智能制造能力成熟度模型案例全解读

灯塔一词，早已脱离开航海历史而进入更大范围，成为一种指引方向、点亮希望的象征。假如把制造业也看做一汪广阔的海洋，站在智能制造转型升级的十字路口，灯塔在何方？

让我们把目光投向“灯塔工厂”。灯塔工厂项目，由达沃斯世界经济论坛与管理咨询公司麦肯锡合作展开遴选，被誉为“世界上最先进的工厂”，代表着全球智能制造的最高水平。据最新数据，全球“灯塔工厂”数量达到132家，中国的“灯塔工厂”增至50家，持续排名全球第一。

在这里先给自己打个广告，接下来我们将用一到两篇文章，对“灯塔工厂”做一个详尽而深入的解读，有兴趣或有意向入选“灯塔工厂”的企业不妨点点关注。

01 全局统筹，深度赋能

CMMM智能制造能力成熟度模型

言归正传，“灯塔工厂”既有标杆示范的榜样意义，也可看做一种关键信号，激励更多企业在智能制造转型升级浪潮中奋勇争先。

只不过，当智能制造步入发展快车道，“眉毛胡子两手抓”的形式得放一放了，我们需要有更清晰的参考助力：一个是如灯塔工厂一般的引领标杆，一个是足够有力的行业标准。前者是后者的呈现载体，后者是前者的判断依据。

在去年末的世界智能制造大会主论坛上，《中国智能制造发展研究报告：能力成熟度》（CMMM2.0）正式发布，创新性地提出了CMMM是可拆解、可组合、可配置的柔性模式，并从企业应用视角出发，为企业持续提升自身智能制造能力，提供了全局视角、成熟理论和实施路径。

经过数年发展，CMMM从早期的“智能+制造”两个维度模型，优化至覆盖人员、技术、资源、制造四大要素，从10个核心能力域增加到20个，帮助企业定位当前的能力水平和实施成效，有效指导智能制造建设，从而提升和优化制造过程。

智能制造能力成熟度可从低到高划分为五个等级——

1. 一级·规划级

企业应开始对实施智能制造的基础和条件进行规划，能够对核心业务活动（设计、生产、物流、销售、服务）进行流程化管理

2. 二级·规范级

企业应采用自动化技术、信息技术手段对核心装备和核心业务活动等进行改造和规范，实现单一业务活动的数据共享

3. 三级·集成级

企业应对装备、系统等开展集成，实现跨业务活动间的数据共享

4. 四级·优化级

企业应对人员、资源、制造等进行数据挖掘，形成知识、模型等，实现对核心业务活动的精准预测和优化

5. 五级·引领级

企业应基于模型持续驱动业务活动的优化和创新，实现产业链协同并衍生新的制造模式和商业模式

02 从能力要素与能力域

浅看日式制造的“没落”

除等级外，能力要素、能力域/子域也是CMMM模型结构中的重要组成部分。

能力要素是企业实施智能制造必须的条件。人员、资源、技术作为支撑要素，制造作为核心要素，体现了人员通过资源、技术来不断改善制造的过程。

而由此衍生的能力域和能力子域则被统称为过程域。在人员、资源、技术三个要素下有7个基础过程域，在制造要素下有13个制造过程域，共计20个。

CMMM模型好比一张标记了沿途各站任务点的地图，按照地图挨个打卡，就能按部就班、按图索骥地走到最终目的地。

而一旦错过或者“偏科”，就有可能要承担风险。这一方面的典型案例是日本。日本的制造业以人为中心，工厂中的问题一般都由现场员工自己发现、自己解决、自己改善，然后以此提高整体生产质量水平。

但在数字化变革不同程度地席卷全球的当下，这种模式很难与自上而下的数字化、智能化兼容了——建立互联互通的工厂与现场已是必要，制造和信息、技术融合，能为决策提供以往所不能达到的效率。

所以，曾经以精细和高品质在国内市场大行其道、一句“开不坏的丰田”为无数人所津津乐道的日式制造，似乎从某个时间节点开始，逐渐失去了自己的存在感。在“神户制钢数据造假”“三菱油耗造假”丑闻接连曝光后，更是有人直接追问：日本制造业已经彻底走下神坛了吗？

我们不妨将其看做某个切面：当时代对敏捷、高效提出了更高的要求，具备全局思维就成为必要，能力子域一旦失衡，便会造成竞争的失利。

那么，我们应该怎样预防或者说阻止这种失衡，破除企业经营短板，找到智能制造建设工作的正确发力点呢？

答案或许在于对各个单点的深度突破。

03 单点深度突破案例

基于数字化思维的FMEA过程控制

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数字化研发设计、自组织柔性生产、自组织物流、敏捷供应链、基于价值的服务、可持续制造、设备全生命周期管理、数字化培养，是CMMM的八大典型模式价值识别图谱。

