制造业数字化转型评价指标体系构建与应用.docx

制造业数字化转型评价指标体系构建与应用数字化转型的过程不是机械简单性的线性组合，而是由一系列分叉、突变、自组 织等复杂行为组成，是一个复杂性系统演变的过程。本文从架构的理念出发，构建制造业数字化转型架构，并基于参考架构给出评估 制造业数字化转型发展过程的评估框架和评估指标体系，以指导和帮助企业数字 化转型实践。L 参考架构企业转型是一个涉及到多层级、多方面的复杂系统工程，架构是界定多对象关系的一种 理论，能很好地诠释、定义和描述对象及对象间关系，本节将从参考工业4.0、工业互 联网、智能制造、两化融合等体系架构出发，深入分析我国制造业数字化转型基础和发 展需求，围绕价值（“为什么”）、能力（“有什么”）和要素（“用什么”）3个基 本问题，从价值驱动、能力驱动和要素驱动出发构建制造业数字化转型参考架构，如图 1所示：客户价值产业协同与创新业务效能操作效率能力变动企业综合集成业务集成数字技术应用产业链协同 一体化 业务优化 技术应用图1制造业数字化转型参考架构价值驱动：明确价值主张是转型发展的起点，过程中需要兼顾员工、企业、客户、供应 链企业间、产业链企业间等利益相关方的诉求，为利益相关方提供创造价值的产品和服 务，包括聚焦岗位的操作效率、着眼专业的业务效能、瞄准用户的客户价值、平台视野 的产业生态。能力驱动：数字经济时代，企业为应对内外部环境变化的不确定性，关注重点逐步从数 字化智能化设备设施的引入、管理流程再造和组织优化，转变为企业动态能力提升上来。 能力驱动的演进分别为技术应用、业务优化、全生命周期一体化和产业链协同等能力。数据驱动的集集团运营管驱动子集团级领导作出运营决策的水平团运营管控控模型应用与能力驱动相关职能部门领导作出业务管理指 导水平与能力驱动业务主管完善业务活动的水平与 能力数字化产品与自主商业化工业软件的创新能力服务软件数字化装备 研发企业自主开发的工业的数量对外提供的数字化装备的种类企业自主研发数字化装备对企业销售额 的贡献3.6产业协同创新旨在通过评估跨企业的业务协同、模式创新和数字化产业情况，衡量信息化环境下企业 间业务协同、创新和融合的水平与能力，主要评估内容包括数据驱动的产品全生命周期 研制和服务协同管理、基于数据模型的产业链生产精准协同、流程驱动的价值链网络化 制造、平台化的服务转型、模型驱动的规模化个性化定制、数字化产业等，具体见表6。 表6产业协同创新评价指标二级指标三级指标数据驱动面向产品 全生命周期的研制 和服务协同管理贯穿产品全生命周期研制和服务 阶段的业务模惧建设基尸模电的产品全牛.命周期研制 和服务阶段的协同管理产品全生命周期服务延伸和价值 共享居于数据模型的产 跨企业的生产协同业务场景模型 业链生产精准协同构建产业链企业之间生产业务一体化 程度产业链企业之间协同创新流程驱动的价值链供应链企业闱绕价值链各环节流 网络化制造 程协同供应链向企业困绕价值链各环。 流程协同企业间数据共享和价值共创情况T业互联网平台的服务内容瞪盖平台化的服务转型平台化的服务商业模式基于工业互联网平台的企业生态模型驱动的大规模 从用户需求、生产制造到交付服个性化定制务各环节的模增关联和力动优化跨企业协同的规模化个性化定制 效率和价值的平衡能力个性化定制模式促进企业创新数字化产业企业形成的资源服务企业形成的系统解决方案的面向产品全生命周期定义研制和服务中 面向产品全生命周期研制和服务阶段W 面向产品全生命周期研制和服务阶段4 基于统一的基础模型,处产品全生命 基于统一的关联模型.处于产品全生6 在产品服务方面提供产品延伸服务的力 挖掘和利用产品全生命周期信息资源. 困绕产业链生产协同业务场景构建业多 围绕产业链生产协同业务场景构建业多 与客户企业、供应商,合作伙伴实现4产业链企业协同创新机制和平台的建必 产业链企业协同创新的横向整合和纵向 产业链企业协同创新的市场影响和市方 供应链企业围绕价值链各环。流程协卜供应链间企业困绕价值链各环节流程外居于流程协同.企业间相关数据“动话 基于流程协同和数据共享.企业间实H 平台化的服务内容.可包括客户需求快 平台化的服务商业模式包含但不限于产 服务资源的合理配置 服务价值的合理分配从用户需求、生产制造到交付服务各* 从用户需求.