基于CMMI模型的電子裝備單位RMS工程能力評估研究

董正明，陳啟航

（中國船舶重工集團公司第七二三研究所，揚州 225001）

引言

裝備研制RMS工程能力是指在裝備的形成過程中，將現有的各種RMS技術，通過一系列RMS工程實踐活動作用于裝備中，使其形成裝備特定RMS水平的能力[1]。電子產品的研制單位必須具備較高的RMS工程能力成熟度，才能保證其產品的高質量生產水平。因此，需要建立一個RMS工程能力的評估程序，對電子裝備研制單位進行等級判別和評估分析。

在電子裝備研制過程中，與產品RMS相關的工作主要包括工程組織、工程管理、工程技術和工程支持等，這些工作項目的實施效果直接反映了裝備研制組織的RMS工程能力的高低。因此，對裝備研制組織開展RMS工程能力評估時，從這四個過程域類別出發，采用能力成熟度集成模型（CMMI），主要包括三個層次：能力成熟度等級、過程域和過程實踐，進行工程能力的模糊判斷，并進行評估分析。

1 RMS工程能力CMMI模型

1.1 成熟度等級劃分

電子裝備研制單位的產品RMS技術提升是一個循序漸進的過程[2-4]。因此，在RMS工程能力成熟度模型中，將這些步驟分為6個能力成熟度等級，這些成熟度等級是RMS工程能力CMMI模型中對組織能力水平進行度量的“單位”，為測量某個電子裝備研制單位的RMS工程能力成熟度以及評價其RMS工程能力定義了一個有序的級別，具體如圖1所示。

在CMMI模型中，電子裝備研制單位RMS工程能力成熟度等級0～5表示裝備研制單位開展RMS工作過程的不同效果及對RMS工作目標的不同實現程度。能力成熟度等級0是指未執行過程，這表示電子裝備研制單位的RMS工作過程的大部分目標沒有被滿足；當能力成熟度等級達到5級水平時，表示研制單位的RMS工作過程得到很好的執行且持續得到改進。

1.2 CMMI模型的過程域與過程實踐

過程域和過程實踐是評價電子裝備研制單位RMS工程能力的關鍵點，是確定其RMS工程能力的重要基礎[5]。在CMMI模型中，過程域和過程實踐的確定要體現型號研制中開展的RMS工作的實際情況，即在電子裝備研制中哪些活動對RMS工程能力有積極影響。具體的過程域與過程實踐活動可以根據不同的單位組織框架來確定。

2 RMS工程能力評估方法

2.1 評估流程

在確定了CMMI模型的成熟度等級劃分，電子裝備單位過程域與過程實踐活動后，進行其RMS工程能力的評估，主要包含兩個階段，分別是評估準備階段和現場評估階段。

評估準備階段需要完成的工作主要包括：策劃評估、準備評估和待評組織反饋。將評估裝備研制RMS工程能力所使用的調查問卷以及RMS工程能力評估模型的一些相關資料送至待評裝備研制組織的相關部門，向待評裝備研制組織的參與評估過程的相關人員作簡要介紹，使他們了解此評估活動的意義，以調動他們參與問卷調查和訪談的積極性。

評估準備階段的時間大約為一個月，主要在現場評估之前進行，具體活動順序如圖2所示。

在進行充分的準備之后，評估小組需進駐待評電子裝備研制單位內部進行實地調研，根據評估計劃中確定的典型型號，充分檢查這些型號中開展的各項RMS工作，以便得到客觀、完整和詳細的評估結果。現場評估階段主要包括訪談、文檔評審、組織合并數據和等級評定。現場評估過程中的主要活動順序如圖3所示。