本期案例智，我们将以柔性生产为目标，为各位带来基于数字化思维的FMEA过程控制案例。

我们都知道，制造业早已过了以规模论成败的阶段，消费者差异化的需求越明显，就越倒逼制造业向个性化制造转型。企业要攻克的课题越来越多，不论是消费者需求、还是生产异常、潜在失效风险，怎么依托关键大数据，定制需求的柔性化、智能化、高敏捷的产品，将成为核心竞争力所在。

K客户是一家家电制造企业，当前面临的主要问题恰好就在用户差异化需求的冲击上，在通过线上初步答题诊断和不间断几轮面谈咨询后，我们对K客户的组织战略、人员技能、数据、设备、生产作业等方面有了一个较为全面的评估结果。

最后，在K公司所提的制造过程“参数管理质量环”要求下，我们为其搭建了一套基于用户体验差异化需求、基于制造失效影响及影响分析（PFMEA）的全面可视化的制造过程质量管理体系。

FMEA技术不仅是对过程中的风险进行识别控制，更是直接贯穿到整个生命周期。以某款新冰箱的箱体发泡工艺为例：依据产品设计和开发输出的要求，我们划分出7个步骤，来对冰箱的制造过程进行设计和开发。

1. 确定过程分析范围

确定分析的范围为箱体发泡工艺，从壳体预热、夹具固定，到注料，再到最终的光学检测，这一阶段的制造过程工艺流程图，是基于产品开发与设计（FMEA）输出的产品框图（装配层级及顺序）来的。

范围的确定有助于FMEA团队更准确地分析过程，将优势资源集中于优先级较高的过程中。

2. 过程结构分析

结构分析是整个FMEA的基础阶段，我们可以通过过程流程图或结构树的形式定义流程；基于人机料环等4M要素，找出影响过程的所有要素。

例如这里的注料过程，其影响要素就有操作员、机器设备、工装夹具以及环境温湿度。

3. 过程功能分析

功能分析是整个FMEA的核心阶段，目的是确保产品/过程的预期功能/要求能够实现。需要通过技术性语言进行描述。

这里我们还是以注料为例，注料后的箱体前脸平整度、飘偏度需要满足工艺要求，这里提出的是对产品特性的要求。那我们再来看下影响产品特性的过程特性有哪些要求，需要通过4M要素进行拆解。以箱体飘偏度为例，通过特性矩阵能看到，飘偏度受气动压力与脱模间隙影响。

转化成技术性语言便是：气动压力5~8pa；脱模间隙＜0.05mm。通过识别各层级功能和要求后，开展产品特性与过程特性之间的关联性分析，进而建立功能网。

4. 过程失效分析

所谓失效就是指上一步功能分析中的功能/要求无法满足。过程步骤，要实现的功能无法满足即为失效模式；过程工作要素，要实现的功能无法满足，即为失效原因；因失效模式，而对整个过程项造成的影响即为失效影响。

我们不仅要分析当前已知的失效，对可能发生的未知失效同样需要分析。同时要确定三者的关联关系，在功能网的基础上，进一步建立失效网。

5. 过程风险分析

需要完成对三个度（严重度、发生度、探测度）的评价。严重度表示失效影响的严重程度，考虑三个方面：1）对厂内的影响；2）对直接发运工厂的影响；3）对最终用户的影响。

发生度可以简单理解为失效模式发生的可能性，需要结合当前的预防措施来评价。可以通过计算ppm、cpk得出相对准确的判断。

探测度则表示当前探测措施的有效性，能否及时准确的找出失效的产品，是我们判断的标准。一般通过检验或实验来完成探测。其有效性的判定，很大程度上取决于是否做过MSA。

通过对三个度的评价我们可以标记出特殊特性，并对其重点关注，同时对后续将要采取的措施优先级进行排序，之后就可以调集企业资源优先对高AP项采取控制。

6. 过程控制方法优化

对高AP项优先采取控制措施，并且验证这些措施的有效性，然后重新评估风险，将验证有效的措施同步到控制计划当中去执行。通过不断的优化可将风险降至最低。

FMEA不断更新的目的就是为了持续改善，不断降低风险，确保过程稳健。

7. 过程标准固化

这是一个总结FMEA经验的过程，需要借助软件建立企业FMEA、家族FMEA、知识库、措施库等，将FMEA经验固化沉淀。

我们将AQP FMEA和PQM（专业版QMS）及其他系统数据间的串联通道打通，时刻保证FMEA文件的动态更新，进而指导K客户质量的持续改善，保证生产线在大批量生产和小批量生产之间任意切换。

正如CMMM模型所指示的一样，过程控制是企业经营发展当中的重要一环，而非唯一一环，后续我们仍将持续建设本专栏，力图提供更多案例参考，促成企业多维度发展建设，强化“多边形”能力。

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当时代对敏捷、高效提出了更高的要求，具备全局思维就成为必要，能力子域一旦失衡，便会造成竞争的失利。