工业大数据融合体系结构与关键技术
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1.1.3 成熟度模型

在软件工程领域,衡量软件从产生、测评、改进到使用的过程中各个阶段发展的模型称为软件能力成熟度模型(Capability Maturity Model,CMM)[15]。在工业制造领域,生产线及生产过程也具有高度类似的模式,因此,对生产任务进行监控和研究,以及使生产系统和生产过程更加科学化、标准化是一个重要的问题。如果解决好这个问题,那么在面临复杂多变的生产需求时,就能够更好地降低生产成本,提高生产效率。软件能力成熟度模型将软件过程的成熟度分为五个等级:初始级(initial)、可重复级(repeatable)、已定义级(defined)、已管理级(managed)和优化级(optimizing)[16]

一般来说,术语“成熟度”是指完善的、完美的和就绪的状态[17]。因此,其能够表征系统在开发过程中的状态。文献[18]指出成熟度可以定性和定量地通过离散或连续的方式获得。在工业4.0领域,已有一些关于成熟度模型和工具的研究。文献[19]通过6个维度总共18个项目来将成熟度表示为5个等级,同时对通往更高阶段的障碍及其常规解决途径进行了阐述。文献[20]提出了基于成熟度的行动指南,该指南引入定制化的工业4.0方法来设计成熟度度量的具体细则,但是没有提供克服成熟度障碍的方法。

为了评估工业4.0的成熟度以及制造企业的成熟度,文献[21]定义了9个维度。这9个维度可以分为两类:第一类用来评估基本的使能者(enabler),包括产品(product)、客户(customer)、操作(operation)和技术(technology);第二类用来评估组织方面(organizational aspect)的能力,包括策略(strategy)、领导层(leadership)、管理(governance)、文化(culture)和人员(people)。具体来说,上述9个维度中包含了62个条目,企业成熟度的度量、判定以及表示分为三个步骤:1)通过问卷调查对企业的62个成熟度项目进行测评;2)从9个维度对成熟度级别进行计算;3)通过成熟度报告和雷达图对成熟度进行表示和可视化。