（一）智能制造能力成熟度模型的提出成熟度是一套管理方法論，它能夠精煉地描述一個事物的發展過程，通常將其描述為幾個有限的成熟級別，每

（一）智能制造能力成熟度模型的提出

成熟度是一套管理方法論，它能夠精煉地描述一個事物的發展過程，通常將其描述為幾個有限的成熟級別，每個級別有明確的定義、相應的標準以及實現其的必要條件。從最低級到最高級，各級別之間具有順序性，每個級別都是前一個級別的進一步完善，同時也是向下一個級別演進的基礎，體現了事物從一個層次到下一個層次層層遞進不斷發展的過程。比較著名的成熟度理論有：軟件能力成熟度模型（ S W - C M M） 、制造成熟度模型（ M R L） 和智能電網能力成熟度模型（SGMM）等。

表2-1 相關成熟度理論定義

不同領域的成熟度遵循的方法論是一致的，智能制造能力成熟度模型充分借鑒了以往的經驗，是成熟度理論在智能制造領域的應用。智能制造能力成熟度模型給出了組織實施智能制造要達到的階梯目標和演進路徑，提出了實現智能制造的核心能力及要素、特征和要求，為內外部相關利益方提供了一個理解當前智能制造狀態、建立智能制造戰略目標和實施規劃的框架，幫助企業識別當前不足，引導其科學地彌補戰略目標與現狀之間的差距。

本文提出的智能制造能力成熟度模型，是對智能制造內涵和核心要素的深入剖析，遵循了《國家智能制造標準體系建設指南（2015版）》中對智能制造系統架構的定義，從生命周期、系統層級、智能功能3個維度統籌考慮，歸納為“智能+制造”2個維度來解釋智能制造的核心組成，進一步分解形成設計、生產、物流、銷售、服務、資源要素、互聯互通、系統集成、信息融合、新興業態10大類核心能力要素，并對每一類核心要素分解為域以及五級的成熟度要求。如圖2-1示。

（二）模型架構與能力成熟度矩陣

模型由維度、類、域、等級和成熟度要求等內容組成。維度、類和域是“智能+制造”兩個維度的展開，是對智能制造核心能力要素的分解。等級是類和域在不同階段水平的表現，成熟度要求是對類和域在不同等級下的特征描述。

智能制造能力成熟度矩陣是模型架構的具體實例，涵蓋了智能制造能力成熟度模型所涉及的核心內容，是模型組成部件的展現。本文在充分研究中國智能制造系統架構、工業4.0參考架構模型（RAMI 4.0）、美國工業互聯網參考架構，深入挖掘智能制造內涵的基礎上，根據“智能+制造”兩個核心維度，分解為設計、生產、物流、銷售、服務、資源要素、互聯互通、系統集成、信息融合、新興業態10大類能力以及細化的27個要素域，對每個域進行分級，每一級別對應相應的要求，構成智能制造能力成熟度矩陣，模型架構與能力成熟度矩陣的關系如圖2-2所示。

圖2-2 模型架構與能力成熟度矩陣關系圖

1、維度

“智能+制造”兩個維度是我們論述智能制造能力成熟度模型的起點，代表了我們對智能制造本質的理解，也可以理解為OT（ 運營技術）+IT（信息技術）在制造業的應用。

制造維體現了面向產品的全生命周期或全過程的智能化提升，包括了設計、生產、物流、銷售和服務5類，涵蓋了從接收客戶需求到提供產品及服務的整個過程。與傳統的制造過程相比，智能制造的過程更加側重于各業務環節的智能化應用和智能水平的提升。

智能維是智能技術、智能化基礎建設、智能化結果的綜合體現，是對信息物理融合的詮釋，完成了感知、通信、執行、決策的全過程，包括了資源要素、互聯互通、系統集成、信息融合和新興業態5大類，引導企業利用數字化、網絡化、智能化技術向模式創新發展。

2、類和域

類和域代表了智能制造關注的核心要素，是對“智能+制造”兩個維度的深度詮釋。其中，域是對類的進一步分解。

10大類核心要素相互作用才能達到智能制造的狀態，其關系如圖2-3示。

將各種制造資源要素（人、機器、能源等）與制造過程（設計、生產、物流、銷售和服務）等物理世界的實體及活動數字化并接入到互聯互通的網絡環境下， 對各種數字化應用進行系統集成，對信息融合中的數據進行挖掘利用并反饋優化制造過程和資源要素，推動組織最終達到個性化定制、遠程運維與協同制造的新興業態。

戰略和組織、雇員、設備、能源

設計、生產 物流、銷售、服務

圖2-3 核心要素間關系圖

3、等級

等級定義了智能制造的階段水平，描述了一個組織逐步向智能制造最終愿景邁進的路徑，代表了當前實施智能制造的程度，同時也是智能制造評估活動的結果。

智能制造能力成熟度模型共分為以下5個等級，如圖2-4示：

圖2-4 智能制造能力成熟度等級

1級：規劃級

在這個級別下，企業有了實施智能制造的想法，開始進行規劃和投資。部分核心的制造環節已實現業務流程信息化，具備部分滿足未來通信和集成需求的基礎設施，企業已開始基于IT進行制造活動，但只是具備實施智能制造的基礎條件，還未真正進入到智能制造的范疇。

2級：規范級

在這個級別下，企業已形成了智能制造的規劃，對支撐核心業務的設備和系統進行投資，通過技術改造，使得主要設備具備數據采集和通信的能力，實現了覆蓋核心業務重要環節的自動化、數字化升級。通過制定標準化的接口和數據格式，部分支撐生產作業的信息系統能夠實現內部集成，數據和信息在業務內部實現共享，企業開始邁進智能制造的門檻。

3級：集成級

在這個級別下，企業對智能制造的投資重點開始從對基礎設施、生產裝備和信息系統等的單項投入，向集成實施轉變，重要的制造業務、生產設備、生產單元完成數字化、網絡化改造，能夠實現設計、生產、銷售、物流、服務等核心業務間的信息系統集成，開始聚焦工廠范圍內數據的共享，企業已完成了智能化提升的準備工作。

4級：優化級

在這個級別下，企業內生產系統、管理系統以及其他支撐系統已完成全面集成，實現了工廠級的數字建模，并開始對人員、裝備、產品、環境所采集到的數據以及生產過程中所形成的數據進行分析，通過知識庫、專家庫等優化生產工藝和業務流程，能夠實現信息世界與物理世界互動。從3級到4級體現了量變到質變的過程，企業智能制造的能力快速提升。

5級：引領級

引領級是智能制造能力建設的最高程度，在這個級別下，數據的分析使用已貫穿企業的方方面面，各類生產資源都得以最優化的利用，設備之間實現自治的反饋和優化，企業已成為上下游產業鏈中的重要角色，個性化定制、網絡協同、遠程運維已成為企業開展業務的主要模式，企業成為本行業智能制造的標桿。

企業在實施智能制造時，應按照逐級遞進的原則，從低級向高級循序演進，要注重投資回報率。企業應該根據自身的業務發展現狀、市場定位、客戶需求和資金投入情況，來選擇合適的等級確定智能制造的發展方向。需要注意的是，并非只有最高級才是適合每個企業的最佳選擇。

4、成熟度要求

成熟度要求描述了為實現域的特征而應滿足的各種條件，是判定企業是否實現該級別的依據。每個域下分不同級別的成熟度要求（如圖2-2示），其中對制造維及資源要素的要求是從1級到5 級，對互聯互通和系統集成的要求是從3級到5級，對信息融合的要求從4級到5級，對新興業態的要求只有第5級。