数字化技术赋能先进制造业的研究

郑明嘉 朱扬清 余松蓉 练梓淇

摘要： 数字化技术为国民经济发展提供了新动力，如何利用数字化技术赋能先进制造业实现产业增值成为拉动经济的热点。本文从数字化技术对泛家居产业的赋能作用入手，以佛山泛家居产业为例，进行文献研究及企业访谈，运用指数评价法、模糊综合评价法、层次分析法，构建指标评价体系，通过权重计算得出差异分析图，寻找企业在数字化技术运用上的现存问题，并针对此提出优化方案。此研究旨在为探索数字化技术更好地赋能泛家居等制造业产业的举措及实现路径提供参考，促进数字赋能技术进一步发展，提升产业效益。

关键词： 数字化技术;佛山泛家居产业;指数评价法;优化路径

1 引言

20世紀，人工智能、大数据、5G技术等信息技术迎来广泛应用。而“互联网+”与产业的结合，能使企业拓宽信息渠道，生产适销商品，实现制造业生产、工艺流程、管理的数字化改造，推动传统制造业的转型升级和提高产品附加值。在国家层面，2020年3月30日，中共中央、国务院印发《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，首次将数据作为生产要素。地方层面，2020年12月，佛山出台“2+2+4”产业集群实施意见，培育泛家居产业集群为超万亿元核心产业集群是其中的重要任务。

在研究中，数字化技术赋能制造业研究受到一定程度的关注，但成熟和深入的调研有待补充，此外数字技术本身的虚拟性使其对覆盖产业各个领域的拉动作用难以量化和对比评价。

基于此，本文梳理已有文献的研究方法、实践成果，聚焦数字化技术的赋能绩效，通过对佛山市六家泛家居企业的访谈和指标体系来剖析数字化技术对其赋能概况。拟用技术、控制、管理、服务四个方面的指标对数字化技术赋能的绩效进行一定程度的量化，结合研究结论提出举措和建议，为未来研究提供参考。

2 文献综述

当前，学者们对数字化技术赋能制造业的研究主要围绕于思维和技术两个方面。在思维意识方面，陈亮（2021）分析我国制造业现状后发现，企业对数字化效益认识不足，企业管理层缺少具体路径指导和整体发展战略导致企业缺乏数字化转型的动力  [1]。在技术基础方面，李忠亮（2021）提出当前传统制造业中信息孤岛现象严重，数据资源受到落后的企业制度与技术水平的制约，难以流通利用，给数字化转型造成极大的阻碍  [2]。基于传统制造业数字赋能融合面临着硬件与软件双重挑战的状况，陈丽平（2018）认为，数字化转型应当加大资金投入和技术人才培养，双管齐下推动制造业与数字赋能融合  [3]。

另有部分课题抛开传统研究范式，从不同视角、方法入手，为数字化转型研究提供新思路。罗序斌（2021）从理论模式出发，分析各国制造业智能化转型的实践模式与理论逻辑，得到三维一体的理论与实践分析结构  [4];在TOE研究框架和理论缺口研究框架的理论基础下，金珺（2020）总结出技术、环境、组织三个维度，对娃哈哈和万事利两个案例进行系统分析，研究数字化转型的影响因素  [5]。

有关研究主要集中于现状趋势与问题分析并提出宏观层面的对策方面，而本课题将从佛山泛家居产业入手，由小见大，依据实际情况为具体行业提供路径探究。

3 研究设计和操作

3.1 研究思路及框架

项目组查阅文献和时下研究报告，根据研究频次和研究结论筛选梳理出数字技术赋能泛家居产业的评价框架，其包含二级指标4个，三级指标19个，四级指标33个。再使用模糊综合评价法和层次分析法，通过一致性检验将每一指标对于上一级指标的的重要程度赋予权重，把描述性指标按照其关联程度和层级关系构建指标评价体系。最后运用评分与权重乘积的形式，确定数字化技术赋能泛家居产业不同方面的最终得分，以呈现数字技术在不同方面的应用程度及绩效。

