/前言/

在全球制造业快速变革的背景下，围绕产品及工艺设计、生产、物流、销售及服务能力进行全面深入的“数智化”转型已成为制造企业持续保持行业竞争力的关键。智能制造能力成熟度模型（CMMM）作为国家标准，为企业的“数智化”转型提供了明确的方法论与路径指导。从CMMM标准中的产品服务能力子域入手，以智能产品为视角，简要分析其典型特征与提升路径，并结合实践案例探讨CMMM标准在推动产品及服务模式“数智化”转型方面的有益价值。

产品是制造及其价值创造的主要载体，也是实现生产制造的主要工具手段之一。产品创新作为产业创新链的起点和价值链的源头，是制造业高质量发展的关键。智能产品是在产品中深度融合数字化、网络化、智能化技术的产品创新，是产品升级换代的主要路径，是智能制造价值创造的核心，也是产品服务模式变革及产品运行维护管理智能化发展的主要载体。

基于CMMM标准开展产品服务能力建设，通过规范化的产品服务体系和持续化的服务模式升级，一方面可帮助企业提升用户产品体验，延长产品使用寿命、降低综合维护成本，在市场中树立良好的品牌形象。另一方面，通过业务优化和技术创新，企业为用户持续提供高效、便捷、智能的产品全生命周期管理服务的同时，也为自身产品创新、升级换代提供了精准有效的高价值支撑。

CMMM中产品服务能力子域按能力分项具体可分为服务规范、信息应用、智能产品及远程服务四个主要维度。围绕CMMM中五个能力等级的提升要求，在产品服务过程中，通过新一代信息技术和业务发展需求的不断融合，构建了以智能产品和远程运维支撑下的传统服务模式转型路径，持续推动服务型制造、生态服务模式创新。产品服务能力子域的能力分项与各标准条款对应关系如下表所示：

目前，技术发展和市场需求的不断融合，传统产品逐步向数字化、网络化、智能化方向发展。通过传感器、数据采集与智能算法，智能产品不断提升其感知、分析和优化的能力，进而在多场景中实现自感知和自适应，极大地提升了其运行效率与可靠性。

此外，随着人工智能和大数据技术的不断发展和成熟应用，智能产品将进一步具备全生命周期的自优化能力，从设计、制造到维护，实现动态调整和持续改进，推动企业产品创新和市场竞争力的提升。

随着产品智能化的发展，服务模式正面临由传统的退换返修向智能化转型的变革。早期，退换返修服务周期长且效率低，客户体验较差。随着信息技术发展，企业逐渐提升现场精准服务能力，服务效率和客户满意度得到了显著提升。随后，远程运维应运而生，利用监控和诊断技术实现故障检测和维修指导，在降低成本的同时减少了现场维护频率。此外，物联网技术广泛应用进一步增强了智能化服务能力。通过实时监控和数据分析实现故障预警和预测性维护，延长产品寿命并降低维修成本。当前，随着扩展现实（XR）、智能制造云和工业互联网络等新技术规模化应用，依托AR/VR/MR等技术提供直观远程指导，智能制造云与工业互联网络整合全球资源将持续提升服务覆盖与响应能力，推动服务模式创新并带动产业升级。

郑州大学&郑大智能--数字孪生与智能运维团队，基于makeTwin参考架构，以CMMM标准体系为指导，结合装备数字化、网络化、智能化服务需求，开发了大型水工金属结构数字孪生智能运维平台，平台具备数字孪生模型构建、孪生数据处理分析、数实IOT连接、虚实交互配置、算法调度与场景适配、多维可视化等功能，助力提升传统装备“数智化”转型，相关技术成果获评河南省水利科技进步奖，入选数字孪生工业软件白皮书（2023年第一版）。

水利水电工程中以闸门及启闭机为代表的大型水工金属结构是实现防汛、防洪、供水、灌溉、发电等水资源调配核心的“永久性”装备，具有结构尺寸大、运行条件复杂等特性，在其长周期、连续服役过程中，受自然劣化、复杂水情条件变化等多重影响，当前普遍存在以下问题：

1）装备运行状态依赖视听及经验判断，缺乏直观的三维可视化监控；

2）故障形式多样，难以提前预警并准确判断；

3）装备安全隐患及健康状态辨识困难，难以实现预测性维护；

4）现场运行工况及环境条件恶劣，难以实现智能巡检。

      三维可视化监控与动态交互。团队开发的大型水工金属结构多传感数据融合与孪生模型虚实交互配置器，支持装备模型、数据、协议的可配置搭建，实现装备数字空间虚体模型与物理实体运行过程的高保真实时同步，满足装备在不同水头、不同开度、不同启闭工况下的三维可视化监控与动态交互要求。

      装备故障诊断与健康评估。基于开发的算法调度与场景适配功能，建立运维规则库、故障处置预案库，设计了基于FTA的故障识别分析方法，自动识识别装备运行故障、分析安全风险；建立装备健康评估模型，根据防洪调度及设备运行方案，融合动态感知及巡检数据，实现了装备健康状态动态评估。

运行过程动态仿真与预测维护。构建装备典型工况的有限元分析模型，通过数据训练生成降阶模型，进而考虑实际水资源调度目标、调度规则、上下游水流条件等因素，动态模拟计算预见期内的装备运行状态，综合装备在线监测数据、健康评估及仿真结果，形成预测性维护方案。

      基于AR/VR的装备远程运维。在三维可视化监控与动态交互功能的基础上，开发了多场景、多终端可视化工具，实现装备运行过程三维虚拟场景人机交互，支持虚拟巡检、设备虚拟维护过程仿真验证及远程操作指导。

平台目前已经在多个水利水电枢纽工程中得到应用，有效提升了大型金属材料构件在长期服役过程中的性能演变特征数字化识别及诊断、维护水平，装备故障处理时间平均减少了约25%，综合运维成本平均降低了约20%，有效提升了行业装备数字化、智能化运维管理水平。

智能制造能力成熟度模型（CMMM）为企业全面深入开展 “数智化”转型，提升企业行业竞争力，提供了明确的转型方法与路径指导。未来，以CMMM标准为指引，通过数字化、智能化技术与业务场景的不断融合，从产品研发端和运行维护端持续优化产品功能与服务能力，以快速适应市场需求和技术发展，为企业的持续创新与高质量发展提供强有力支撑。