《Systems》：Towards an Integrated Threefold Maturity Model for Manufacturing SMEs: A Systematic Literature Review of Lean, Digital, and Sustainability Maturity Models
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在持续进行的数字与绿色双重转型背景下，中小型制造企业（SMEs）的绩效与发展应通过更具整体性的方法加以重新评估，这些方法包括运用（i）生产率（精益）、（ii）数字化以及（iii）（环境）可持续性实践，以使其在日益严苛的市场和不断变化的工业格局中保持竞争力。在此
在持续进行的数字与绿色双重转型背景下，中小型制造企业（SMEs）的绩效与发展应通过更具整体性的方法加以重新评估，这些方法包括运用（i）生产率（精益）、（ii）数字化以及（iii）（环境）可持续性实践，以使其在日益严苛的市场和不断变化的工业格局中保持竞争力。在此情境下，成熟度模型已成为评估企业在组织能力方面成长与发展的成熟方法或指南。本系统文献综述（SLR）聚焦于识别和分析科学知识体系中关于成熟度模型的研究成果，这些模型为将生产率（精益）、数字化和/或（环境）可持续性实践以整体性方式整合到制造企业（尤其是中小企业）运营模式中提供了详细指南，以提升其绩效与竞争力。该SLR基于从Scopus和Web of Science数据库中开放时间范围内检索到的763条记录中筛选出的22篇出版物。此外，本SLR为开发综合性混合成熟度模型提供了结构性指南，该模型旨在以协同方式整合精益、数字化与（环境）可持续性原则、实践和工具，最终构建面向制造型中小企业精益—数字化—可持续（LDS）工业转型的一体化三要素成熟度模型。
1. 引言
在持续的数字与绿色双重转型背景下，中小型制造企业（SMEs）的绩效与发展应采用更具整体性的方法重新评估，涵盖生产率（精益）、数字化和（环境）可持续性实践，以保持其在日益严苛市场中的竞争力。制造型中小企业贡献了全球制造业总增加值约45%、全球GDP约16%以及全球制造业就业岗位的60%，是推动全球可持续工业增长的关键力量。精益制造通过减少成本和浪费帮助中小企业提升盈利能力、生产率和质量；数字技术的采用有助于弥补中小企业规模相关的结构性局限，提升其在增长、创新、环境可持续性、国际化和竞争力方面的绩效；而中小企业的绿色转型因其在资金、绿色技能和技术等资源获取方面的局限而面临挑战。文献表明，精益与数字化实践的整合（即"数字精益"）能够提升组织能力，数字技术可实现生产资源的有效配置从而提升环境可持续性，精益与数字化的协同效应还能改善组织环境可持续性表现。
在此背景下，成熟度模型已成为评估组织能力成长与发展的成熟方法。然而，现有文献对精益、数字化与环境可持续性三者之间相互关系及中小企业所面临挑战的理解仍显不足，涵盖三大范式的跨领域研究尚处于起步阶段。因此，文献中已识别出知识空白，亟需结构化流程来概念化一个三要素成熟度模型，以利用精益、数字化与环境可持续性原则、实践和工具之间的共性与协同效应，同时避免模型过于复杂而降低其对中小企业的实用性。本研究旨在开展系统文献综述，聚焦识别和分析科学知识体系中关于成熟度模型的研究成果，为将精益、数字化和/或环境可持续性实践以整体性方式整合到制造企业（尤其是中小企业）运营模式中提供指南。研究提出三个研究问题：RQ1：综合性中小企业成熟度模型的结构特征是什么？RQ2：三要素成熟度模型应具备哪些特征以同时支持中小企业的精益、数字化和环境可持续性工业转型？RQ3：精益、数字化和环境可持续性成熟度模型之间存在哪些共性和协同效应，可在三要素成熟度模型中加以利用以降低模型及其采用复杂性？
2. 理论背景