生产制造到交付服务各少 企业间实现规模化个性化定制的计划不 企业间实现规模化个性化定制的价值T 个性化定制促进组织形态、职责定位力 个性化定制促进流程体系的高效协同不 个性化定制促进数据模型的架构创新t? 设计能力输出 制造能力输出 仿真分析能力输出 试验骐证旎力输出数据资源与数据服务能力输出数字T.厂规划设计的能力产品运营能力局部数字化改造能力 大数据挖掘与分析能力3.7效能与效益质量、成本、效率、转型旨在通过评估企业能力变化情况，经济和社会效益旨在通过评 估企业经济和社会效益水平变化情况，具体见表7o表7业务协同创新评价指标二级指标三级指标评估内容»产品可靠性达成率现状、年度变质量损失率化情况产品运用故障率（百万千米故障率） 产品质量问题客户投诉处理满意度效率市场产品设计周期（天数）（综合效率）客户订单按时交付率（平均值）总资产周转率应收账款周转率流动资产周转率存货周转率全员劳动生产率成本两金压降控制情况（填偏差率）（成本效能）采购降本指标完成率预算执行偏差率项目成本达成率成本费用占营业收入比率创新新产品产值贡献率（创新能力）专利数量经济效益净资产收益率总资产收益率 营业收入增长率 服务性业务收入占比国际市场收入占比社会效益万元工业增加值能耗（t标准煤/万元）（绿色发展）二氧化硫排放总量Index3i =SjXWst(2)(3)Indexij =1W2i(4)评价方法及应用（1）权重设置。基于细分行业特点，综合考虑指标重要程度和影响力，采用层次分析 法设置各项评价指标的权重，一级指标权重和为1,各级子指标权重和为L（2）采集数据评分。采集数据有一是定量数据，一是定性数据。定量数据的评分可采 用极差标准化法，如公式（1）所示，定性数据的评分可采用德尔菲法等，基于专家知 识和经验进行辅助决策。S ="-吗阈值 X 1001/1/ 工 /”上阈值T下阈值其中，V,为第i数据采集项的实际值，V下阈值和V上阈值分别为该数据采集项的最 小阈值和最大阈值。（3）各级指标加权评分。上一级指标得分可由其各下一级指标得分加权求和得出。如 公式（2）、（3）、（4）所示：Index2k =（4）评估数据及结果的应用。制造企业可依据上述采集数据，结合企业业务实际情况， 根据需要在不同指标之间开展对比分析或关联性分析，以准确了解和掌握数字化转型发 展的现状、重点、问题及趋势，进而确定数字化转型发展的方向和路径，并形成可行的 实施方案。4. 结论及建议制造业数字化转型包含了企业转型所面对的内外部环境的不确定性、新一代信息技术应 用和融合的复杂性、企业动态能力建设和重构的不可预知性，是一个涉及到多层次、多 方面的系统工程，一个整体性、系统化的参考架构和评估指标体系对指导制造业数字化 转型发展具有十分重要的意义。本文依据架构的理念，沿着高质量发展这条主线，以建立应对转型过程中变化环境的动 态能力为着力点，从价值、要素和能力维度构建制造业数字化转型参考架构，并基于参 考架构给出评估制造业数字化转型发展过程的评估框架和评估指标体系，以指导和帮助 企业数字化转型实践。制造企业在推进数字化转型过程中应加强数字化转型的评估诊断，以周期性开展评估诊 断为工作抓手，全面掌握企业数字化转型现状，优化调整数字化转型策略和措施，引导 新一代信息技术在企业研发、生产、管理和服务等全流程和产业链各环节的深度应用， 推动企业数字化水平和效益水平的双提升。要素驱动：新一代信息技术向制造业全要素、全价值链、全产业链的渗透和融 合，催生出数据这一新的生产要素，并以数据的自动流动带动技术、业务流程、 组织结构的互动创新和持续优化，不断提高制造资源的配置效率。要素驱动包 括数据集成、流程协同、数据驱动、业务/场景驱动。2. 评估框架参考架构为转型发展提供了框架，给出了基本的、可定义的模块或组件，为有力引导制 造业数字化转型还需提供一套客观、科学的评价体系，本文在分析、汲取两化融合和数 字化评估的基础上，结合企业数字化转型实际，给出此评估框架。2.1 基本原则（1）科学性。评估框架结构应相对稳定，能够反映数字化发展阶段，指明发展路径。 评估指标应能够表征数字化转型的内涵和特征。（2）实效性。借鉴先进实用的评估方法，吸取优秀实践和典型案例经验，以评估企业 数字化转型的能力与效益为重点。（3）可操作性。评估指标宜易于选取，指标体系宜易于构建。评估数据宜易采集、可 分析。（4）可扩展性。随着数字化转型持续深入，可在总体框架下进行适时调整和修订。