企業(yè)通過CMMM二級、三級評估，經(jīng)過一定時間的模型應用和項目實施后，希望確定下一階段的智能化建設方向，努力成為四級智能制造標桿企業(yè)。那么本篇聊一聊企業(yè)如何應用CMMM模型向四級提升，希望能給企業(yè)智能化建設開拓一些思路。
    企業(yè)在過往三級建設時，可以通過資金投入，外部實施力量快速實施項目，大多數(shù)企業(yè)在完成信息系統(tǒng)、數(shù)字裝備的部署、驗證后，都能看到明顯成效。然而，四級的難點就在于可借鑒的成功案例少，很多企業(yè)在這一階段開始迷茫，不確定方向，方向有了又不確定怎么實現(xiàn)，實現(xiàn)了又不好驗證效果或難以達到預期效果。
    由于企業(yè)所處行業(yè)不同，戰(zhàn)略側(cè)重點不同，智能化需求不同。而外部解決方案供應商，很難深刻理解企業(yè)自身的“復雜性”（見上篇，產(chǎn)品制造的復雜性），外部更多的是提供思路、方法、工具、系統(tǒng)框架；而對“復雜性”的探究，企業(yè)有更深刻的理解，因此四級建設的能動性就到了企業(yè)手里，借助外部工具，吸收轉(zhuǎn)化為企業(yè)內(nèi)部能力。
    企業(yè)成為智能化建設主體，重要一步就是企業(yè)智能化人才體系建設。這里可能存在誤區(qū)，認為智能化人才主要是企業(yè)IT人員，特別是對于一些企業(yè)從二級、三級能力建設過來，IT一直擔當智能化建設的主力軍，但建設到一定階段，IT人員會感覺智能化建設長期停留在原地，日常就是不斷維護系統(tǒng)，或者認為企業(yè)各方面建設都很完善，沒有新的建設項目；有些企業(yè)還會主動從各業(yè)務部門收集智能化建設需求，但發(fā)現(xiàn)各業(yè)務部門也提不出需求。企業(yè)向四級發(fā)展出現(xiàn)瓶頸。
    解決問題的關(guān)鍵是將IT人員與制造業(yè)務人員的能力相融合。IT人員需要下沉懂業(yè)務，各職能人員需要懂智能化；但事實上也發(fā)現(xiàn)，一些IT人員平日忙于維護系統(tǒng)，很少有時間沉下去了解業(yè)務的復雜性，而且企業(yè)的各方業(yè)務也很多；因此，更需要業(yè)務職能人員懂智能化，培養(yǎng)智能化意識。
    在評估過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，智能化建設好的企業(yè)，業(yè)務部門人員更懂智能化，甚至一些人員具備軟件開發(fā)能力。在四級評估答辯時，業(yè)務人員將生產(chǎn)優(yōu)化預測模型講的更為清晰，包括模型的機理、影響因子、邊界條件等，而IT人員更多是描述系統(tǒng)框架、技術(shù)應用、功能實現(xiàn)。
    當然，業(yè)務人員的能力培養(yǎng)過程較為復雜，需要企業(yè)建立氛圍環(huán)境、平臺工具、組織活動，甚至建立管理制度予以保障，有效激發(fā)員工的智能制造意識。企業(yè)IT人員也需要向業(yè)務人員傳遞智能化技術(shù)的實現(xiàn)原理，這樣業(yè)務人員遇到具體問題時，才知道智能化技術(shù)能否解決問題，需要具備哪些條件，進而通過智能化技術(shù)將日常的知識和經(jīng)驗顯性化，提升制造系統(tǒng)的智能化水平?！救藛T技能3a\3b\4a\4b】提出人員能力提升的多項舉措。
    在人員能力建設過程需要注意兩點。第一是管理者的表率作用，各職能部門主管要深入一線懂智能化，部分企業(yè)把操作設備、使用軟件作為關(guān)鍵用戶的事，管理者高高在上，不使用也不操作，開會還拿線下報表，這樣應用智能化的氛圍就難以形成。

    第二是培養(yǎng)人員的“數(shù)據(jù)敏感度”，生產(chǎn)大部分時間都是正常運行的，但“與眾不同”的數(shù)據(jù)更值得關(guān)注與研究；比如，哪些設備故障的頻率較高，哪些設備故障的維修時間較長，哪些設備故障對整體產(chǎn)出的影響較大？這樣，對于異常數(shù)據(jù)的收集、監(jiān)控、分析，以及觸發(fā)一些潛在問題的洞察，也會引發(fā)業(yè)務人員提出智能化建設需求。

