CMMM智能制造能力成熟度模型在企业的自评估应用

随着智能制造在国内被越来越多的企业理解和认可，各企业纷纷开展了智能制造的相关方案咨询、战略规划及项目实施。在这过程中，各企业采取了不同的方法，有参考借鉴德国工业 4.0 的理念和框架进行自我理解消化，还有邀请知名的咨询公司开展方案咨询和战略规划，以及和业界知名的自动化、IT 巨头开展项目合作来推进智能制造。各种不同的推进路径背后存在着对智能制造认知和实施的差异。
为有序推进我国智能制造快速发展，通过标准凝聚行业共识，引领企业向标准靠拢，降低融合发展风险，中国电子技术标准化研究院在工信部的指导下，于 2016 年 9 月发布了《智能制造能力成熟度模型白皮书（1.0）》，并在白皮书的基础上经过 4 年的完善优化和企业应用实践，形成了 GB/T 39116-2020 《智能制造能力成熟度模型》及 GB/T39117-2020《智能制造能力成熟度评估方法》两份国家标准，于 2020 年 10 月正式发布。

一、智能制造能力成熟度模型

1.1 成熟度及智能制造成熟度
1.1.1 成熟度
成熟度是一套管理方法论，它能够精炼地描述一个事物的发展过程，通常将其描述为几个有限的成熟级别，每个级别有明确的定义、相应的标准以及实现的必要条件。从最低级到最高级，各级别之间具有顺序性，每个级别都是前一个级别的进一步完善，同时也是向下一个级别演进的基础，体现了事物从一个层次到下一个层次递进发展的过程。

1.1.2 智能制造成熟度
简单来讲，智能制造成熟度就是成熟度方法论在智能制造领域的应用。智能制造能力成熟度描述了智能制造从初始状态向高级阶段的发展过程，将其分解为若干级别（阶段），赋予每个级别明确定义，相应标准和实现的必要条件。从最低级到最高级，智能制造能力是逐级提升的，每个级别都在前一个级别的基础上提升完善，同时也构成了向下一个级别提升演进的基础，从而体现了智能制造能力的层层递进和不断发展完善的过程。

1.2 智能制造能力成熟度模型构成
智能制造能力成熟度模型由成熟度等级、能力要素和成熟度要求构成。其中，能力要素由能力域构成，能力域又由能力子域构成。如图 1 所示。

图1  智能制造能力成熟度模型

能力要素包括人员、技术、资源和制造 4 大类。人员要素包括了组织战略和人员技能 2 个能力域，技术要素包括了数据、集成和信息安全 3 个能力域，资源和制造要素分别包括 2 个和 5 个能力域。在制造要素的能力域下，细分了更多的能力子域，如设计能力域包括产品设计和工艺设计 2 个能力子域。考虑到不同企业的不同业务范围，标准允许企业在开展评估时，可以根据自身具体业务活动进行合理的裁剪，后续还会具体讨论。
成熟度等级分为 5 级，从低到高分别为 1 级（规划级）、2 级（规范级）、3 级（集成级）、4 级（优化级）和 5 级 (引领级 )。高等级的要求涵盖了低等级的要求。各个等级的定义请参见国标原文。
成熟度要求规定了各能力要素（包括能力域、能力子域）在不同成熟度等级下应该满足的具体条件。下方图 2 以人员为例，要素中包括了组织战略和人员技能 2 个能力域（子域）, 规定了从 1 级到 5 级的具体要求，部分要求有合并，如组织战略的 3 级以上要求是统一的。

图2 人员能力成熟度等级要求

二、智能制造能力成熟度模型在企业自评估中的应用

2.1  基于企业业务范围的能力域及能力子域的确定
国标对各制造企业自身的行业属性和业务范围做了充分的考虑。如针对流程型制造企业和离散型制造企业的不同特性，设定了不同的能力子域，图 3 是适用于离散型制造企业的评估域。（具体参见 GB/T 39117-2020）。企业须先确定所属的企业类型，然后确定评估域。其次，企业的业务范围对评估域的确定也会有相应的影响。如一家以代工制造为主营业务的企业，没有产品设计业务和部门，在这种情况下，产品设计评估域就可以被裁剪掉，不参与评估。评估的4大要素中，人员、技术和资源为必选内容，不可裁剪。制造要素下的生产能力域不可裁剪，其他能力域可根据企业具体业务范围进行合理裁剪。制造要素下的生产能力域是必选评估项，因此国标不适用没有生产制造的企业。