2.1 中小企业
中小企业约占全球企业总数的90%、全球就业的70%和全球GDP的50%。欧盟委员会将中小企业定义为雇员少于250人、年营业额不超过5000万欧元和/或年度资产负债表总额不超过4300万欧元的企业。中小企业平均生产率低于大型企业，原因包括难以利用规模经济、融资困难、缺乏熟练劳动力以及与客户和供应商合同关系的非正式性。中小企业的决策过程受所有者管理者在时间、资源、信息和管理技能方面的约束。然而，灵活性是中小企业的显著特征，使其能够适应不断变化的市场条件、调整生产流程并响应波动的客户需求。数字工具可支持中小企业迈向更可持续的实践，环境可持续性实践和数字工具采用正成为中小企业在本地和全球供应链中成功的先决条件。
2.2 成熟度模型
成熟度模型代表一种基于阶段的组织演化理论，描述组织朝着发展价值实践或采用最佳实践以实现理想状态或获得一组能力的渐进改进路径。任何成熟度模型应包含两个标准组成部分：定义一组描述所研究领域发展阶段的水平或阶段，以及描述一组用于衡量待发展能力的标准。成熟度模型的进一步特征化包括包含命名和描述的层次以及若干维度，每个维度包含各成熟度水平需开展的元素或活动。成熟度模型可分为描述性模型（诊断当前状态）、处方性模型（识别理想成熟度水平并提供改进指南）和比较性模型（支持标杆对比）。就中小企业而言，其成熟度模型应简单、实用、以结果为导向，提供清晰分步的指导，并考虑其有限的预算和熟练人员。精益制造成熟度指组织有效运用精益实践和工具的程度。数字成熟度涵盖数字化、数字化和数字化转型三个阶段。可持续性成熟度指组织有效将环境、社会和治理（ESG）实践整合到核心战略和运营中的能力。单一成熟度模型仅评估组织中的单一能力集，而中小企业实际需要具有协同性质的混合成熟度模型，以实现相关能力集的持续改进。
3. 研究方法
本系统文献综述采用Kitchenham协议、PICO框架和PRISMA-S指南来开发严格的研究方法，消除出版物选择偏差并确保全面提取研究结果。研究术语通过PICO研究协议确定，"成熟度评估"和"成熟度框架"被识别为"成熟度模型"的同义词。文献检索在Scopus和Web of Science数据库中进行，这两个数据库被公认为科学出版物元数据的主要和最全面来源。检索策略经资深专家同行评审以防止偏差。质量评估标准包括：出版物明确符合所选领域范围、报告了其提案的开发方法、明确定义了领域内的"成熟度"、提出了成熟度模型等人工制品、报告了包含维度、特征、属性或因素、水平或阶段以及标准和/或评估的结构化提案。精益领域检索在Scopus和WoS中分别获得54条和22条结果，共76篇出版物，经去重、不可检索记录排除、领域外排除、标题和摘要相关性筛选以及全文分析后，最终22篇出版物被纳入本综述，其中精益领域4篇、数字化领域9篇、环境可持续性领域4篇、混合领域5篇。
3.4 成熟度模型批判性分析
3.4.1 精益成熟度模型
Nightingale和Mize提出基于能力成熟度矩阵的成熟度模型和评估，采用五个成熟度水平，包含95项加权精益实践。Maasouman和Demirli提出面向运营层面规划的成熟度模型，包含四个成熟度水平并引入模糊逻辑以实现更细微的过渡。Santos Bento和Tontini开发了围绕八个维度和五个成熟度水平的精益制造成熟度测量工具，通过验证性因子分析和结构方程建模进行了实证验证。Pienkowski围绕四个关键维度和五个递进成熟度水平构建精益成熟度评估，定义了28项具体标准，支持基于事实数据的快速、简单和客观自评。这些模型均基于丰田原则和精益实践，但均未针对中小企业采用进行定制。
3.4.2 数字化成熟度模型
