造系統(tǒng)規(guī)劃流程 CMMM強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)規(guī)劃的全局性與動態(tài)迭代性,其核心流程分為六大步驟,覆蓋從目標(biāo)設(shè)定到持續(xù)優(yōu)化的全生命周期:
1. 設(shè)定系統(tǒng)目標(biāo):明確“為什么”與“做什么”
? 關(guān)鍵任務(wù):梳理產(chǎn)品種類、產(chǎn)能需求、工藝技術(shù)成熟度及當(dāng)前能力水平,定義生產(chǎn)周期、合格率、投入產(chǎn)出比等核心指標(biāo)。
? CMMM關(guān)聯(lián):需對標(biāo)“組織戰(zhàn)略”子域,確保目標(biāo)與智能制造戰(zhàn)略方向一致。
2. 明確系統(tǒng)約束:平衡資源與需求
? 核心要素:場地限制、能耗要求、安全環(huán)保法規(guī)等需納入生產(chǎn)大綱設(shè)計,形成產(chǎn)能、班次、場地分配等具體方案。? 實踐案例:衢州極電基地在建廠初期即通過CMMM模型整合資源約束,實現(xiàn)綠色低碳與高效生產(chǎn)的雙重目標(biāo)。
3. 制定典型工藝路線:優(yōu)化生產(chǎn)邏輯
? 方法論:通過工藝相似性分析歸類產(chǎn)品,優(yōu)化現(xiàn)有路線并形成標(biāo)準(zhǔn)化流程。? 技術(shù)支撐:結(jié)合CMMM“工藝設(shè)計”子域要求,引入數(shù)字孿生技術(shù)驗證工藝可行性。
4. 設(shè)備選型與工藝仿真:構(gòu)建智能硬件基礎(chǔ)
選型原則:
? 二級要求:關(guān)鍵設(shè)備需具備標(biāo)準(zhǔn)通訊接口(如OPC UA、MODBUS),支持?jǐn)?shù)據(jù)采集與聯(lián)網(wǎng)。? 三級要求:設(shè)備需支持人機(jī)交互(HMI)、三維模型庫,為數(shù)字孿生提供基礎(chǔ)。? 四級要求:預(yù)測性維護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)測功能,實現(xiàn)“視情維修”與故障預(yù)警。
案例參考:廣域銘島在衢州極電項目中,通過設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與工藝仿真,實現(xiàn)電芯產(chǎn)線效率24PPM(每分鐘24顆),品質(zhì)監(jiān)測覆蓋5000個點位。
5. 布局規(guī)劃與仿真:實現(xiàn)資源優(yōu)配置
? 實施要點:基于工藝方案計算設(shè)備數(shù)量,設(shè)計物流路徑與生產(chǎn)組織模式,并通過仿真驗證布局合理性。? CMMM要求:需滿足“集成級”(三級)以上的生產(chǎn)作業(yè)與設(shè)備管理能力。
6. 系統(tǒng)運行管控設(shè)計:從“自動化”到“智能化”
? 智能管控核心:建立生產(chǎn)排產(chǎn)規(guī)則、質(zhì)量監(jiān)控參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)閾值,并運用管理仿真技術(shù)驗證流程效能。? 高階能力:四級以上企業(yè)需構(gòu)建知識庫,實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的輔助決策(如質(zhì)量異常自動調(diào)參)。
1. 分階段迭代優(yōu)化
CMMM強(qiáng)調(diào)“規(guī)劃-實施-評估-改進(jìn)”的循環(huán)機(jī)制。
例如,上汽乘用車通過多輪對標(biāo)四級標(biāo)準(zhǔn),從“集成級”升級至“優(yōu)化級”,實現(xiàn)生產(chǎn)、質(zhì)量、物流等環(huán)節(jié)的全面躍遷。
工業(yè)操作系統(tǒng):廣域銘島的Geega平臺以國產(chǎn)化“工業(yè)OS+軟件”組合,支持衢州極電實現(xiàn)全流程互聯(lián)互通,規(guī)避進(jìn)口技術(shù)“卡脖子”風(fēng)險。數(shù)據(jù)驅(qū)動決策:通過采集超5000個品控點位數(shù)據(jù),構(gòu)建質(zhì)量根因分析模型,降低質(zhì)量損失成本13%。
CMMM四級以上企業(yè)需打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游數(shù)據(jù)流。例如,廣域銘島依托鏈主企業(yè)經(jīng)驗,覆蓋能源、汽車、電池等20余行業(yè),推動“鏈?zhǔn)健睌?shù)字化轉(zhuǎn)型。 CMMM在智能制造系統(tǒng)的實施過程中,提供了明確的指導(dǎo)和評估標(biāo)準(zhǔn)。
例如,在設(shè)備運行管理方面,CMMM要求設(shè)備具備實時數(shù)據(jù)采集、設(shè)備綜合效率(OEE)統(tǒng)計分析、預(yù)測性維護(hù)等功能。
在生產(chǎn)計劃與運行管控方面,CMMM提出了對計劃編制、調(diào)度集成、智能化水平的具體要求。這些要求不僅幫助企業(yè)明確實施方向,還通過評估結(jié)果,指導(dǎo)企業(yè)持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)。