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(xiàn)有的各種RMS技術(shù)，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(chǎn)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(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)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(chǎn)品RMS相關(guān)的工作主要包括工程組織、工程管理、工程技術(shù)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(fā)，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(chǎn)品RMS技術(shù)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(xiàn)程度。能力成熟度等級0是指未執(zhí)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(zhí)行且持續(xù)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(guān)鍵點，是確定其RMS工程能力的重要基礎(chǔ)[5]。在CMMI模型中，過程域和過程實踐的確定要體現(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(diào)查問卷以及RMS工程能力評估模型的一些相關(guān)資料送至待評裝備研制組織的相關(guān)部門，向待評裝備研制組織的參與評估過程的相關(guān)人員作簡要介紹，使他們了解此評估活動的意義，以調(diào)動他們參與問卷調(diào)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(xiàn)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(nèi)部進行實地調(diào)研，根據(jù)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(jié)果?，F(xiàn)場評估階段主要包括訪談、文檔評審、組織合并數(shù)據(jù)和等級評定?，F(xiàn)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(xiàn)場評估階段的主要活動內(nèi)容。

2.2 現(xiàn)場評估

2.2.1 訪談

訪談對象包括各級RMS工作負責(zé)人以及可靠性專業(yè)總師和從事RMS設(shè)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(tài)，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(jiān)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(xiàn)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(shù)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(chǎn)品研制過程中與RMS工作過程相關(guān)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(gòu)設(shè)置、制度文件和工作規(guī)范體系文件；

2）具體型號中RMS工程管理計劃（工程專業(yè)綜合部分）；

3）在故障相關(guān)特性分析、設(shè)計、試驗中得到的各類文檔；

4）其他相關(guān)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(diào)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(diào)查問卷中，采用5分制進行調(diào)查，即對過程實踐進行打分，0到5分分別對應(yīng)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(gòu)組織”，“崗位設(shè)置”和“人員配置”。根據(jù)調(diào)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(quán)重。為便于專家進行評定，采用如下權(quán)重優(yōu)先關(guān)系函數(shù)。

式中：

fij—變量i與變量j相比的重要程度，數(shù)值越大，表明越重要。

根據(jù)調(diào)查問卷調(diào)查得到的數(shù)據(jù)獲得各過程域的優(yōu)先關(guān)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(gòu)設(shè)置、崗位設(shè)置和人員配置。調(diào)查問卷獲得的過程域“組織人員”的權(quán)重優(yōu)先關(guān)系矩陣如表1所示。

計算表1優(yōu)先關(guān)系矩陣中每一行元素的乘積：

式中：

aij—表1優(yōu)先關(guān)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(quán)重向量。

在確定過程實踐的權(quán)重后，結(jié)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(jù)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(yōu)先關(guān)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(jù)自身需要選擇優(yōu)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(jié)合“短板原則”，根據(jù)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(yīng)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(yīng)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(xiàn)場評估的訪談、文檔評審按文中所述展開，這里具體介紹現(xiàn)場評估的模糊判斷等級評定流程。

3.1 應(yīng)用示例等級評定流程

1）確定過程實踐權(quán)重

以過程域“組織人員”為例進行計算，根據(jù)調(diào)查問卷得到過程實踐“機構(gòu)設(shè)置”、“崗位設(shè)置”和“人員配置”的優(yōu)先關(guān)系矩陣如表2所示。

利用公式（3）計算表2中優(yōu)先關(guān)系矩陣每一行元素

的乘積，再根據(jù)公式（4）計算Mi的3次方根結(jié)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(gòu)設(shè)置”、“崗位設(shè)置”和“人員配置”的權(quán)重向量。

2）確定各過程域能力等級

根據(jù)調(diào)查問卷得到過程域“組織人員”的模糊判斷矩陣為：

根據(jù)公式（6）可以得到該過程域的模糊判斷向量為：

根據(jù)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(xùn)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(jù)“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(shù)”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(jié)合“短板原則”，根據(jù)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(jié)果如表3所示。

3.2 應(yīng)用示例評估分析

1）RMS工程組織

本部分評級內(nèi)容分為組織人員、工作流程和培訓(xùn)與考核3個部分。

①在工作流程方面，已建立了RMS工作規(guī)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(yè)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(gòu)健全、崗位設(shè)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(jīng)驗豐富的技術(shù)人員相對不足。

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

2）RMS工程管理

本部分評價內(nèi)容分為計劃管理、過程控制2個部分。

表2 過程實踐評價優(yōu)先關(guān)系矩陣表

①在計劃管理方面，按國軍標要求對RMS工作規(guī)劃和工作分解結(jié)構(gòu)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(huán)控制和供應(yīng)方管理等工作開展良好，但缺乏對供方的RMS評價，對供應(yīng)方RMS監(jiān)控和約束不足。

3）RMS工程技術(shù)

本部分評價內(nèi)容包括需求識別、設(shè)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(shù)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(zhuǎn)化過程和方法基本正確和有效，但缺少數(shù)據(jù)支持和綜合權(quán)衡手段。

③設(shè)計分析方面，RMS設(shè)計分析活動規(guī)范、協(xié)調(diào)，過程和方法正確有效，但缺乏數(shù)字化集成環(huán)境。

4）RMS工程支持

本部分評價內(nèi)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(shè)備配備較為齊全，但RMS專業(yè)工具不全，與其他專業(yè)未能實現(xiàn)協(xié)調(diào)。

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(shù)檔案制度值得推廣，但所內(nèi)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(jié)果表

該組織根據(jù)以上評估分析，對存在的問題結(jié)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(jié)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(shù)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(chǎn)品研制過程中各項可靠性工作項目的計劃、監(jiān)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(chǎn)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(xiàn)其RMS工程能力的持續(xù)改進。