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基于层次分析法的企业数字化工厂建设评价体系研究.pdf
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1、数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering2311 数字化工厂随着计算机技术和通信技术的发展,企业的信息化水平不断提高。经济和技术的变化为全球制造业的转型发展带来了巨大挑战。从国际方面来看,新一轮的科技产业革命正在兴起,制造业的产业发展格局正在发生重大调整,西方发达国家纷纷提出“工业4.0”、“再工业化”和“制造业回归”战略,围绕制造业,制定战略、出台政策、投入资金,彰显国家意志,试图赢得制造业竞争新优势1。国内方面,中国经济发展进入新常态,既要保持经济稳定发展,又要推动经济转
2、型升级。工信部提基于层次分析法的企业数字化工厂建设评价体系研究周娇娇马永敬(中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266000)摘要:本文对数字化工厂建设的内容建立多层次的评价指标,重点对数字化设备与网络、数字化生产、数字化研发与工程和数字化运营管理这四个领域提出数字化工厂建设指标体系,并对每个领域分别从业务维度和集成维度两个方面来评价。运用层次分析法将这些指标按照其关联和隶属关系构建成 4 个准则层、多个领域和因子层的三级层次结构,通过专家打分对指标之间的关系进行两两打分,最终得出各级指标的排序权重,最后通过实例分析说明了数字化工厂建设评价体系的科学性和可行性。关键词:数字化工厂;
3、评价体系;层次分析法图 1:数字化工厂评价体系数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering232出“两化深度融合”和“中国制造 2025”战略,以推广智能制造为切入点,建设数字化工厂,全面推进制造业转型升级,使制造业向数字化、网络化和智能化方向发展23。数字化工厂是指一个企业采取先进数字化设备和手段(包括模型、方法和工具),实现高效、互联、集成的研发、制造、服务、管理流程,从而服务于企业的战略发展4。数字化工厂建设涉及多方面的内容,在数字化工厂设计之前需要结合企业自身的条件以及未
4、来的发展需求对数字化工厂建设进行综合评价,建立一套科学的数字化工厂建设评价体系,为企业管理者和决策者提供数字化工厂建设状况的横向和纵向的客观依据。2 数字化工厂建设评价体系构建方法研究2.1 数字化工厂建设评价体系研究现状数字化工厂建设仍在探索阶段,为了科学和客观地评价数字化工厂建设,必须建立一套科学、系统、综合的评估体系,以指导企业数字化工厂的建设5。2.2 运用层次分析法(AHP)构建数字化工厂指标体系2.2.1 指标体系构建原则建设数字化工厂要考虑多重性,本文决定了采用多指标的综合评价,从数字化设备与网络、数字化生产、数字化研发与工程和数字化运营管理这四个领域提出数字化工厂建设评价指标体
5、系6,并对每个领域分别从业务维度和集成维度两个方面来评价,建立多层次评价模型,如图 1 所示。2.2.2 各级评价指标的建立综合评价体系将每个维度划分为四个领域,将这四个领域确定为数字化工厂评价的一级评价指标。确定了一级评价指标后,通过企业信息化建设领域的专家意见和一些数字化工厂建设的成功案例,同时结合企业自身的数字化建设现状和愿景,共划分了 22 个二级评价指标,对二级评价指标又进行了更加精细的划分即三级指标,便于对数字化工厂建设的评价更加准确、客观和实用。3 指标体系构建的结果3.1 专家组评分 为了更准确、客观的评价数字化工厂,邀请包括企业高管,各相关部门的资深人员,领域内专家,成立专图
6、 2:数字化工厂评估体系维度与评分标准数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering233家组。专家组从业务维度和集成维度对评价指标进行定量评分。评分的标准分为 0、1、2、3、4 五个档次,分值标准如图 2 所示。3.2 确定评价指标集现将 C1-C4(Ci)作为一级指标,C11-C46(Cij)作为二级指标,C111-C463(ijk)作为三级指标。3.3 确定各级指标权重及一致性检验运用 MATLAB 软件针对专家的打分结果计算出各判断矩阵的最大特征值和特征向量,进行归一化处
7、理后得到各级指标的总排序权重7。将权重向量 w 右乘权重比矩阵 A,有 AW=max W。同上,max 为判断矩阵的最大特征值,存在且唯一,w的分量均为正分量最后,将求得的权重向量作归一化处理即为所求。由于实际评价中客观事物的复杂性和人的认识多样性,可能出现判断结果不一致的情况,因此需要进行判断矩阵的一致性检验8。根据 AHP 原理将一致性比率表 1:平均随机一致性指标 RI 的取值123456789RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.45表 2:业务维度Wci-WcijkC111 C112 C121 C122 C123 C124 C125 C131 C13
8、2 C133 C134 C141 C142 C143 C144 C145 C151Wcijk0.111 0.111 0.036 0.027 0.016 0.016 0.016 0.067 0.067 0.044 0.044 0.049 0.049 0.049 0.024 0.049 0.074Wci-WcijkC152 C153 C211 C212 C213 C221 C222 C231 C232 C233 C234 C235 C236 C237 C238 C241 C242Wcijk0.074 0.074 0.080.080.04 0.133 0.067 0.023 0.023 0.023
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