CMMM五级智能制造能力成熟度案例

启航电子有限公司——CMMM五级智能制造能力成熟度案例

启航电子有限公司（以下简称“启航电子”）是一家专注于高端通信模块、消费电子精密元器件研发制造的高新技术企业。面对全球制造业智能化浪潮，启航电子以“数据驱动、智能决策、生态协同”为战略核心，全面对标《智能制造能力成熟度模型》GB/T 39116-2020五级（引领级）要求，历时三年系统性建设，成功打造了行业领先的“全链协同·自优化智造体系”。

启航电子有限公司（以下简称“启航电子”）是一家专注于高端通信模块的高新技术企业。为应对全球制造业智能化浪潮，公司历时三年全面对标《智能制造能力成熟度模型》GB/T 39116-2020五级（引领级）要求，成功打造了“全链协同·自优化智造体系”，为电子行业树立了国家级智能制造标杆。

在人员组织维度，启航电子设立智能制造战略委员会，建立动态岗位适配机制，并将核心技师经验数字化，实现知识沉淀与软件化。在技术维度，公司搭建工业AI中台，部署200余个实时优化模型；通过ESB打通12大核心系统；部署深度包解析防火墙与自学习安全系统，筑牢工业互联网防线。在资源维度，关键设备实现数字孪生映射与基于数据分析的自适应控制，并采用SDN敏捷网络实现资源动态优化。

在制造全流程中，启航电子构建了个性化定制平台与工艺实时优化模型；与核心供应商系统直连，实现产业链协同；部署AI动态排产，自动应对生产波动；产线具备自组织和自优化能力，换线时间从45分钟降至3分钟。在物流、销售与服务领域，公司实现物车路人的智能匹配，基于大数据实现精准营销与VR虚拟体验，产品具备自感知自优化功能，并构建起覆盖全国的服务生态圈。

该案例全面展现了五级“引领级”智能制造的核心内涵：通过数据驱动和模型赋能，实现从企业内部优化到产业链协同、从被动响应到智能决策的跨越式升级。

以下为启航电子在五级能力要求下的具体实践成果。

一、人员—能力域

1. 组织战略

五级要求：
a) 应对智能制造战略的执行情况进行监控与评测，并持续优化战略；
b) 应建立优化岗位结构的机制，并定期对岗位结构和岗位职责的适宜性进行评估，基于评估结果实施岗位结构优化和岗位调整。

启航电子实践：

• 设立“智能制造战略委员会”，由CEO担任主任，每季度召开战略复盘会。通过智能驾驶舱实时监控12项战略KPI（如设备综合效率、订单准时交付率、数据模型覆盖率），对偏离目标的指标自动触发预警，并推送优化建议至相关负责人。

• 建立动态岗位适配机制。基于业务数据流分析，每半年开展“岗位职责适宜性评估”。例如，随着预测性维护系统的成熟，将传统的“设备维修岗”重构为“设备健康管理师”，职责从被动维修升级为基于数据分析的设备全生命周期健康管理，并配套重构绩效考核体系。

2. 人员技能

五级要求：
a) 应建立知识管理平台，实现人员知识、技能、经验的沉淀与传播；
b) 应将人员知识、技能和经验进行数字化与软件化。

启航电子实践：

• 构建“启航智汇”知识管理平台，整合工艺参数库、设备维修案例库、异常处理知识图谱。新员工可通过平台快速学习老师傅的实操经验，维修人员通过输入故障现象，平台自动推送历史解决方案，经验复用效率提升60%。

• 将核心技师的操作手法通过动作捕捉与机器学习算法进行数字化建模，转化为SOP（标准作业程序）嵌入自动化设备控制程序。例如，高精度焊接工序中，资深技师的焊接轨迹、力度、停留时间被数字化后，形成自适应焊接参数模型，直接用于机器人作业，确保产品质量一致性。

二、技术—能力域

3. 数据

五级要求：
a) 应对数据分析模型实时优化，实现基于模型的精准执行。

启航电子实践：

• 搭建工业AI中台，部署超过200个实时分析模型，涵盖设备预测性维护、质量根因分析、供应链风险预警等场景。模型采用在线学习机制，每天根据最新数据进行自动迭代。例如，SMT贴片质量预测模型，通过实时回流的缺陷数据与工艺参数，每4小时自动优化一次参数组合，直接推送至产线设备进行调整，将直通率稳定在99.8%以上。