    時常聽到企業(yè)說“我們今年目標是通過三級，明年目標通過四級”。管理者有這樣的目標是好的，確實也有企業(yè)實現(xiàn)了，但即使通過四級評估，也不代表企業(yè)四級建設的終結(jié)。
    通過CMMM四級評估的企業(yè)，四級條款不一定是完全實現(xiàn)，仍存在能力弱項，特別集中在計劃與調(diào)度、設備管理、能源管理等能力子域。我們也看到，上面提到的組織建設、人才培養(yǎng)也是一個長期持續(xù)的過程。此外，四級建設的長期性還表現(xiàn)以下幾個方面：

• 伴隨業(yè)務變革的智能化升級

    制造企業(yè)發(fā)展經(jīng)歷著變化，比如：產(chǎn)品定位變化（常規(guī)大眾產(chǎn)品，創(chuàng)新差異產(chǎn)品），產(chǎn)品線擴充（低端、中端、高端），生產(chǎn)工藝上下游延伸（光纜、光纖、預制棒），產(chǎn)線增加（幾條線、十幾條、幾十條），生產(chǎn)模式變化（大批量生產(chǎn)、大規(guī)模定制），這些變化都會導致管理“復雜性”增加。而這些變化是受市場需求潛移默化的影響，以及企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略不斷調(diào)整引發(fā)，最終企業(yè)發(fā)覺現(xiàn)有的智能化能力不夠用了，于是“復雜性”的提升導致新的智能化需求提出，觸發(fā)企業(yè)智能化全面升級。但由于企業(yè)面臨的環(huán)境復雜，業(yè)務管理模式變化的過程不會很快，且以往的智能化能力都有一定兼容、擴展能力，加之智能化升級的決策會有一定滯后，因此，智能化全面升級需要較長的時間。

• 源頭問題的梳理和探究

    智能化建設需要很多的資金投入，進口裝備、設計軟件需要投入的更多，那是否只要企業(yè)有資金、供應商愿意提供技術(shù)，大家的制造水平就相近呢？
    企業(yè)差異化能力體現(xiàn)在管理水平，除了對人的管理，也包括更好的應用已購買的資源，而對于四級企業(yè)應再“下沉”一層，探究其制造本源和機理，于是從產(chǎn)品質(zhì)量提升到工藝參數(shù)優(yōu)化，從生產(chǎn)工藝優(yōu)化到裝備技術(shù)改造，從買來應用到完全自主。四級的很多條款就是引導企業(yè)不斷探究更深層次的機理，【計劃與調(diào)度4b】對于優(yōu)化調(diào)度的探究，【生產(chǎn)作業(yè)4b】對于優(yōu)化設備參數(shù)的探究、【設備管理4a\4b】對于降低設備故障率、提高效率的探究，這個過程伴隨著影響因子的識別、量化關(guān)系的確定、優(yōu)化模型的驗證等一系列過程。企業(yè)能把資源應用好就需要一個過程，再去尋求深層次的突破更需要一個循序漸進的過程。

• 智能化環(huán)境迭代完善

    很多企業(yè)會發(fā)現(xiàn)，在較長一段時間智能化水平并未發(fā)生變化，裝備和信息系統(tǒng)不斷更新，卻又功能相近。曾經(jīng)評估一些企業(yè)，ERP軟件品牌更換2、3次。企業(yè)每次選擇的時候，可能只是看中其中一部分功能，后來隨著不斷的功能追加、定制開發(fā)，漸漸對真正的需求越發(fā)清晰，最后當平臺的技術(shù)架構(gòu)都無法滿足時更換平臺，或者參與供應商的裝備和平臺研發(fā)，或者企業(yè)自己獨立構(gòu)建。
    雖然這一過程會導致有些三級建設的內(nèi)容會推翻重來，但因此平臺具備了更強的功能性、擴展性、易用性，也因此一些制造企業(yè)在總結(jié)工業(yè)經(jīng)驗基礎上，構(gòu)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。這個過程是在不斷夯實智能化底座，為四級建設打好基礎，也是促使企業(yè)在后續(xù)智能化建設中目的更明確、策劃更全面、要點更清晰。