這里具體介紹現場評估階段的主要活動內容。

2.2 現場評估

2.2.1 訪談

訪談對象包括各級RMS工作負責人以及可靠性專業總師和從事RMS設計的人員等。一次訪談可由2～3個評估人員共同組織進行，訪談活動主要包括：

1）了解他們的工作狀態，明確他們的工作過程和工作中所遵循的各種標準；

2）確定RMS工作的監督、控制和審查方式以及RMS工作實施的硬件條件等；

圖1 RMS工程能力成熟度等級

圖2 評估準備階段主要活動順序

圖3 現場評估階段主要活動順序

3）評估人員可以參考RMS工程能力評估模型的過程實踐，從工程組織、工程管理、工程技術和工程支持四個過程域類別對訪談對象進行詳細了解。

2.2.2 文檔評審

文檔評審是對評估計劃中確定的典型型號在產品研制過程中與RMS工作過程相關的文檔材料進行審查，然后將這些文檔映射至RMS工程能力評估準則當中。主要包括：

1）電子裝備研制單位的RMS工作機構設置、制度文件和工作規范體系文件；

2）具體型號中RMS工程管理計劃（工程專業綜合部分）；

3）在故障相關特性分析、設計、試驗中得到的各類文檔；

4）其他相關文檔等。

2.2.3 模糊判斷等級判定

整理來自訪談、文檔評審和調查問卷的信息，對過程實踐、過程域、過程域類別和研制單位的RMS工程能力等級進行評定。具體有以下幾個流程。

1）過程實踐的模糊判斷

在調查問卷中，采用5分制進行調查，即對過程實踐進行打分，0到5分分別對應0到5級，以便于評估人員操作。

以過程域“組織人員”為例，該過程域下有3個過程實踐，分別為“機構組織”，“崗位設置”和“人員配置”。根據調查問卷得到3個過程實踐的模糊判斷向量分別為X=(x1, x2, x3, x4, x5)，Y=(y1, y2, y3, y4, y5)，Z=(z1, z2,z3, z4, z5)。則該過程域的模糊判斷矩陣為：

2）過程域的模糊判斷評定

在確定過程域的能力等級時，首先需要確定每個過程域下的各過程實踐的權重。為便于專家進行評定，采用如下權重優先關系函數。

式中：

fij—變量i與變量j相比的重要程度，數值越大，表明越重要。

根據調查問卷調查得到的數據獲得各過程域的優先關系矩陣。以過程域“組織人員”為例，其下包含3個過程實踐，分別是機構設置、崗位設置和人員配置。調查問卷獲得的過程域“組織人員”的權重優先關系矩陣如表1所示。

計算表1優先關系矩陣中每一行元素的乘積：

式中：

aij—表1優先關系矩陣中的元素。

計算Mi的3次方根

對向量歸一化處理，即：

得到向量W=[W1, W2, W3] 即為過程域“組織人員”下3個過程實踐的權重向量。

在確定過程實踐的權重后，結合過程實踐的模糊判斷向量矩陣，可以進一步確定該過程域的模糊判斷向量：

根據最大隸屬度準則得到過程域“組織人員”的能力成熟度等級。

同理可以得到其他過程域的能力成熟度等級。

表1 過程域“組織人員”優先關系矩陣表

3）過程域類的模糊判斷評定

在對過程域類進行等級評定時，采用的是“短板原則”，即某過程域類下面所有的過程域當中，級別最低的那個決定了該過程域類所處的能力成熟度等級。認為任何過程域都同等重要，無輕重之分，在等級評價時最低級別的過程域會影響整個組織級別的等級水平，但在組織過程改進時，可根據自身需要選擇優先改進的過程域。

4）研制單位的RMS工程能力的模糊判斷評定

結合“短板原則”，根據過程域類的能力成熟度等級可以確定裝備研制組織的RMS工程能力成熟度等級。

3 應用示例

這里通過對某電子裝備研制單位進行的RMS工程能力評估作為應用示例，CMMI模型的成熟度等級劃分，評估準備階段的活動以及現場評估的訪談、文檔評審按文中所述展開，這里具體介紹現場評估的模糊判斷等級評定流程。