4. 集成

五级要求：
a) 应通过ESB和ODS等方式，实现全业务活动的集成。

启航电子实践：

• 采用企业服务总线（ESB）与操作数据存储（ODS）技术，打通ERP、PLM、MES、WMS、CRM、SRM等12个核心系统，构建统一数据底座。客户订单从下单那一刻起，自动驱动研发设计（PLM调用标准化模块）、物料采购（SRM触发供应商）、生产排程（APS动态优化）、物流配送（TMS规划路径），全过程无人工介入，实现端到端的数据闭环。

5. 信息安全

五级要求：
a) 工业网络应部署具有深度包解析功能的安全设备；
b) 应自建离线测试环境，对工业现场使用的设备进行安全性测试；
c) 在工业企业管理网中，应采用具备自学习、自优化功能的安全防护措施。

启航电子实践：

• 在工业互联网边界部署下一代工业防火墙，具备深度包解析（DPI）功能，能够识别Modbus、Profinet等工控协议中的异常指令，实时阻断非法操作。

• 建设独立的工业安全实验室，所有新引入的自动化设备、智能仪表在上线前，均需在离线环境中进行不少于72小时的安全压力测试和漏洞扫描。

• 部署基于AI的UEBA（用户与实体行为分析）系统，系统通过自学习建立工业网络流量基线，一旦发现偏离基线的异常行为（如非工作时间的数据批量导出、控制指令异常频繁下发），自动隔离风险节点并优化防护策略。

三、资源—能力域

6. 装备

五级要求：
a) 关键工序设备三维模型应集成设备实时运行参数，实现设备与模型间的信息实时互联；
b) 关键工序设备、单元、产线等应实现基于工业数据分析的自适应、自优化、自控制等，并与其他系统进行数据分享。

启航电子实践：

• 建立数字孪生工厂，对回流焊、精密贴片机等126台关键设备进行高精度三维建模。设备实时运行参数（温度、振动、转速）通过物联网映射至数字模型，实现物理世界与数字世界的实时同步。

• 在SMT生产线部署自适应控制系统。系统基于实时质量数据与设备状态数据，自动分析最优工艺参数，无需人工干预即可调整回流焊各温区温度、链速，同时将调整记录同步至MES和质量追溯系统。

7. 网络

五级要求：
a) 应建立分布式工业控制网络，基于SDN的敏捷网络，实现网络资源优化配置。

启航电子实践：

• 采用软件定义网络（SDN）技术重构工厂网络架构，实现控制网络、数据网络、视频网络的逻辑隔离与带宽动态调整。当生产高峰期视频监控流量激增时，SDN控制器自动调整QoS策略，优先保障控制指令与实时数据的传输，网络延时稳定在5ms以内。

四、制造—能力域

8. 设计—产品设计

五级要求：
a) 应基于参数化、模块化设计，建立产品个性化定制平台，具备个性化定制的接口与能力；
b) 应基于统一的三维模型，实现产品全生命周期动态管理；
c) 应基于产品标准库和设计知识库的集成和应用，实现产品高效设计；
d) 应建立产品设计云平台，实现用户、供应商等多方信息交互、协同设计和产品创新。

启航电子实践：

• 搭建“极客定制”平台，客户可在线选择通信模块的频段、接口类型、防护等级等参数，系统基于模块化设计库自动生成三维模型、BOM表和报价，实现“千人千面”的个性化定制。

• 全产品采用统一三维模型作为数据源，贯通设计、工艺、仿真、制造、运维全生命周期。设计变更时，所有关联文档（如工艺卡、NC程序、维修手册）自动更新。

• 构建包含10万+标准化零部件库、3000+设计规范的知识库，新产品的标准件重用率达85%，设计周期缩短40%。

• 建立“启航云创”平台，与华为、中兴等头部客户及核心供应商（如村田、太阳诱电）实现设计数据安全共享，供应商可提前介入器件选型优化，客户可实时查看产品设计进度并提出修改建议。

9. 设计—工艺设计

五级要求：
a) 应基于工艺知识库的集成应用，辅助工艺优化；
b) 应基于设计、工艺、生产、检验、运维等数据分析，构建实时优化模型，实现工艺设计动态优化；
c) 应建立工艺设计云平台，实现产业链跨区域、跨平台的协同工艺设计。

