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智能制造技術的應用構成了一個復雜的、交錯的大規模制造系統，從產品生命周期、低級到高級的系統層級和智能功能三個維度實現了系統的優化管理。

系統層級從微觀到宏觀擁有不同的層次，自下而上共五層，包括智能設備層、智能車間層、智能企業層、智能供應鏈層和智能生態層。

01智能設備層級

智能裝備系統水平是智能制造發展的最低階段，主要包括具有智能功能的控制器、傳感器、儀表、機床、生產線等生產領域的制造裝備，機械設備智能化是推進智能制造的前提和物質基礎。

02智能車間層級

智能制造系統中智能車間的系統級主要包括智能設備管理的監控系統、生產數據采集與分析的數據庫系統、組織人際合作的現場控制系統、制造執行系統、智能化設備與智能化工藝相結合，實現工廠和車間生產管理智能化的場所。

03智能企業層級

智能企業層級不僅包括智能設備、智能車間級系統，還包括智能財務管理系統、人力資源管理系統、企業生產計劃系統、庫存管理系統、物流管理系統、供應鏈管理系統、智能制造設備、智能制造車間、智能設計、智能運營共同完成任務的場所。

04智能供應鏈層級

智能制造系統中的智能供應鏈系統層面不僅包括產品生命周期中所有環節的供應鏈管理，還包括相關行業、相關企業和相關客戶關系的智能管理。由產業鏈、產品價值鏈、產品循環鏈中的企業通過互聯網技術實現信息共享，促進協同研發、協同生產、精準物流的實現。

05智能生態層級

智能生態層次是最高層次，包括智能裝備、智能生產系統、先進制造技術等不同層次系統在企業中的相互作用，涵蓋了企業在產業鏈、產品價值鏈和生產要素供應鏈，最終形成以智能制造技術為核心和智能供應鏈相互承擔的智能制造產業集聚，隨著智能裝備企業的共同推動，“專業化、專門化”的中小企業在各個分工領域蓬勃發展，智能產品的消費已成為智能生態的主流。

智能制造系統的層級可以參照智能制造成熟度的層級。

將智能制造的成熟度分為六級，分別為L0到L5。L0承接自工業3.0的信息化時代，可以稱為自動化階段。L5則是要達到的真正智能制造階段。

L0到L5各個層級具體特征：

L0級：自動化階段。設備需要人工上落料制造單元采用自動化控制技術實現，包括自動化流水線，五軸數控機床，工業焊接機器人等，特征是自動化設備用于一個制造單元，該制造單元的上落料需要人工參與。

L1級：制造單元的上落料采用工業機器人制。

L2級：制造單元之間的物料運輸采用AGV、RGV小車等連接，實現物理生產的無人化。

L3級：黑燈工廠。實現設備聯網和產線數據采集，可以遠程監控，真正實現生產過程的可視化與透明化，管理人員可以及時、準確地了解生產現場的實時狀況。

L4級：工業4.0，智慧工廠。實現物理信息系統（CPS），或稱為實現物理信息一體化。在L3基礎上，實現自感知、自決策、自執行、自適應、自學習。由AI可以自動發現設備故障，分析原因，找到解決方案并通知維護人員。

L5級：工業4.1，無人工廠。智能生產實現信息處理過程的無人化，企業內外信息一體化。信息可以在車間、工廠、供應鏈之間交換、共享。客戶可以隨時獲取生產數據，自主安排生產計劃。