3.2 指标设计

3.2.1 二级指标的设置

项目组在熊先青和吴智慧（2018）对于家居产业智能化现状研究的基础上，以设计、控制、管理为中心的三个维度为参考，设计出以技术、控制、管理、服务为中心的数字化能力的二级指标。二级指标涵盖设计、生产、运输、销售的产业流程，整体考察各环节技术、控制、管理、服务方面的能力。针对本课题的实际情况，项目组在讨论研究后认为，原文献中的“设计”维度，相较于“技术”维度缺乏概括性。另外，原文献缺少对客户需求和营销层面的评价维度，因此增设了“服务”维度，对企业销售、售后环节的数字化能力进行评价。

3.2.2 三、四级指标的设置

（1）以技术为中心的数字化程度

设计维度考察设计过程中数字化技术的应用深度和个性化定制能力;研发能力维度则从技术创新与员工素质两方面度量企业的研发能力。此外，项目组在信息处理过程的角度，设置了信息收集、处理分析、价值可视化三个四级指标，涵盖信息价值变现的全部环节，全面地考察企业的信息化能力。

（2）以控制为中心的数字化程度

项目成员设置了沟通效率作为控制维度的三级指标，同时通过评价线上沟通的普及程度，反映沟通效率提高与数字技术的联系程度。质量监测的智能化程度指标评价过程监控的数字化程度、全流程透明程度反映过程监控的质量，控制网络铺设的合理性从整体出发，评价控制中心与控制体系。

（3）以管理为中心的数字化程度

该维度参考谢佳婷多业态数字化转型中利用管理维度强调产业协作和产业链形成重要性的报道。产业协作内容层面可分为产业联系和产业技术。项目组在产业联系方面设置评价协作频率的指标;在产业技术方面设置评价协作质量的指标。管理内容层面可分为资源和运输管理。信息系统ERP、MES是管理系统中常用的信息化手段;项目组设置ERP评价指标评价企业的资源管理能力。而评价智能仓储能力的指标，则从运输过程与运输结果两方面显示。

（4）以服务为中心的数字化程度

柔性制造和个性化制造都源自于市场需求，对此项目组设置了应对市场需求和市场营销能力的指标。项目组从客户需求的获取、处理过程、结果三个方面设置了评价。互联网技术的发展使线上销售成为主要销售渠道，因此项目组将电商市场规模纳入指标。而通过数字化场景化营销，企业能促进客户体验和销售。

3.3 评价算法

3.3.1 模糊综合评价法

3.3.1.1 构建因素集和评价集

因素集是影响评价对象的各种因素为元素所组成的集合，用U表示该集合。评价集是以评判的专家对评价对象可能做出的各种评价结果为元素所组成的集合，用V表示该集合。

3.3.1.2 确定每个指标的权重系数

对每一指标（即因素u i）赋予相对应的权重a i，用A表示各指标（因素）的权重集合，A={a 1，a 2，a 3...，a i}。

3.3.1.3 运用相关模型

模糊综合评价法的数学模型：

B=A·R，B表示评价结果，A表示指标相对应的权重，R表示单因素评价集

根据B在总的评价结果中所占的比例进行归一化处理，得到B`，G=B`·V T。

G是最后的总的评价结果，V T是对应的评价向量。

3.3.2 层次分析法

3.3.2.1 使用背景

在模糊综合评价分析法中，因素权重的确定将影响每一指标的重要程度以及最终的评价结果。一般因素权重的确定由几位专家进行评定，因此会有主观因素的影响。项目组采取层次分析法，实现较为科学的定性与定量分析的结合。

3.3.2.2 具体步骤

3.3.2.2.1 构建层次评价结构模型

构建树状层次评价结构，最底部是可获取数据或者评价打分的指标，向上是各量化指标的隶属指标，每一层都将进行因素权重的计算。同时同层级的指标之间进行对比分析，帮助更好地了解数字赋能佛山泛家居企业的程度。