四級能力建設的核心思想

    企業(yè)四級能力建設有哪些方向可以引導呢，這里總結(jié)為16個字“降低復雜、動態(tài)平衡、整合資源、抵御風險”。

降低復雜

隨著企業(yè)發(fā)展，制造“復雜性”都將從各維度提升，四級企業(yè)面臨的問題更加突出，如果復雜性未能有效解決，就會降低企業(yè)運行效率。因此，降低復雜就是應用智能化，使我們的制造過程更簡單、更順暢、更敏捷，不管是產(chǎn)品研發(fā)，還是生產(chǎn)排程、生產(chǎn)控制等方面。這就需要根據(jù)復雜場景，進行知識與經(jīng)驗總結(jié)，輔助業(yè)務活動快速處理。比如，【產(chǎn)品設計4a】面對系列化產(chǎn)品的設計復雜性，采用模塊化、參數(shù)化設計加快產(chǎn)品研發(fā)，【工藝設計4b】面對典型特征的工藝相似性，利用工藝知識為工藝設計與規(guī)劃提供決策，【生產(chǎn)作業(yè)4a】面對多品種產(chǎn)品混線生產(chǎn)，根據(jù)產(chǎn)品與程序匹配實現(xiàn)生產(chǎn)指令自動下發(fā)，【計劃與調(diào)度4a】面對多任務、多資源、多約束的復雜性，實現(xiàn)作業(yè)計劃自動優(yōu)化排產(chǎn)調(diào)度；以及在【集成4a】面對信息系統(tǒng)間點對點集成的復雜性，采用ESB、ODS等技術(shù)路線，使集成運維工作更為敏捷。

動態(tài)平衡

企業(yè)生產(chǎn)過程一直受到外部環(huán)境、內(nèi)部資源變化影響，不可能一直按既定的路線、流程、模式等正常環(huán)境生產(chǎn)出產(chǎn)品，指標異常就在“不確定”的時候出現(xiàn)，于是整個生產(chǎn)過程就處于一方面盡可能保持正常，一方面又盡快的在異常中恢復，這樣交叉進行，智能化要解決的就是這種動態(tài)平衡能力。

有時這些異常有明確的指標判斷，顯性異常，比如產(chǎn)品質(zhì)量指標超差，還有的是隱形異常，比如工藝指標趨勢表現(xiàn)偏離。不論是哪種異常，首先都需要建立指標參照體系，監(jiān)控哪些指標，指標在何種范圍是正常的，是結(jié)果性的，是趨勢性的，還是關(guān)聯(lián)性的。在國標三級條款里就是要建立這些指標并進行監(jiān)控，如【設備管理3b】設備OEE指標、【能源管理3a】高能耗設備能耗評價指標、【計劃與調(diào)度3c】生產(chǎn)進度指標，指標制訂的合理性本身也是數(shù)據(jù)分析的過程。

四級的動態(tài)平衡就是要針對這些指標的異常結(jié)果做出反饋，消除這些“不確定”帶來的復雜性，進行敏捷響應，實現(xiàn)短周期平衡；而制造系統(tǒng)經(jīng)過一定時間運行，指標值不斷驗證，指標類型及其邊界需要重新校正調(diào)整，優(yōu)化使其更為合理，進行長周期平衡閉環(huán)。

短周期動態(tài)平衡，比如【設備管理4b】對設備OEE異常的設備進行分析，確定影響運行效率的因素（單元供料不及時、前后工序節(jié)拍不平衡、設備工藝參數(shù)不合理），自動進行工藝和計劃調(diào)節(jié)。【計劃與調(diào)度4b】面對物料短缺、質(zhì)量異常、設備宕機等各類異常情況，自動進行生產(chǎn)調(diào)度調(diào)節(jié)，使其恢復到正常生產(chǎn)狀態(tài)。長周期動態(tài)平衡，比如【采購4c】在積累了供應商歷史供貨表現(xiàn)后，優(yōu)化供應商評價模型，使其更能反應供應商供貨績效；【物流4c】結(jié)合運力資源能力、運送節(jié)點、運輸任務優(yōu)化資源裝載能力和運輸路徑，降低運輸成本，提高物流效率。

整合資源

這里“資源”的范圍較廣，不只是企業(yè)的物料、設備、工裝、能源、軟件、數(shù)據(jù)等，還包括企業(yè)內(nèi)部的組織、崗位、業(yè)務活動。【組織戰(zhàn)略3b】提到對崗位結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，就是結(jié)合企業(yè)智能化建設，進行相應崗位的職能調(diào)整與崗位結(jié)構(gòu)的整合。

