制造業數字化轉型評價指標體系構建與應用研究

萬 倫，王順強，陳 希，杜林明

（1.國家工業信息安全發展研究中心，北京 100040；2.中國中車股份有限公司，北京 100039）

新一代信息技術的迅速發展，以及與傳統制造業融合創新，制造業數字化轉型在新一輪全球產業變革中扮演著愈發重要角色。習近平在全國網絡安全和信息化工作會議上指出要發展數字經濟，加快推動數字產業化、產業數字化。國務院及其部委相繼出臺了一系列推動制造業數字化轉型發展相關的政策，加速制造業數字化轉型的進程，據IDC 數據顯示2018 年84.9%的中國制造企業正在進行不同程度的數字化轉型。國務院發展研究中心［1］、中國工程院周濟等［2］、安筱鵬［3］等專家學者從數據要素、制造范式、體系變革等方面認識和詮釋數字化轉型過程。IDC［4-6］、埃森哲［7-8］、華強森等［9］、富士通［10］、數字化轉型促進會等［11］國內外研究機構從不同視角提出數字化轉型的評估模型以測度轉型發展的成熟度。大家對轉型發展的共識是數據要素成為制造業數字化轉型新引擎，業態創新為其提供了新生態，價值共創共享成為其新紅利。不同的是基于各自訴求出發點，未能給與一個整體性、系統化的參考架構和評估指標體系。

數字化轉型的過程不是機械簡單性的線性組合，由一系列分叉、突變、自組織等復雜行為組成，是一個復雜性系統演變的過程。作者從架構的理念出發，構建制造業數字化轉型架構，并基于參考架構給出評估制造業數字化轉型發展過程的評估框架和評估指標體系，以指導和幫助企業數字化轉型實踐。

1 參考架構

企業轉型是一個涉及到多層級、多方面的復雜系統工程，架構是界定多對象關系的一種理論，能很好地詮釋、定義和描述對象及對象間關系，Meyer等［12］、吳濤［13］、王秀霞等［14］等學者認為運用架構指導企業轉型發展是必然趨勢，龔麗敏等［15］、武亞軍［16］、Birnbaum［17］等從實際研究角度闡述了架構對開展企業發展問題的研究具有重要意義。參考工業4.0、工業互聯網、智能制造、兩化融合等體系架構，深入分析我國制造業數字化轉型基礎和發展需求，圍繞價值（“為什么”）、能力（“有什么”）和要素（“用什么”）3 個基本問題，從價值驅動、能力驅動和要素驅動出發構建制造業數字化轉型參考架構，如圖1 所示。

圖1 制造業數字化轉型參考架構

價值驅動：明確價值主張是轉型發展的起點，過程中需要兼顧員工、企業、客戶、供應鏈企業間、產業鏈企業間等利益相關方的訴求，為利益相關方提供創造價值的產品和服務，包括聚焦崗位的操作效率、著眼專業的業務效能、瞄準用戶的客戶價值、平臺視野的產業生態。

能力驅動：數字經濟時代，企業為應對內外部環境變化的不確定性，關注重點逐步從數字化智能化設備設施的引入、管理流程再造和組織優化，轉變為企業動態能力提升上來。能力驅動的演進分別為技術應用、業務優化、全生命周期一體化和產業鏈協同等能力。

要素驅動：新一代信息技術向制造業全要素、全價值鏈、全產業鏈的滲透和融合，催生出數據這一新的生產要素，并以數據的自動流動帶動技術、業務流程、組織結構的互動創新和持續優化，不斷提高制造資源的配置效率。要素驅動包括數據集成、流程協同、數據驅動、業務/場景驅動。

2 評估框架

參考架構為轉型發展提供了框架，給出了基本的、可定義的模塊或組件，為有力引導制造業數字化轉型還需提供一套客觀、科學的評價體系，本文在分析、汲取兩化融合［18-19］和數字化評估［4-11］的基礎上，結合企業數字化轉型實際，給出此評估框架。

2.1 基本原則

（1）科學性。評估框架結構應相對穩定，能夠反映數字化發展階段，指明發展路徑。評估指標應能夠表征數字化轉型的內涵和特征。

（2）實效性。借鑒先進實用的評估方法，吸取優秀實踐和典型案例經驗，以評估企業數字化轉型的能力與效益為重點。

（3）可操作性。評估指標宜易于選取，指標體系宜易于構建。評估數據宜易采集、可分析。

（4）可擴展性。隨著數字化轉型持續深入，可在總體框架下進行適時調整和修訂。

（5）差異性。制造業不同細分行業、不同數字化發展水平的企業可基于評估框架和評估指標體系做適應性調整，以體現行業特點。

2.2 評估框架

評估框架包括戰略與基礎評估、水平與能力評估、效能與效益評估3 個部分（見圖2）。戰略與基礎評估包括戰略與組織、數字化基礎等兩個主要評估內容，水平與能力評估包括數字技術應用、業務集成、企業綜合集成、產業協同創新等4 個主要評估內容，效能與效益評估內容包括質量、成本、效率、創新、經濟和社會效益等6 個主要評估內容。