Schumacher等人提出强调组织因素的综合方法，将抽象的工业4.0概念转化为可测量项目，其自评问卷是实用工具但可能引入主观性。De Carolis等人提出综合结构化成熟度模型，整合了系统文献综述、专家咨询和多案例研究验证，其局限性在于未纳入可持续导向行动。Mittal、Romero等人提出SM3E成熟度模型，整合组织维度、工具箱和成熟度水平，针对中小企业情境定制，支持自评和渐进式能力提升，但尚处于早期开发阶段且缺乏跨行业实证验证。Amaral和Pe?as开发了整合多维度与子维度的综合中小企业成熟度模型，提供足够粒度以支持更细致的评估。ávila-Bohórquez和Gil-Herrera聚焦中小企业特定需求，整合技术与组织维度，但依赖自报调查数据可能引入偏差。Ramanathan和Samaranayake提出工业4.0就绪度评估框架，整合关键技术、战略和运营标准，强调跨职能参与。Simetinger和Basl利用子领域间的逻辑依赖增强透明度，但公司治理和管理子领域中的条件可能降低其在许多中小企业的适用性。Kocaoglu和Kirmizi提出模块化处方性数字化成熟度模型，整合DEMATEL-based ANP以揭示维度间相互依赖，提出螺旋成熟度水平概念。Mohanta和Mahanty采用图论与矩阵方法开发成熟度模型，捕捉成熟度维度及其构成属性间的相互依赖，但模型复杂性可能对资源受限的中小企业构成实施挑战。
3.4.3 环境可持续性成熟度模型
Sangwan等人提出综合环境可持续性评估框架，整合可持续性就绪度评估模型和可持续性评估模型，其局限在于组织往往侧重制造过程而忽视产品开发和生命周期末端管理。Shukla和Adil针对绿色制造导向阶段数量和阶段分离标准缺乏共识的问题，提供区分阶段并解释企业环境可持续性主动性演化的稳健框架。Vásquez等人提出专门面向中小微企业的环境可持续性成熟度模型，采用监督分类算法和数据分析将企业划分为四个成熟度水平，增强评估的客观性和可复制性。Sohns等人开发了针对制造型中小企业的环境可持续性成熟度模型，将环境可持续性添加到时间、成本、质量和灵活性等传统绩效指标中，但水平间递进标准仍较为抽象。
3.4.4 混合成熟度模型
Verrier等人提出受CMMI启发的精益与绿色成熟度模型，整合精益制造原则与环境可持续性，为包括中小企业在内的企业提供可采纳的精益与绿色最佳实践。Bene?ová等人提出将绿色实践整合到工业4.0范式的业务就绪度模型，结合技术、组织和环境方面，但依赖问卷自评可能限制客观性。Trevi?o-Elizondo等人旨在通过量化活动衡量组织在工业4.0范式采用中的成熟度，其混合精益—数字化成熟度模型寻求平衡流程改进与工业4.0使能技术的使用，但未指定成熟度计算方法。Gatell和Avella提出整合数字化转型、可持续性和精益制造原则的处方性和比较性成熟度模型，但未涵盖其他关键运营维度和子维度，成熟度计算方法未完全详述，且缺乏实证验证。Silva等人的混合精益—数字化成熟度模型承认精益能力在工业4.0范式成功采用中的基础作用，但该模型仍处于概念阶段。
4. 讨论与证据总结
4.1 研究问题讨论
4.1.1 RQ1：综合性中小企业成熟度模型的结构特征是什么？
综合性成熟度模型的结构包括：维度（组织领域、类别或功能，应超越技术涵盖文化、战略、领导力、人员和可持续性）、水平（代表组织在特定属性上成熟度的阶段，提供清晰的演化路径并明确定义各水平）、标准（各维度特定的一组属性，即原则、指南、实践、工具或项目）、标准验证（通过专家和/或案例研究确保标准可靠、一致和准确）、成熟度计算（用于生成维度聚合分数的方法论）、评估工具（用于评估组织成熟度的结构化工具）以及评估验证（验证评估工具可靠性、一致性和准确性的过程）。
4.1.2 RQ2：三要素成熟度模型应具备哪些特征以同时支持中小企业的精益、数字化和环境可持续性工业转型？