图 3 离散型制造企业评估域

2.2 成熟度要求和企业业务的结合
国标覆盖包括了流程型制造和离散型制造的多个行业，因此，各个能力域在各级成熟度下的要求必须具备概括性和普适性，不具有行业或企业的针对性。
企业在开展自评估时，须基于国标，结合自身业务内容、业务范围和特点，开展要求的具化和细分。这个过程是将国标要求转化为对企业具体要求的过程。对于国标要求的正确理解和把握是整个过程的关键，只有基于正确的理解和把握，结合企业业务的细化分解，最终形成了适用于企业的要求，使评估更具可操作性，也便于企业明确发展的目标和要求。图 4 以装备能力域 2 级要求为例，说明了基于国标要求的业务细化和分解。

图4 装备能力域 2 级要求

在上图中，对照左侧的国标要求，企业基于自身具体情况，对各个工艺区域及工序的装备进行了分解，然后逐一进行关键工序和数字化设备应用的判断，以及设备通信接口的梳理。经过这个拆解、细分和梳理，既清晰地反映出企业在要求下的符合情况，也清晰地识别了不足，为后续的智能制造能力提升规划提供了坚实的基础。

2.3 企业自评估
在完成了上述工作后，就可以开始自评估了。评估采用打分的方式进行，从低等级要求开始，逐级向上递进。
首先，国标针对离散型制造和流程型制造给出了 2 种不同的推荐评估域和对应的权重，参见 GB/T39117-2020 评估方法的表 4 和表 5，一般情况下，建议企业直接采用推荐值。
其次，对于评估能力域或能力子域的每一条要求进行打分。打分分为 4 个档次，从全部满足、大部分满足、部分满足到不满足，分别对应 1，0.8，0.5 和 0 分。至于如何合理判定全部满足，大部分满足还是其他，则可参考图 4 的方法。以此为例，对于在关键工序中数字化设备应用，经分析发现在 5 个关键工序中应用了 3 个数字化设备，据此，可评估其为大部分满足。
将某个能力子域所有要求的评分取算数平均值即为该能力子域的得分；对各能力子域得分做加权求和，得到该能力域得分；对各能力域得分做加权求和，得到该能力要素得分。其中，加权求和涉及的权重，请参考 GB/T39117-2020 评估方法的表 4 和表 5。

最后，在完成了所有能力要素的评估后，将根据得分情况来确定成熟度等级。根据国标的要求，当被评估对象在某一等级下的成熟度得分超过评分区间的最低分，视为满足该等级要求，反之，则视为不满足。在计算总分时，已满足的等级的成熟度得分取值为 1，不满足的级别的成熟度得分取值为该等级的实际得分。智能制造能力成熟度总分，为各等级评分结果的累计求和。评分结果与能力成熟度对应关系见GB/T39117-2020 评估方法表 6。图 5 以假设数据为例说明成熟度等级的判定。

图5 智能制造能力成熟度打分

三、企业自评估后的改进提升规划
通过以上步骤的实施，企业对照了国标，结合自身的智能制造开展情况，完成了 4 大智能制造能力要素的评估。通过评估，企业可以识别当前自身所处的智能制造成熟度阶段，认清自身的发展水平状态及不足点，并依据这些信息有针对性地展开能力提升规划。
相比提升智能制造能力成熟度得分和等级，更重要、更有意义的是企业业务能力、业务绩效伴随着智能制造的推进而提升。因此，企业需要根据自身的业务发展重点、业务能力短板，以国标要求为指引和参考，有针对性地、有优先级地制定智能制造发展规划。
企业还可以伴随着智能制造的深入推进，定期或不定期地开展自评估，既可用于衡量智能制造项目实施效果，又可以动态更新智能制造能力成熟度状态，适时优化调整智能制造规划和实施，不断接近企业的智能制造目标。

四、 结语
GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》及 GB/T39117-2020《智能制造能力成熟度评估方法》两份国家标准的发布，为智能制造在我国的全面深化推进提供了系统的、完整的、标准化的引领，为企业实施智能制造提供指导，帮助企业开展智能制造能力的评估、诊断和有针对性地规划和提升。企业可开展标准的深入学习，在充分理解和掌握的基础上开展自评估；也可以邀请擎标信息顾问开展评估和咨询，为企业的智能制造发展提供支持。

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