启航电子实践：

• 工艺知识库集成材料特性库、设备能力库、典型工艺链库，新产品的工艺路线推荐准确率达90%以上。

• 构建工艺参数实时优化模型，汇聚研发设计数据、生产实测数据、售后失效数据，针对波峰焊、压力测试等关键工序，模型可预测不同工艺参数组合下的质量表现，并动态优化工艺设计文件。

• 与中山、东莞两大生产基地的工艺团队通过云端平台协同设计同一产品的制造工艺，实现“一套工艺、三地复用”，确保产品在不同工厂的质量一致性。

10. 生产—采购

五级要求：
a) 应实现企业与供应商在设计、生产、质量、库存、物流的协同，并实时监控采购变化及风险，自动做出反馈和调整；
b) 应实现采购模型和供应商评价模型的自优化。

启航电子实践：

• 与30家核心供应商实现SRM系统直连，供应商可实时查看启航电子的滚动预测、库存水位、质量表现。当某型号电容库存低于安全阈值时，系统自动向供应商发送补货指令，并在途库存自动同步至WMS。

• 建立供应商绩效动态评价模型，整合质量、交付、成本、服务等12个维度数据，每周自动更新供应商评级。模型根据历史数据自学习优化权重分配，例如当行业出现芯片供应危机时，模型自动提升“交付柔性”指标的权重，引导采购策略调整。

11. 生产—计划与调度

五级要求：
a) 应通过工业大数据分析，构建生产运行实时模型，提前处理生产过程中的波动和风险，实现动态实时的生产排产和调度；
b) 应通过统一平台，基于产能模型、供应商评价模型等，自动生成产业链上下游企业的生产作业计划，并支持企业间生产作业计划异常情况的统一调度。

启航电子实践：

• 部署AI动态排产系统，实时采集设备状态、人员效率、物料齐套率、订单优先级等数据，构建生产运行数字孪生模型。当某条产线出现设备预警时，系统提前2小时预判产能缺口，自动调整后续工单的排产计划，并将受影响订单的预计交付时间实时推送给客户。

• 通过产业链协同平台，将主生产计划自动分解为上游5家核心供应商的备货计划和送货计划。当启航电子因紧急订单需要调整排产时，平台同步向供应商推送变更指令，并自动协调多方产能，确保产业链步调一致。

12. 生产—生产作业

五级要求：
a) 宜实现生产资源自组织、自优化，满足柔性化、个性化生产的需求；
b) 应基于人工智能、大数据等技术，实现生产过程非预见性异常的自动调整；
c) 应基于模型实现质量知识库自优化。

启航电子实践：

• 在柔性装配线，AGV小车根据工单类型自主调度装配工位所需物料和工具，机器人根据产品型号自动切换抓取程序和装配参数，实现多品种、小批量混产，换线时间从45分钟降至3分钟。

• 部署AI视觉检测系统，当出现新类型缺陷（如特定角度的焊锡桥接）时，系统自动捕获异常，通过深度学习模型在线学习后，实时更新检测算法，无需停机即可实现对新型缺陷的精准拦截。

• 质量知识库通过关联分析“缺陷图片-工艺参数-设备状态”，自动总结缺陷根因模式，当类似参数组合再次出现时，提前向操作员和设备控制系统发出预警。

13. 生产—设备管理

五级要求：
a) 应采用机器学习、神经网络等，实现设备运行模型的自学习、自优化。

启航电子实践：

• 对贴片机主轴、回流焊马达等关键旋转部件，部署基于神经网络的健康度评估模型。模型通过自学习设备正常运行时的振动频谱特征，不断优化故障预警阈值。目前，设备预测性维护准确率达95%，非计划停机时间下降72%。

14. 生产—仓储配送

五级要求：
a) 应基于分拣和配送模型，满足个性化、柔性化生产实时配送需求；
b) 通过企业与上游供应链的集成优化，实现最优库存或即时供货；
c) 适用时，应通过智能仪表、互联网、云计算和大数据技术，实现罐区阀门自动控制，实现无人罐区。

启航电子实践：

• 部署智能调度算法，根据生产工单的实时进度，动态计算每个工位所需物料的配送时间和数量。算法自主规划AGV最优路径和充电时机，实现“线边库零库存、物料精准到工位”。

• 与供应商建立VMI（供应商管理库存）模式，基于共享的销售预测和生产计划，供应商将物料存放在启航电子厂外的VMI仓。系统根据产线实际消耗自动触发结算和补货，实现原材料库存周转天数从18天降至3天。（注：不涉及罐区，故第c项不适用）