三要素成熟度模型应具备以下特征：多领域/混合方法，整合独特的"精益—数字化—环境可持续性"方法；共同关注关键流程，整合数字技术、精益原则和实践以及环境可持续性原则、实践和指标以避免重复努力；共享阶段递进，采用单一成熟度水平序列以遵循时间顺序路径；单一评估工具，为各标准提供具体描述符以便组织客观评估状态和跟踪进展；路线图，提供清晰、按时间顺序的采用步骤和可操作指导；中小企业适应性，易于解释并根据中小企业约束定制。
4.1.3 RQ3：精益、数字化和环境可持续性成熟度模型之间存在哪些共性和协同效应？
文献识别出的共性和协同效应包括：统一成熟度模型结构，使用单一标准成熟度量表同时评估所有运营领域的精益、数字化和环境可持续性成熟度；多维方法，涵盖多个组织和技术维度以满足中小企业综合需求；验证的模型结构标准，通过专家意见或行业调查验证成熟度水平及其组成部分；绩效指标，纳入运营指标以增强评估对决策者的相关性；自评工具，促进组织实际采用；成熟度计算，建立客观可重复的计算方法以最小化偏差；路线图，制定组织下一步行动；中小企业适应性，根据中小企业情境定制。
4.2 理论贡献与管理启示
4.2.1 理论贡献
本系统文献综述通过总结成熟度模型的主要构建模块，为中小企业成熟度模型的结构特征化做出贡献。重要贡献在于识别了从"单一领域"向"混合领域"成熟度模型的范式转变，这可以更协同和资源高效地引导中小企业采用精益、数字化和环境可持续性原则、实践和工具。
4.2.2 管理启示
中小企业面临新的竞争和监管要求，迫切需要为中小企业管理者提供综合混合成熟度模型，以降低运营情报的复杂性，促进联合工业转型战略的制定。联合战略意味着将生产（精益）、IT（数字化）和质量（环境可持续性）领域汇聚在一起，协作共创共享工业转型计划。采用综合混合成熟度模型可为中小企业提供比单一领域成熟度模型更具成本效益的增长路径。
5. 面向制造型中小企业精益—数字化—可持续工业转型的一体化三要素成熟度模型概念设计框架
概念设计框架采用Mittal、Romero等人的模型结构以捕捉中小企业现实，以及De Carolis等人的运营严谨性。SM3E成熟度模型提出三轴框架定义统一维度、衡量成熟度递进路径的水平以及作为模型标准的工具箱。概念设计框架包含五个制造运营相关领域：设计工程、生产管理、质量管理、维护管理和物流管理。五个成熟度水平包括：新手（对精益、数字化和环境可持续制造原则、实践和工具缺乏认识）、初学者（最近意识到并基本理解）、学习者（开始尝试精益、数字化和环境可持续制造原则、实践和工具的协同）、中级（在不同组织领域成功开展协同试点项目）和专家（协同且战略性地部署精益、数字化和环境可持续制造原则、实践和工具）。Z轴展示应在特定制造运营相关领域的各目标成熟度水平采用的所有原则、实践和工具，包括精益原则、实践和工具、数字原则、实践和工具以及环境可持续性原则、实践和工具。影响量表代表三个领域间的相互作用：单一影响、双重影响和三重影响。自评工具必须沿三个轴开发以评估成熟度水平，将综合混合成熟度模型概念化转化为实际评估，帮助中小企业识别优势、劣势和改进领域，使决策者能够制定三要素精益—数字化—可持续工业转型路线图。
6. 结论、局限性与未来工作
本系统文献综述揭示，中小企业面临现有单一领域成熟度模型未能充分解决的运营约束。对中小企业有效的成熟度模型需要更具"综合性"，提供多维性、组织为清晰成熟度水平并由详细评估标准支持。综合成熟度模型必须包含领域特定的关键原则、实践和工具以支持其逐步采用和发展。开发综合混合成熟度模型的核心挑战是在单一自评工具内利用跨领域协同效应，将成熟度转化为统一路线图中的可操作进展。由于本系统文献综述的性质，结果可能取决于所选择的检索策略和用于筛选记录的纳入与排除标准，可能无法捕捉与中小企业发展相关的问题，如区域要求、公共政策和财务约束。所提出的概念设计框架基于系统文献综述开发，确保其具有坚实的科学基础以供后续验证和改进。未来工作将侧重于通过专家验证和德尔菲研究来验证和进一步完善所提出概念设计框架的结构。