3.3.2.2.2 构造判断矩阵

在树状层次结构中，设上一层元素为C，隶属于其的下一层元素为u 1，u 2，u 3，...，u i。

采用两两成对比较的方法，构造成对比较判断矩阵。用saaty的标度1～8比较尺度构造对比较方阵。表示为A=（α  ij）  n×n。α  ij表示，两两指标比较，一个指标相对于另一个指标的重要性。

3.3.2.2.3 因素权重系数计算

i个元素对于C的判断矩阵为A， 对于C的相对权重W，表示形式为：

3.3.2.2.4 一致性检验

对每一个成对比较判断矩阵，计算最大特征根λ  max，计算公式为：

最大特征根和特征向量均使用算術平均数的方法计算。对于一致性检验C.L.，项目组运用一致性指标C.I，，随机一致性指标R.I和一致性比率C.R.做一致性检验。一致性指标计算公式 ，n为C对应的下一层指标数量。

利用Matlab计算1-20阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标R.I.

计算一致性比例C.R.，计算公式为

C.R.= C.I. R.I.

当C.R.<0.1时，检验通过，最大特征根对应的特征向量即为下一层指标对上一层指标影响程度的权重向量，得出最终的因素权重系数。

3.3.2.3.5 泛家居企业进行指标评议赋值

项目组邀请了佛山泰普尔家具有限公司、佛山南海区德奥罗兰铝材有限公司、佛山市斯达圣陶瓷有限公司、佛山市优企信息技术有限公司、佛山市伯虎兄弟科技有限公司、佛山市优企耀辉建材有限公司六家企业代表，根据我们制定的评分细则及行业标准进行评分。企业需要对第四级指标（可量化测量的指标）进行评分，从而得出评价因素的评价值（E）。评价值为0≤E≤10。第一步，计算平均评价值（Ep）：Ep=各企业的评价值之和/企业数量（保留小数点后两位） 。

第二步，计算各层对于上层次某因素的加权平均评价值（Epw）（保留小数点后两位），计算公式为：加权平均评价值（Epw）=平均评价值（Ep）×权重（W）

3.4 差异分析图的构建及结论

3.4.1 从图解分析中可以得出以下小结：

（1）总体而言，六家企业的评分都位于4-7分之间。近一半评分均在6分以上，企业在数字技术和数字设备的应用程度和使用频率基本超过及格线水平线。但企业内部数字化的不同方面分差较大，最高分B4（沟通效率）与最低分B7（资源管理能力）之间相差了2.4分，说明企业在数字化运用的领域上存在较大偏向性。

（2）B2、B3、B4都接近7分，企业在信息化能力、设计与研发能力和沟通效率上数字化赋能效果显著。其中B4的分数最高，说明大多数企业已经形成了一个以即时通讯软件为基础的，较为成熟的线上沟通网络，例如网络文件传输、虚拟会议等。B2的高分着重在于企业对信息的价值可视化程度。许多企业根据收集到的信息比对公司情况，及时地调整供产销。B3主要得益于设计与数字技术的密切联系和数字技术在个性化定制中的普遍应用。。

（3）B6、B7、B8三个指标都小于5，评分较低，企业在管理层的数字化运用程度还有很大潜力。大部分家居业公司规模较小，资金量有限，因此在资源管理上的数字化渗透程度较低。在运输管理能力方面，泛家居以大宗商品为主，所以整体的智能化程度并不高。

（4）B1、B5的得分虽然高于B6、B7、B8三个指标，但是仍然没有通过及格线。B1（数字化技术应用程度）的主要原因在于生产过程的机械化程度较低，依然以人工为主。而柔性制造能力会因企业的不同定位而有较大的差异，比如定制化家居的企业，其柔性制造能力上的数值非常高，而非定制化的企业在柔性制造上的数值会较低。B5的原因则在于质量检测上。许多企业虽然有质检的相关规章制度，但是运用数字技术进行质检的企业较少。