15. 生产—安全环保

五级要求：
a) 应基于安全作业、风险管控等数据的分析，实现危险源的动态识别、评审和治理；
b) 应实现环保监测数据和生产作业数据的集成应用，建立数据分析模型，开展排放分析及预测预警。

启航电子实践：

• 建设“工业安全大脑”，集成视频监控、气体传感器、人员定位数据。系统通过AI视频分析自动识别未戴安全帽、闯入危险区等违章行为，并结合历史数据动态评估危险源等级，推送治理任务。

• 环保监测平台实时采集VOCs排放数据，并与生产工单、设备运行状态关联分析。当预测到未来2小时排产计划可能导致排放超标时，系统自动建议调整产线负荷或启动备用处理装置。

16. 生产—能源管理

五级要求：
a) 应实现能源的动态预测和平衡，并指导生产。

启航电子实践：

• 建立能源动态平衡模型，根据生产计划、天气预测（影响空调负荷）、电力峰谷电价，预测未来24小时用能曲线，并自动优化设备启停方案。在电力负荷紧张时，系统可自动将非关键工序错峰至谷电时段，并保持关键产线正常运行，年度电费下降18%。

17. 物流—能力子域

五级要求：
a) 应通过物联网和数据模型分析，实现物、车、路、用户的最佳方案自主匹配。

启航电子实践：

• 成品发运环节，系统集成订单目的地、车辆位置、实时路况、客户收货时间窗口等多维数据，通过路径优化算法为每一票货物自动匹配最优的车辆、路线和发运时间，物流成本下降15%，准时到达率提升至99.5%。

18. 销售—能力子域

五级要求：
a) 应采用大数据、云计算和机器学习等技术，通过数据挖掘、建模分析，全方位分析客户特征，实现满足客户需求的精准营销，并挖掘客户新的需求，促进产品创新；
b) 宜通过虚拟现实技术，满足销售过程中客户对产品使用场景及使用方式的虚拟体验；
c) 应实现产品从接单、答复交期、生产、发货到回款全过程自动管理的销售模式。

启航电子实践：

• 构建客户360°视图与需求预测模型，分析客户历史采购、设备使用频率、技术咨询记录等数据，预判客户潜在需求（如产品升级周期、扩容需求），营销团队据此提前介入，商机转化率提升30%。

• 开发VR虚拟展厅与产品仿真平台，客户佩戴VR设备可“进入”通信模块内部查看电路布局，或模拟产品在5G基站中的运行环境，直观感受散热、信号覆盖等性能。

• 打通CRM与后端ERP/MES，客户在线下单后，系统自动校验信用额度、锁定库存或触发生产、计算并答复交期，全程无人工干预。发货后，系统自动开票并推送电子单据，回款环节通过银企直连自动核销。

19. 服务—客户服务

五级要求：
a) 应采用服务机器人实现自然语言交互、智能客户管理，并通过多维度的数据挖掘，进行自学习、自优化。

启航电子实践：

• 部署基于大模型的智能客服机器人“启航小e”，支持7×24小时多语言自然对话，可解答产品参数、使用问题、订单进度等常见咨询。机器人通过分析用户提问与解决方案的匹配效果，每天自动优化知识库和应答逻辑，目前可独立处理85%的常规咨询。

20. 服务—产品服务

五级要求：
a) 产品应具有自感知、自适应、自优化等功能；
b) 应通过云平台，整合跨区域、跨界服务资源，构建服务生态。

启航电子实践：

• 启航新一代智能通信模块内置传感器与边缘计算单元，可实时感知自身工作温度、功耗、信号质量。当检测到信号干扰时，模块可自动切换通信频段或调整发射功率；当温度过高时，主动降频保护，并向运维平台发送预警。

• 搭建“启航智联”云服务平台，整合全国32家授权服务商的工程师资源、备件库存。当客户设备故障时，平台根据故障代码自动匹配最近、技能最匹配的工程师，并同步调拨所需备件，构建“30分钟响应、2小时上门”的服务生态圈。

结语

通过全面对标CMMM五级能力要求，启航电子有限公司不仅实现了工厂内部的智能化生产与精细化管理，更构建起覆盖产业链上下游、贯穿产品全生命周期的协同创新与智能决策能力。这一实践印证了五级“引领级”智能制造的核心内涵——通过数据驱动和模型赋能，不断突破组织边界，持续引领制造模式与商业模式的创新变革。