（5）差异性。制造业不同细分行业、不同数字化发展水平的企业可基于评估框架和评 估指标体系做适应性调整，以体现行业特点。2.2 评估框架评估框架包括战略与基础评估、水平与能力评估、效能与效益评估3个部分（见图2）。 战略与基础评估包括战略与组织、数字化基础等两个主要评估内容，水平与能力评估包 括数字技术应用、业务集成、企业综合集成、产业协同创新等4个主要评估内容，效 能与效益评估内容包括质量、成本、效率、创新、经济和社会效益等6个主要评估内 容。战略与组织水平与能力评估效能与效益评估船段跃升产业协同创新企业综合集成业务集成数字技术应用级别提升持续改迸效率创新经济和社会效益靛力想强数字化基础图2评估框架3. 评价指标体系3.1 战略与组织旨在通过评估企业发展规划制定与执行和基础资源建设，衡量企业数字化转型基础资源 支持的水平适度性，主要评估内容包括发展战略、流程与组织、人才保障和资金投入等， 具体见表lo表1战略与组织评价指标金行 三级指标评估内容发展 发展规划 企业发展规划中数字化建设内容描述情况战略专项规划两化融合规划制定情况信息化规划与其他专项规划的一致性情况规划执行 规划的分解、执行和管控情况规划优化和考核情况3.2 数字化基础旨在通过评估与数据相关基础设施建设情况，衡量企业数字化转型的数据基础保障的水 平适度性，主要评估内容包括数据标准化、基础设施、信息安全等，具体见表2o 表2数字化基础评价指标3.3 数字技术应用旨在通过评估数字化技术在研发设计、生产制造、经营管理、市场服务等企业内部各环 节的应用和系统集成情况，衡量数字化技术在内部价值链各环节应用的水平与能力级别, 主要评估内容包括研发设计、生产制造、经营管理、市场服务、信息系统集成等，具体 见表3o二级指标三级指标评估内容研发设计产品设计数字化产品模型或原型样机的水平与能力 模块化设计水平与能力产品仿真与分析水平与能力工艺设计计算机辅助产品工艺规划的水平与能力 工艺仿真与分析水平的水平与能力 质检策划的水平与能力试验验证试验验证平台覆盖的产品范围 试验数据管理与应用的水平与能力表3数字技术应用评价指标生产制造生产作业计划生产过程监控仓储与物流经营管理生产管理采购管理生产作业计划编制与执行的水平与能力 生产作业计划动态优化的水平与能力 生产过程监控范围和层级 生产过程信息追溯的水平与能力 生产异常管控的水平与能力 库存管理的数字化水平与能力 物料配送的数字化水平与能力 主生产计划的管理水平与能力 物料需求计划的管理水平与能力 外协管理的水平与能力 采购管理精细化水平 供应商管理的水平与能力 采购电子商务应用的水平与能力 设备管理的精细化水平 设备监控与运维管理的水平与能力 设备预测性维护的水平与能力设备管理质量管理质量管理的精细化水平质量数据采集与监测的水平与能力 质量数据分析利用的水平与能力 质量追溯的水平与能力市场服务信息系统集成能源与环保人力资源管理财务管理营销管理售后管理研发设计与生产制造系统集成经营管理与生产控制系统集成产供销系统集成能源与环保管理的精细化水平能源与环保数据采集与监测的水平与能力人力资源管理的精细化水平绩效的水平与能力财务业务集成的水平与能力成本管理精细化水平 全面预算管理的水平与能力。市场信息管理的水平与能力销售管理的水平与能力履历管理的水平与能力质量问题反馈的水平与能力维修过程管理的水平与能力 配件管理的水平与能力研发设计与生产制造系统的集成情况经营管理与生产控制系统的集成情况产供销系统的集成情况业务集成旨在通过评估企业跨部门、跨业务环节的业务衔接和集成情况，衡量业务数据集成、'也 务流程贯通、过程量化管理、基于数据的辅助决策、产品与服务数字化的水平与能力级 别，主要评估内容包括研发设计与生产制造集成、经营管理与生产控制集成、产供销集 成、快速响应的客户服务、信息平台支撑的项目全生命周期管理、基于数据的辅助决策、 信息平台支撑的集团管控、产品与服务数字化等，具体见表4。表4业务集成评价指标并行T.程产品变更管理经营管精益制造达标理与生 水平产控制集成车间生产制造执行系统与经营管理系统的交互程度车间生产制造执 行系统与生产制 造过程控制系统 的交互程度产供销按订单自动排产 集成 和动态调度优化排产和动态调度供应链各业务环节集成运作设计、T.