制造业信息化实施能力测评方法的研究与应用，本文主要内容关键词为：制造业论文,能力论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
我国对制造业信息化技术的研究与应用始于20世纪70年代末80年代初，国家科技部在关于国家制造业信息化工程总体概况的设计中，着重提出了培育企业信息化建设的技术服务体系，其中一项关键内容就是开展企业咨询、诊断，帮助企业进行实施能力分析，为企业实施制造业信息化建设提供完整的解决方案。因此建立基于企业实施信息化工程前的量化的实施能力测评工具是十分必要的，有必要通过推行实施能力测评工具标准化的途径，不断推进制造业信息化实施能力分析过程的系统化和规范化。
一、信息化实施能力测评指标体系的建立
1.实施能力测评指标的选取
建立信息化实施能力测评指标体系的目的是检验企业现有的综合能力是否满足即将选择实施的信息化工程的要求。制造业信息化工程不同于其他行业的信息化内涵，这突出表现在它对企业的基础性积累要求很高，尤其是在管理积累和过程积累水平方面有着很高的要求。这是因为制造业信息化过程是物流、信息流、资金流的有效集成，是自动化和标准化作业有机结合的过程。它对管理基础、技术水平、资源条件、人才能力、组织效率等一系列条件都存在硬约束。对企业而言，这是一种被动的适应，不可能要求系统反过来适应企业现状。因此建立包括管理基础、技术资源条件、组织运作绩效和企业运行环境在内的全面评价指标体系是现实和必要的。在测评指标体系中，本文设计了相互关联的三级指标，具体见表1。
2.指标权重确定
根据层次分析法的原理和方法[2—3]，采用1～9标度准则，通过同级指标的重要性比较，给各项指标分别赋予1～9的强度值，然后，据此形成的判断矩阵进行运算，求出各项指标的重要性权重系数。为了明确表述各级指标及其权重的关系，将上述指标权重汇总于表2，由此可看出在四个一级指标中， 衡量企业是否具备实施信息化工程的最重要因素是管理基础因素，其次是技术资源条件，而企业当前的经营绩效并不是影响企业实施信息化的主要因素，同时也可以看出环境因素对企业实施信息化具有很大影响，这一点尤其是当企业选择更高一级信息化水平时，将表现得更为突出。
3.测评指标分级评价标准
按照我国制造业信息化发展阶段和信息技术集成度的不同，将制造业中管理信息化过程分成五个阶段，即五个水平级。它们由低到高分别是：BASIC级、 制造资源计划（manufacturing，MRP）级、MRPⅡ级、企业资源计划（enterprise，ERP）级、计算机辅助工艺设计（computer-aided process planning，CIMS）级[4]。BASIC级是指企业的基础管理改造级。由于企业的管理水平很低，企业工业化水平处在泰勒时期程度，各项工作的随意性大，缺乏先进的管理工具与技术，存在大量的浪费，企业运作绩效很低。目前我国这样的企业还为数不少，对于这样的企业，必须进行管理基础和技术方面的改造，其实施信息化的道路还很长。
表1 制造业信息化实施能力测评指标
一级指标 二级指标三级指标一级指标二级指标 三级指标
C111计划的目的性
C231员工知识水平
C112计划的首位性 B23人C232员工教育与培训
B11计划
C113计划的普遍性 A2技术 力资源
C233员工参与
C114计划的效率性 资源 C234员工业务素质
C121组织的结构形式 C235员工对企业文化目标认同
C122组织目标和宗旨 C241MIS应用程度
B12组织
C123分权与集权B24信息 C242计算机应用及网络建设
C124组织效率
化基础 C243设备自动化水平
C131领导风格
C244专业人才积累
A1管理 C132领导技能与艺术 C245数据环境
基础 B13领导
C133领导效率 B31时间/ C311制造周期率
C134与员工的沟通与联系 效率
C312经营循环时间
C141控制目的
C313交货时间
C142控制标准
C321生产成本
B14控制
C143控制范围
C322销售管理成本
C144控制效果 A3运作绩效 B32成本
C323成本—效益比率
C151企业文化标志
C331质量计划
B15企业
C152团队精神 B33质量
C332质量控制
文化C153企业文化管理
C333质量改进
C211设施布置
C411同类产品/服务(含替代产品/
B21生产
C212生产能力服务)
A2技术 系统C213厂址规划 B41竞争
C412企业发展动因
资源
C214物流系统A4竞争约束
C221产品与服务约束 C413顾客需求
B22制造
C222工艺设计
技术C223生产组织
C414供应商
C224作业测定
MRP级，企业建立相对规范的组织分工，形成初步的系统管理体系，建立较全面的期量标准，应用了一些现代管理技术和管理手段，工作流程比较合理。对于这样的企业，可以根据需要对其基础管理过程加以完善，改善后勤管理，提高物料需求计划能力，进一步推动企业的流程改造，提高效益。因此，这种情况下可以实施MRP级。
