制造企業數字化轉型評價系統的設計與實現

關俊濤,張保剛,陳 磊,游 冰

(國機工業互聯網研究院(河南)有限公司 工業互聯網創新推廣中心，河南 鄭州 450001)

隨著新一輪科技革命和產業變革的深入，利用數字技術對制造企業進行全方位改造，目前已成為制造企業轉型發展的重要機遇[1]。許多學者對制造企業數字化轉型升級的內涵、途徑、效益等進行了研究。企業數字化轉型是利用數字技術打造新型數字化能力，驅動商業模式轉變，實現整體變革的系統性工程[2]。云樂鑫等提出了探索業務線上化階段、數字技術導向的業務數字化階段、客戶需求驅動的內部整體智能化階段和利益相關者聯結的開放化階段等企業數字化“四階段”轉型路徑[3]。張麗等研究了企業數字化轉型的內外部動力，指出培育數字化思維模式、搭建數字化運營架構、配置數字化資源體系是制造企業實施數字化轉型的路徑[4]。何帆等以滬深兩市主板上市公司作為研究對象，發現數字化轉型顯著提升了實體企業的經濟效益[5]。開展制造企業數字化轉型評價研究，對了解企業數字化轉型現狀，明確數字化轉型重點和方向，提升轉型質量和效率具有重要意義[6]。趙懿寧基于百余家企業的調研數據，采用因子分析法探索能覆蓋戰略、經營、技術、管理等層面的企業數字化轉型評價指標體系，為企業數字化轉型提供了一整套方法[7]。埃森哲和國家工業信息安全發展研究中心的研究發現，數字化轉型領軍企業在恢復產能、增長信心、提升盈利能力等方面明顯優于其他企業，提出了包括主營增長、智能運營、商業創新等內容的中國企業數字化轉型指數[8]。

目前，關于制造企業數字化轉型必要性、途徑的研究較多，但缺乏對制造企業數字化轉型評價的研究。本文將構建制造企業數字化轉型評價指標體系，開發企業數字化轉型評價系統，并在企業數字化轉型評價中進行應用。

1 制造企業數字化轉型評價指標體系構建

1.1 構建原則

(1) 系統性和獨立性相結合。制造企業數字化轉型是一項復雜的系統性工作，其評價指標體系要覆蓋戰略、經營、技術等各方面，支撐對企業進行的全面評價。指標間要相互獨立，避免重復、包含，以保障評價結果的有效性。

(2) 通用化和個性化相結合。制造企業是按照一定生產工藝將原材料加工成產品的企業。制造企業數字化轉型評價的大部分指標在所有制造企業中是具有一定通用性的，但不同行業中企業的生產工藝、管理模式會存在較大差異，因此還需要兼顧個性化指標。

(3) 定量和定性相結合。為客觀評價制造企業的數字化轉型現狀，指標體系中應以定量指標為主[6]，但并非所有指標都可用具體數字來表示，因此需將定性指標加入指標體系，以保障指標體系的合理性。

(4) 注重可操作性。評價指標所需數據應是可采集的，且指標數量不宜過多，以確保評價指標是可獲取的，使評價工作具有一定的可操作性。

1.2 指標體系

本文根據上述評價原則，設計了圖1所示的制造企業數字化轉型評價指標體系。該指標體系包括：4個一級指標、29個二級指標、103個評價項[6]。

圖1 制造企業數字化轉型評價指標體系

制造企業數字化轉型評價指標體系的4個一級指標即4個評價維度是指：自動化維度、數字化維度、網絡化維度和智能化維度。一級指標之下的二級指標可稱為二級評價域。

(1) 自動化維度評價制造企業在研發設計、生產制造、質量檢測、倉儲物流等環節應用3D打印設備、數控機床、工業機器人等自動化數字化裝備，實現“機器換人”的情況。它包括研發設備、生產設備、檢測設備、物流設備、倉儲設備、自動化集成，共6個二級評價域。

(2) 數字化維度評價制造企業信息化基礎設施建設，在研發設計、生產制造、經營管理、倉儲物流等環節應用信息化系統，實現數字化裝備、信息化系統集成，以及單一業務環節內數據共享、應用的情況。它包括信息基礎設施、產品設計、工藝設計、研發測試管理、制造管理、質量管理、廠內物流管理、倉儲管理、經營管理、安全管理、能源管理、運輸管理、工業軟件創新，共13個二級評價域。

(3) 網絡化維度評價制造企業對主要業務環節信息化系統開展集成，實現跨業務環節、跨部門、跨企業的數據共享和應用情況。它包括縱向集成、橫向集成、信息綜合集成、與第三方集成、新模式應用，共5個二級評價域。

(4) 智能化維度評價制造企業應用大數據、人工智能等技術對信息系統中數據進行建模、分析、挖掘，實現主要業務活動精準預測和優化的情況。它包括研發設計智能化、生產制造智能化、經營管理智能化、安全管理智能化和5G+AI融合應用，共5個二級評價域。