圖2 評估框架

3 評價指標體系

3.1 戰略與組織

旨在通過評估企業發展規劃制定與執行和基礎資源建設，衡量企業數字化轉型基礎資源支持的水平適度性，主要評估內容包括發展戰略、流程與組織、人才保障和資金投入等，具體見表1。

表1 戰略與組織評價指標

表1（續）

3.2 數字化基礎

旨在通過評估與數據相關基礎設施建設情況，衡量企業數字化轉型的數據基礎保障的水平適度性，主要評估內容包括數據標準化、基礎設施、信息安全等，具體見表2。

表2 數字化基礎評價指標

3.3 數字技術應用

旨在通過評估數字化技術在研發設計、生產制造、經營管理、市場服務等企業內部各環節的應用和系統集成情況，衡量數字化技術在內部價值鏈各環節應用的水平與能力級別，主要評估內容包括研發設計、生產制造、經營管理、市場服務、信息系統集成等，具體見表3。

表3 數字技術應用評價指標

3.4 業務集成

旨在通過評估企業跨部門、跨業務環節的業務銜接和集成情況，衡量業務數據集成、業務流程貫通、過程量化管理、基于數據的輔助決策、產品與服務數字化的水平與能力級別，主要評估內容包括研發設計與生產制造集成、經營管理與生產控制集成、產供銷集成、快速響應的客戶服務、信息平臺支撐的項目全生命周期管理、基于數據的輔助決策、信息平臺支撐的集團管控、產品與服務數字化等，具體見表4。

表4 業務集成評價指標

表4（續）

3.5 企業綜合集成

旨在通過評估企業跨部門、跨業務環節的業務優化和變革情況，衡量數據模型驅動業務、業務流程協同優化、過程精準管控、數據驅動的決策優化、數字化產品與服務的水平與能力級別，主要評估內容包括基于數字孿生的協同研制、貫穿內部價值鏈端到端的精細管理、基于數字化生產線的準時柔性生產、基于產品全生命周期數據的精準服務、項目全生命周期的精準管控、數據驅動的決策優化、數據驅動的集團運營管控、數字化產品與服務等，具體見表5。

表5 企業綜合集成評價指標

表5（續）

表5（續）

3.6 產業協同創新

旨在通過評估跨企業的業務協同、模式創新和數字化產業情況，衡量信息化環境下企業間業務協同、創新和融合的水平與能力，主要評估內容包括數據驅動的產品全生命周期研制和服務協同管理、基于數據模型的產業鏈生產精準協同、流程驅動的價值鏈網絡化制造、平臺化的服務轉型、模型驅動的規模化個性化定制、數字化產業等，具體見表6。

表6 產業協同創新評價指標

表6（續）

3.7 效能與效益

質量、成本、效率、轉型旨在通過評估企業能力變化情況，經濟和社會效益旨在通過評估企業經濟和社會效益水平變化情況，具體見表7。

表7 業務協同創新評價指標

4 評價方法及應用

（1）權重設置。基于細分行業特點，綜合考慮指標重要程度和影響力，采用層次分析法設置各項評價指標的權重，一級指標權重和為1，各級子指標權重和為1。

（2）采集數據評分。采集數據有一是定量數據，一是定性數據。定量數據的評分可采用極差標準化法，如公式（1）所示，定性數據的評分可采用德爾菲法等，基于專家知識和經驗進行輔助決策。

其中，Vi為第i 數據采集項的實際值，V 下閾值和V 上閾值分別為該數據采集項的最小閾值和最大閾值。

（3）各級指標加權評分。上一級指標得分可由其各下一級指標得分加權求和得出。如公式（2）、（3）、（4）所示:

其中，Wi為第i 指標或采集項權重。

（4）評估數據及結果的應用。制造企業可依據上述采集數據，結合企業業務實際情況，根據需要在不同指標之間開展對比分析或關聯性分析，以準確了解和掌握數字化轉型發展的現狀、重點、問題及趨勢，進而確定數字化轉型發展的方向和路徑，并形成可行的實施方案。

5 結論與建議

制造業數字化轉型包含了企業轉型所面對的內外部環境的不確定性、新一代信息技術應用和融合的復雜性、企業動態能力建設和重構的不可預知性，是一個涉及到多層次、多方面的系統工程，一個整體性、系統化的參考架構和評估指標體系對指導制造業數字化轉型發展具有十分重要的意義。本文依據架構的理念，沿著高質量發展這條主線，以建立應對轉型過程中變化環境的動態能力為著力點，從價值、要素和能力維度構建制造業數字化轉型參考架構，并基于參考架構給出評估制造業數字化轉型發展過程的評估框架和評估指標體系，以指導和幫助企業數字化轉型實踐。

制造企業在推進數字化轉型過程中應加強數字化轉型的評估診斷，以周期性開展評估診斷為工作抓手，全面掌握企業數字化轉型現狀，優化調整數字化轉型策略和措施，引導新一代信息技術在企業研發、生產、管理和服務等全流程和產業鏈各環節的深度應用，推動企業數字化水平和效益水平的雙提升。