MRPⅡ级，企业经过逐步的技术改造，管理基础水平较高，组织结构比较合理，组织目标明确，部门间关系协调，制造设备的柔性不断提高，管理信息系统在企业管理中发挥积极作用，企业文化建设小有成效，企业领导和员工士气较高，归属感较强，绩效水平平稳上升。此时企业对信息化水平的实施能力较强，基本具备实施制造资源计划的条件。
ERP级，企业在MRPⅡ实施状况良好的基础上，管理水平和技术条件得到大幅度提升，员工意识和能力大为改观，制造系统处于良好的受控状态，各子系统间具备相互集成的愿望和条件。企业已致力于改善组织绩效，消除内部价值链中的高成本环节，具备与供应商、顾客有效协调运作的基础。企业通过实施ERP级，将进一步集成企业的财务子系统、生产经营子系统、人力资源子系统，加强与供应商、销售商的协调互动，使整个价值链过程处于不断优化的状态，必定显著提高企业的经营绩效。
表2 实施能力测评指标权重
一级指标 一级权重 二级指标 二级权重 三级指标 三级权重 一级指标 一级权重 二级指标 二级权重 三级指标 三级权重
C111 0.450 C231 0.291
C112 0.350 C232 0.167
B11 0.280 C113 0.050 B23
0.333C233 0.042
C114 0.150 C234 0.375
C121 0.316 A20.316C235 0.125
C122 0.473 C241 0.321
B12 0.360 C123 0.053 C242 0.143
C124 0.158 B24 0.048 C243 0.072
C131 0.190 C244 0.214
C132 0.429 C245 0.250
A1 0.474 B13 0.200 C133 0.333 C311 0.625
C134 0.048 B31 0.562 C312 0.250
C141 0.286 C313 0.125
C142 0.428 C321 0.333
B14 0.120 C143 0.048 A3
0.053 B32 0.125 C322 0.067
C144 0.238 C323 0.600
C151 0.438 C331 0.400
C152 0.187 B33 0.313 C332 0.500
B15 0.040 C153 0.312 C333 0.100
C154 0.063 C411 0.315
C211 0.500 C412 0.421
C212 0.277 A40.157 B41 1.000 C413 0.211
B21 0.428 C213 0.056 C414 0.053
C214 0.167
A2
0.316
C221 0.438
C222 0.313
B22 0.191 C223 0.188
C224 0.063
CIMS级是现在实施制造业信息化工程的最高水平。CIMS级是在有效运行ERP级的基础上实施的，企业系统处于严格受控状态，管理基础处于自主、自觉的高水平，企业自动化水平、柔性化程度显著提高，通过PDM（product data management）将3C计算机辅助设计（computer-aided design,CAD）、计算机辅助制造（computer-aided manufacturing,CAM）、计算机辅助工艺设计（computer-aided process planning,CAPP）系统与ERP级有效集成，使企业生产经营过程受控于信息化状态。
制造业信息化工程的五个实施等级之间存在着明显不可逾越的管理基础约束和技术资源条件的要求，相应的，评价各级指标的标准也不同。据此，建立了与之相适应的五级评价准则，用以明确各项指标项对于制造业信息化工程实施水平的要求。
二、模糊综合评判
1.成熟度指标集A
前文中建立了以管理基础、技术资源、运作绩效、竞争约束四个一级指标为核心的三级指标体系，可根据信息化管理技术分级规律要求和指标的五个评价标准对每个三级指标赋值，赋值标准为按照每项指标符合评价准则的程度如何来确定。如指标符合某级水平，相应确定权值为δ，具体如下
CIMS级——δ＝1.0；ERP级——δ＝0.8；MRPⅡ级——δ＝0.6；MRP级——δ＝0.4；BASIC级——δ＝0.2，则二级指标值为
（1）
式中：i、j、k分别表示一级、二级、三级指标数字标示；n表示对应的二级指标的三级指标数字标示最大值；b[,ij]表示二级指标B[,ij]的分值；ω[,ijk]表示三级指标C[,ijk]的指标权重；δ[,iji]表示三级指标C[,ijk]的赋值。一级指标值a[,i]为
式中：m表示一级指标对应的二级指标数字标示最大值；ω[,ij]为二级指标B[,ij]的权重。由此，成熟度指标集A＝［a[,1]，a[,2]，a[,3]，a[,4]］
成熟度指标集A描述的是企业的管理基础、技术资源、运作绩效、竞争约束四项指标目前所达到的成熟度，集合中的元素值a[,i]表示单项指标的成熟度。后面，将用成熟度指标集合表示成熟度概念。
2.模糊关系矩阵R
模糊关系矩阵R是用来描述成熟度指标集A中元素值a[,i]与信息化管理技术集V中元素v[,j]的模糊隶属度r[,ij]的估值矩阵，其表示的是A中元素a[,i,j]使得V中元素v[,j]达到满意的程度。信息化管理技术集用以描述信息化管理技术的分级标准，其表达式为