1.3 指標權重

不同行業數字化轉型的方向不同。為保證評價結果具有足夠的科學性與合理性，本文根據行業的不同，邀請一定數量的專家確定了指標權重。這里以水泥行業為例，邀請來自大型水泥制造企業、相關研究機構和高等院校的10名專家(兼顧理論知識和實踐經驗)，采用專家評價法確定了表1所示的指標權重。

表1 水泥制造企業數字化轉型評價的指標權重

自動化維度6個二級評價域的權重共計100；數字化維度13個二級評價域的權重共計100；網絡化維度5個二級評價域的權重共計100；智能化維度5個二級評價域的權重共計50。

由于水泥制造企業生產的是標準化產品，涉及研發的內容很少，因此，將自動化維度的研發設備項權重定為0，數字化維度的產品設計項、工藝設計項、研發測試管理項權重均定為0，智能化維度的研發設計智能化項權重也定為0。由于水泥制造企業的內部運輸以輸送帶為主，外部運輸多為社會車輛，因此將數字化維度的廠內物流管理項權重定為0，運輸管理項權重也定為0?？紤]到水泥制造企業中目前暫未出現基于互聯網平臺的新模式應用，本文將網絡化維度的新模式應用項權重定為0。

2 制造企業數字化轉型評價系統建設

為提高企業數字化轉型評價的效率，本文在構建數字化轉型評價指標體系和確定指標權重的基礎上，開發了制造企業數字化轉型評價系統。該系統具有面向不同細分行業評價模型、評價權重、評價規則的快速配置功能，適用于多個行業的數字化轉型評價工作。制造企業數字化轉型評價系統的功能架構如圖2所示。

圖2 制造企業數字化轉型評價系統的功能架構

(1) 分級評價。針對平臺管理方的評級配置模塊，具有評級批次定義、評級專家組定義、評級規則定義等配置功能；評級管理模塊用于管理企業分級評價進度，具有企業分級評價結果的審核功能；評級審核模塊用于企業分級評價申請的審核；結果查詢模塊用于查看已完成的分級評價結果和報告。針對參評企業的評級申請模塊，用于企業提交分級評價申請(參評企業也能通過結果查詢模塊查看分級評價結果和報告)。針對評價專家的專家評價模塊，用于專家對企業進行評價，填寫評價問卷和意見。

(2) 試題庫。試題庫配置模塊具有基礎試題庫、行業試題庫的分類信息配置功能；基礎試題庫模塊和行業試題庫模塊分別具有相應試題的新增、編輯、刪除、查看、修訂審核、開啟/關閉、試題關聯配置、試題配分等功能。

(3) 專家庫。專家庫配置模塊具有專家領域配置功能；專家列表模塊具有專家信息錄入、維護、查詢等功能。

(4) 問卷管理。問卷評分模塊具有問卷各級指標域的權重配置功能；問卷預覽模塊具有問卷內容預覽功能。

(5) 系統管理。它包括用戶管理、權限管理、應用管理等功能模塊。

3 制造企業數字化轉型評價系統應用

本文基于所開發制造企業數字化轉型評價系統(以下簡稱平臺)建立的標準化評價服務流程，包括企業評價申請、專家現場評估、評價結果審核與評價報告發布等環節(圖3)。具體來說：①企業在服務平臺上注冊，提出分級評價申請；平臺管理方對申請材料進行審核，并通過短信、網站等發布企業評價申請的受理結果；②平臺管理方組建評價專家團隊，由專家團隊依據評價準則對評價過程中采集的證據及其滿足程度進行打分，同時由平臺自動計算企業得分；評價團隊溝通一致后形成評價結果，并通過平臺完成提交；③平臺管理方組建審核團隊，對已提交的企業評價結果進行綜合評審，以所形成評審結果作為最終的評價結果；④平臺管理方對評價結果進行發布，并將其推送給參評企業；參評企業可通過平臺查看和下載企業的評價報告。

圖3 制造企業數字化轉型評價的流程

目前，該平臺已在河南省“雙高”行業數字化轉型診斷服務活動中獲得應用。它覆蓋了河南省水泥、鋼鐵、焦化三大行業85家企業。平臺的評價專家來自行業龍頭企業、知名解決方案服務商等，均具有豐富的數字化轉型工作經驗。經討論，專家根據自動化、數字化、網絡化、智能化4個一級指標得分情況和總得分，將企業數字化轉型評級結果分成了四級十二檔。

平臺的應用實踐表明：采用所開發制造企業數字化轉型評價系統進行評價的結果，與行業主管部門掌握的企業情況一致；其指標體系科學合理，能夠真實反映企業的數字化轉型現狀，如某水泥制造企業曾獲得多項國家級智能制造、工業互聯網榮譽，該企業在評價中也獲得了較高的分數。

4 結 語

本文構建了制造企業數字化轉型評價指標體系，開發了制造企業數字化轉型評價系統，并在行業數字化轉型診斷服務中進行了應用。研究表明：①提出的制造企業數字化轉型評價指標體系科學合理，能夠真實反映企業的數字化轉型現狀；②所開發制造企業數字化轉型評價系統經過靈活配置，可用于多個行業的制造企業數字化轉型工作評價；③形成的制造企業數字化轉型評價解決方案可實施性和可復制性強，能夠提高制造企業數字化轉型評價工作的質量和效率。