3.4.2 举措建议

总体而言，佛山是中国现代家居集群制造的发源地和最大的泛家居装饰建材集聚地，面临破产倒闭的风险不高。其次，在数字化渗透率逐渐提高的今天，工业设计、家居定制等业务已经成为企业参与竞争、增加其产品附加值的重要手段，项目组成员的访谈调查结果也表明企业产品研发设计与数字技术的联系较紧密，说明佛山泛家居产业已经出现新兴业态，并朝着数字化方向迅速发展。根据奥维云网预测显示，2020年中国智能家居规模会突破4000亿。而智能家居作为泛家居产业中发展尤为迅速的一个领域，可见佛山的泛家居产业数字赋能发展趋势向好。

以佛山泛家居产业为例，企业更应保持优势，补齐短板，促进数字赋能泛家居产业全方面发展。

第一，提高生产过程中的机械化程度。机械化能有效提高企业的生产效率。但在采访过程中，我们发现有些企业的机械化程度不高，是因为机械化生产无法满足定制家居的需要，保证定制家居的质量。行业协会可以收集企业在生产机械上的相关诉求，构建一套适用于家具行业的智能机械装备。格力在车间制造方面就针对多规格产品的生产，对ERP、APS和车间物流网进行整合，形成了能够快速制定并下发生产排程的集成平臺，将设定的工艺参数传送到车间，实现机械化多规格产品的柔性生产。

第二，提高决策软件的运用比例。泛家居产业的行业协会和企业中高层管理人员可以定期举办交 流会，鼓励企业通过SaaS、PaaS和IaaS模式解决企业信息化升级过程中遇到的问题，提高企业对SCM、ERP和MES等信息系统的应用率。行业协会也可以和网络公司合作，构建一套适合于家居企业的决策系统。比如，格力在SCM、PLM和CRM等集成平台的作用下，围绕价值链建立互联的数字化场景，形成了“研发-设计-生产-销售-服务”的横向流程和“资源计划-车间执行”的纵向流程，实现了生产要素间的联系，提高生产效率。

第三，推进企业质检智能化。一方面，企业可以在零部件尚未组装时就引入智能质检工具。相比起更具灵活性的组装，零部件的质量检测是有固定标准的，且面对大批量的零部件，机器质检的优势较大。另一方面，企业可以与质检机械厂合作，在机器的云端系统中录入多元参数，对不同类型的组装家居实现质量检测。

第四，加深数字技术在运输网络中的应用程度。要提高泛家居产业物流的效率问题，就要发挥数字化信息平台在物流功能活动衔接和操作流程跟踪与监督等环节的重要作用。企业可以和物流公司进行深度合作，通过物流方的后台数据实现运输跟踪。企业也可以构建自己的运输网络和配套数字信息平台，实现更加多元化、精细化的服务。

4 结语

由于该主题本身的广泛性和宏大性，本课题研究仅针对佛山泛家居产业进行考察研究和数据分析，但数字化技术作为新的生产要素，研究其赋能绩效有较大现实意义。项目组在研究调查后发现佛山泛家居产业数字化转型趋势向好，但尚未形成成熟的数字化体系。我们基于此提出了一系列建议，为佛山泛家居产业与数字赋能融合提供了方法论指导，以期为其他数字型制造业企业发展之路提供经验与方法借鉴。

参考文献

[1]  陈亮，王宁.我国制造类企业数字化转型升级的挑战和机遇[J].中国商论，2021（21）：123-125.

[2] 李中亮，吉朝辉.传统企业数字化转型对策思考[J].石油化工建设，2021，43（S2）：72-73.

[3] 陈丽平，刘亮.浅析传统制造业数字化转型中的问题及对策[J].商场现代化，2018（23）：183-184.

[4] 罗序斌.传统制造业智能化转型升级的实践模式及其理论构建[J].现代经济探讨，2021（11）：86-90.

[5] 金珺，李诗婧，黄亮彬.传统制造业企业数字化转型影响因素研究[J].创新科技，2020，20（06）：22-34.