V＝［v[,1] v[,2] v[,3] v[,4] v[,5]］＝［BASIC MRP MRPII ERP CIMS］
既然是估值，仍用比较理想的AHP法中1～9系数标度值范围设计r[,ij]的估值。r[,ij]值的大小取决于v[,j]对a[,i]的需求程度。具体设计如表3所示。
表3 反映a[,i]对v[,j]的满足程度的关系矩阵的标度值
RBASIC[-v[,1]] MRP[-V[,2]] MRPII[-v[,3]] ERP[,-v[,4]] CIMS[,-v[,5]]
管理基础a[,1]1
46
89
技术资源a[,2]1
35
79
运作绩效a[,3]1
24
69
竞争约束a[,4]2
46
79
将上述标度值分别除以每行的最大标度值9，得到初始关系矩阵R[,0]
矩阵中每一元素值R[,ij]满足0≤R[,ij]≤1，符合模糊隶属度值范畴。因为只要成熟度指标集A中元素a[,i]满足信息化管理技术集V中元素v[,j]的最小值需要，A中元素a[,i]代表的指标项即可达到V中元素v[,j]对应的信息化程度指标的要求。如“管理基础”对应的MRP列的隶属度值为0.5，即表示该企业的“管理基础”适合实施MRP项目，但并不表示其他三项指标也满足该项目的实施要求。如果设定数值“1.0”（矩阵中第五列）为满足实施CIMS工程的最满意隶属度值，则“8／9”（矩阵中第四列）就满足了实施CIMS工程所要求的最低“管理基础”条件。同理，7／9、6／9、7／9即为其他三项成熟度指标满足实施CIMS工程所需的最低标准。据此，对上述模型进行修改，即得到我们期望的模糊关系矩阵为
式中：ε[,i]满足0≤ε[,i]＜r[,i2]。这样模糊关系矩阵R满足了评价成熟度指标集A的需要，并进一步得到效果评判集E。
3.模糊综合评判
设效果评判级E，表示成熟度指标集A在模糊关系矩阵R的作用下，获得的评判结果，矩阵为
式中：“
”表示模糊矩阵乘法中的交乘[5]，这样得到的结果，是描述成熟度指标集A中四个元素分别满足信息化管理技术集V中的五个元素情况。虽然可以据此看出单项指标的满意度情况，但是并不能完全判定某企业是否可以实施哪项信息化工程，故此，需要对效果评判集做进一步的处理——归一化。
前面的研究中，已设定的三级成熟度指标满足信息化管理技术五项分级标准程度的赋值分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0，即δ＝［0.2 0.4 0.6 0.8 1.0］[T]，由此得到制造业信息化工程模糊综合评判值Z[,MIE]＝F·δ
4.综合评判结果分析
应用AHP法和模糊综合评判获得的评价值是基于0和1.0之间的数值，它是企业信息化管理技术水平的综合反映，只有对这一结果进行分析，建立起基于制造业信息化工程的分级对应关系，才能指导企业有目的地选择适合自身能力的信息化工程。所以，评价结果才富有现实意义。
根据评价指标的分级量化标准和分级赋值原则，相应地，Z[,MIE]也分为五个等级，分别对应于信息化工程的BASIC级、MRP级、MRPⅡ级、ERP级和CIMS级。在前面的分级量化赋值过程中，所赋予每一信息化工程级的数值均为最大值，可以根据Z[,MIE]值所处的区间范围判断企业的信息化成熟度应归属为哪一级水平，也就是如果
（1）Z[,MIE]∈（0，0.2），信息化程度为第一级，即BISIC级；
（2）Z[,MIE]∈（0.2，0.4），信息化程度为第二级，即MRP级；
（3）Z[,MIE]∈（0.4，0.6），信息化程度为第三级，即MRPⅡ级；
（4）Z[,MIE]∈（0.6，0.8），信息化程度为第四级，即ERP级；
Z[,MIE]∈（0.8，1.0），信息化程度为第五级，即CIMS级。
三、典型企业调研
本文选取一具有代表性的离散型制造企业进行了深入调查和研究，获取了相应的数据，并运用所建立的工具和评价体系对该企业在信息化实施能力和信息化效益评价方面进行了系统的检验。
该企业属于中型离散制造企业，年产暖风机50万台，现有职工1259人，其中专业技术人员220人，全公司占地面积68332平方米，建筑面积31829平方米， 拥有设备200台，其中引进设备23台（套），生产线6条，固定资产价值9131万元。该企业于2000年2月引入MRPⅡ级生产管理模式。
邀请企业内部相应的管理人员针对企业引入MRPⅡ前的情况，按照实施能力测评工具中对指标体系内各个指标的不同级别的描述，对各个三级指标进行了打分，之后课题组按照各个指标的权重，进行了加权平均综合，得到了二级和一级各个指标的分值，并由此得到模糊综合评价值，Z[,MIE]∈（0.4，0.6）， 说明该企业信息化程度为第三级，即MRPⅡ级，因此该企业已经具备了引入MRPⅡ级生产管理模式的能力。
基金项目：国家技术研究发展计划（863计划）资助项目（2003AA4152202）.
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