艺、制造、质量与物流的过程管理 能力产品设计、工艺与制造的并行处理能力系统支撑设计变更与工程变更的关联情况 是否基于信息系统实现产品变更的闭环管理 变更的统计分析情况节拍兑现管理模拟线（配送线、生产线）建设覆盖范围和 业务内容模拟线建设信息化应用水平车间生产制造执行系统（或调度系统）向经 营管理系统自动上传信息范围经营管理系统向车间生产制造执行系统（或 调度系统）自动下达指令包含内容生产制造过程控制系统向车间生产制造执行 系统（或调度系统）自动上传信息覆盖范围 车间生产制造执行系统（或调度系统）向生产 制造过程控制系统自动下达指令包含的内容 按照订单生产的水平和能力 按照订单自动排产的水平和能力按照订单自动形成物料供应计划的水平和能力 按照订单进行优化排产和动态调度的水平和 能力应用信息系统进行内部供应链集成管理所覆 盖的环节供应链集成运作水平快速响应的客户服务订单和质量全过程跟踪管理客户需求管理快速报价与产品展示交流方式在线状态监测在线故障诊断应用信息化手段实现用户订单全过程跟踪情况 应用信息化手段实现的产品质量追溯情况 客户需求管理范围企业快速报价方式 与客户的产品交流方式 实现状态监测的关键零部件覆盖比例 在线状态监泅产品比例系统年度产品状态监测准确率实现故障诊断的关键零部件比例在线故障诊断的产品比例 系统年度故障诊断准确率 实现预测性维护的关键零部件比例 在线预测性维护的产品比例 系统年度预测性维护准确率 实现寿命预测的关键零部件比例 在线寿命预测的产品比例信息平项目管理信息化 台支撑覆盖的业务范围 的项目项目管理信息化 全生命周期管理玷于数基于数据支持运 据的辅 营决策 助决策运用数据支持规划调整、自身信誉建设和风险管控信息平统一平台台支撑的集团财务管控管控战略管控运营管控运用信息化手段，支持集团决策项目管理信息化覆盖的业务范围项目质量、成本、交期管理信息化的应用水平 按照项目类别，建立模板并实现统一标准管理 企业实行产品/订单项目信息化管理的比例 决策支持系统使用人员的层次决策支持系统应用深度综合运用信息化手段可实现的决策支持内容集团信息管控平台建设情况集团信息管控平台统一门户建设情况集团财务管控覆盖业务范围集团财务管控的执行与过程及时监管能力 集团战略管控覆盖范围集团战略管控的执行与过程及时监管能力集团运营管控覆盖范围集团运营管控的执行与过程实时监管能力 集团业务信息获取及综合分析处理水平与能力 集团综合决策支持体系建设情况、智能化程 度和运行水平3.4 企业综合集成旨在通过评估企业跨部门、跨业务环节的业务优化和变革情况，衡量数据模型驱动业务、 业务流程协同优化、过程精准管控、数据驱动的决策优化、数字化产品与服务的水平与 能力级别，主要评估内容包括基于数字挛生的协同研制、贯穿内部价值链端到端的精细 管理、基于数字化生产线的准时柔性生产、基于产品全生命周期数据的精准服务、项目 全生命周期的精准管控、数据驱动的决策优化、数据驱动的集团运营管控、数字化产品 与服务等，具体见表5。表5企业综合集成评价指标贯穿内部价值链的端到端精细管理基于数字化生产线的准时生产基于产品全生命周期数据的精准服务项目全生命周期的精准管控数据驱动的决策优化端到端流程基于业务流程运行数据发起流程优化. 的协同优化自动提示相关流程负责人审视流程的水 精细化程度平与能力基于端到端流程数据发起流程优化，自 动关联相关端到端流程的审视和优化的 水平与能力端到端流程公司级的端到端业务流程协同优化水平 的协同优化部门级的端到端业务流程协同优化水平 应用层级岗位级的端到端业务流程协同优化水平生产作业的 企业柔性生产的水平与能力动态调整生产作业的动态优化能力物料配送的企业核心产品的物料配送的水平与能力 准时性企业所有产品的物料配送的水平与能力预测性维护企业产品预测性维护的覆盖率寿命预测企业寿命预测的准确率基于约束计 贯穿项目全生命周期各阶段的项目执行 划的项目过 状态信息跟踪与反馈情况程管控项0交付计划与业务子计划的关联情况基于预算利 项目成本控制覆盖范围润的项目成 项目预算控制和决算管理水平本控制项目利润达成率决策优化模产品知识模型支撑产品研发的水平与能力 型应用产品知识模型支撑业务运营的水平与能力产品知识模型支撑竞争情报的水平与能力 产品知识模型支撑市场趋势与环境的水 平与能力决策优化模通过知识积累周期性审视决策优化模型 型的自我 的水平与能力完善通过知识学习、深度挖掘和综合应用企业内外部知识自我优化决策模型的水平 与能力。