3.1 應用示例等級評定流程

1）確定過程實踐權重

以過程域“組織人員”為例進行計算，根據調查問卷得到過程實踐“機構設置”、“崗位設置”和“人員配置”的優先關系矩陣如表2所示。

利用公式（3）計算表2中優先關系矩陣每一行元素

的乘積，再根據公式（4）計算Mi的3次方根結合

得到的向量W即為過程域“組織人員”下3個過程實踐“機構設置”、“崗位設置”和“人員配置”的權重向量。

2）確定各過程域能力等級

根據調查問卷得到過程域“組織人員”的模糊判斷矩陣為：

根據公式（6）可以得到該過程域的模糊判斷向量為：

根據最大隸屬度準則，過程域“組織人員”的能力成熟度等級為2。同理可以得到其他過程域的能力成熟度等級：過程域“工作流程”的能力成熟度等級為3，過程域“培訓與考核”的能力成熟度等級為2。

3）確定各過程域類能力等級

根據“短板原則”，過程域類“工程組織”的能力成熟度等級為2。同理得到過程域類“工程管理”的能力成熟度等級為2，過程域類“工程技術”的能力成熟度等級為2，過程域類“工程支持”的能力成熟度等級為2。

4）確定該電子單位RMS工程能力成熟度等級

結合“短板原則”，根據過程域類的能力成熟度等級可以確定該單位的RMS工程能力成熟度等級為2級。具體計算結果如表3所示。

3.2 應用示例評估分析

1）RMS工程組織

本部分評級內容分為組織人員、工作流程和培訓與考核3個部分。

①在工作流程方面，已建立了RMS工作規范和工作流程，制定了較為完善的、覆蓋較全的RMS工作項目作業手冊，是工程組織中能力成熟度最高的一個實踐過程。

②在組織人員方面，該組織開展RMS工作的組織機構健全、崗位設置和人員配置齊全。但人員組成中正高職較少、年輕人較多、型號經驗豐富的技術人員相對不足。

③在培訓和考核方面，具備新員工培訓、崗前培訓、型號培訓各種形式的RMS專業培訓，但是培訓沒有形成制度化、針對性不強、缺乏培訓和考核記錄。

2）RMS工程管理

本部分評價內容分為計劃管理、過程控制2個部分。

表2 過程實踐評價優先關系矩陣表

①在計劃管理方面，按國軍標要求對RMS工作規劃和工作分解結構實施合理，是工程管理中能力成熟度最高的一個實踐過程。

②在過程控制方面，對RMS檢查、里程碑評審、信息管理、閉環控制和供應方管理等工作開展良好，但缺乏對供方的RMS評價，對供應方RMS監控和約束不足。

3）RMS工程技術

本部分評價內容包括需求識別、設計分析和試驗與評價3個部分。

①在試驗和評價方面，有計劃、有記錄、有報告，試驗和評價工作基本充分，是工程技術中能力成熟度最高的一個實踐過程。

②在需求識別方面，RMS要求論證、分解和分配及轉化過程和方法基本正確和有效，但缺少數據支持和綜合權衡手段。

③設計分析方面，RMS設計分析活動規范、協調，過程和方法正確有效，但缺乏數字化集成環境。

4）RMS工程支持

本部分評價內容分為輔助工具和知識工程2個部分。

①在輔助工具方面，輔助軟件和實驗設備配備較為齊全，但RMS專業工具不全，與其他專業未能實現協調。

②在知識工程方面，RMS知識收集、共享和利用基本有效，員工技術檔案制度值得推廣，但所內知識工程平臺尚未有效運行。

表3 某電子單位RMS工程能力評價結果表

該組織根據以上評估分析，對存在的問題結合自身情況加以分析，確定自身RMS工作的改進方向，來不斷提升自己的RMS工程能力水平。

4 結論

本文采用CMMI模型，定義了工程能力的成熟度等級劃分，從工程組織、工程管理、工程技術和工程支持等四個過程域類對裝備研制過程中開展的RMS工作項目實施效果進行評價，明確產品研制過程中各項可靠性工作項目的計劃、監控和評審要求。對被考核的項目組而言，可以衡量該項目組在產品研制過程中各項可靠性工作項目的實施效果。對整個被考核的電子裝備研制單位而言，可以衡量該組織開展可靠性工作項目的有效程度，找到RMS工作改進點并實現其RMS工程能力的持續改進。