一方面，通過平臺圍繞產(chǎn)品全生命周期整合數(shù)據(jù)，比如【數(shù)據(jù)4a】企業(yè)級的數(shù)據(jù)中心，【產(chǎn)品設計4b】實現(xiàn)設計模型在內(nèi)的全面數(shù)據(jù)歸檔，【產(chǎn)品服務4c】將產(chǎn)品使用、運行過程的數(shù)據(jù)整合，并優(yōu)化產(chǎn)品運行性能。另一方面，通過智能化應用實現(xiàn)各職能崗位的業(yè)務活動協(xié)同、傳遞信息，整合組織內(nèi)部資源。比如，【產(chǎn)品設計4d】整合產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)、物流、銷售、服務業(yè)務協(xié)同需要的BOM等資源，【銷售4b】整合線上與線下銷售渠道與需求資源等。

此外，相比在三級（集成級）重點關(guān)注的軟件系統(tǒng)和硬件設備間的數(shù)據(jù)集成，在四級里更強調(diào)實時的“軟硬一體”無縫整合。比如，【倉儲配送4a】基于生產(chǎn)調(diào)度指令，實現(xiàn)物料從倉儲區(qū)域到生產(chǎn)區(qū)域的自動配送，這一過程涉及生產(chǎn)管理系統(tǒng)、排程調(diào)度系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、配送系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)與數(shù)字化倉儲設備、數(shù)字化配送設備、生產(chǎn)單元設備等硬件系統(tǒng)的聯(lián)動交互，交互的每個動作包含著指令下達、收到回應、驅(qū)動執(zhí)行、執(zhí)行完畢等消息傳遞，軟、硬件頻繁交互也將生產(chǎn)組織和設備運行緊密結(jié)合一起；同樣，【計劃與調(diào)度4b】對于生產(chǎn)異常的實時優(yōu)化調(diào)度，需要軟硬一體的模式實現(xiàn)。

抵御風險

相比“動態(tài)平衡”消除已發(fā)生的異常，抵御風險是賦予制造系統(tǒng)的預知能力。提前知道風險，防范潛在問題發(fā)生，將損失降到最低，即四級標準提到很多的“預測”。

為了構(gòu)建風險預測模型，首先需要找到表征風險的指標，這需要基于日常經(jīng)驗與知識的積累，也就是三級條款提到的“知識庫”，同時要保證“指標”是可實時采集或度量的。其次，需要給出指標趨勢變化的邊界范圍和各級臨界值，量化風險大小。然后，針對風險采取的措施，建立解決方案對策模型，將風險控制在一定范圍內(nèi)。最后與實際情況對比，驗證模型對風險預測的準確性，并不斷優(yōu)化模型。

有些指標可以直接預示風險，如監(jiān)控質(zhì)量特性指標的趨勢變化；有些與風險產(chǎn)生存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，間接預示風險，如通過工藝指標的趨勢變化預測產(chǎn)品質(zhì)量的變化，有些關(guān)聯(lián)還由多重因子導致，比如【設備管理4a】設備故障預測性維護，可能涉及設備關(guān)鍵部件多指標運行表現(xiàn)、外界環(huán)境影響、產(chǎn)品加工參數(shù)等。

四級條款強調(diào)的就是企業(yè)抵御風險，建立預警預測模型的能力。比如，【采購4b】采購風險模型、【生產(chǎn)作業(yè)4c】質(zhì)量預測模型，【安全環(huán)保4a】安全風險的動態(tài)識別、【安全環(huán)保4b】環(huán)保排放風險，【倉儲配送4c】罐區(qū)冒罐風險，以及【信息安全4c】工業(yè)信息安全風險，提升主動防御能力。同時，在【產(chǎn)品服務4a\4b】將風險預測延伸到產(chǎn)品運行使用環(huán)節(jié)，感知產(chǎn)品運行的潛在風險，比如對電梯、發(fā)動機產(chǎn)品建立遠程運維監(jiān)控與優(yōu)化性能服務，在抵御運行安全風險的同時，增加了產(chǎn)品附加值。

綜上，企業(yè)四級能力建設是一個長期過程，其智能化建設成果代表了企業(yè)深耕行業(yè)的看家本領，也是區(qū)別于其他企業(yè)的優(yōu)勢能力，其應用成效也會確保企業(yè)處于行業(yè)競爭領先地位。

當企業(yè)四級能力建設取得階段性成果，可以考慮進行CMMM四級評估，對建設成果進行檢驗，并確定下一步改造提升方向。下一篇《淺談CMMM四級評估（三） 以評促建》我們談一下如何面對四級評估進行準備，更好的實現(xiàn)以評促建。

    注：文中出現(xiàn)【計劃與調(diào)度4b】表達形式，代表國家標準GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》中，“計劃與調(diào)度”能力子域，四級，b條款，即“應實時監(jiān)控各生產(chǎn)要素，系統(tǒng)實現(xiàn)對異常情況的自動決策和優(yōu)化調(diào)度”