电网企业数字化转型成熟度评价指标体系构建

薛 磊，宋 巍，赵海波，高 玮，王 超

（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西太原 030021）

1 研究背景

从2017 年到2021 年，我国数字经济规模从27万亿元增长到超45 万亿元，稳居世界第二。数字经济在我国整个生产总值中的占比提升至39.8%［1］，已然成为经济增长的新引擎。在此形势下，习近平总书记强调要加快发展数字经济，推动实体经济和数字经济的融合发展，加快推动数字产业化和产业数字化。

目前我国企业数字化整体仍处于起步阶段［2］，企业类型及企业地域分布在数字化进程中的差异较为明显。对于当前数字化现状，倪振昊［3］运用PEST 和SWOT 模型对当前国企数字化转型现状及必要性做了分析并给出了相应的建议。在数字化转型的落地实践中，人才储备、产业基础和政府出台的政策等都是推动数字化转型的重要因素。同时，无论是国有产业、金融产业［4］、文旅产业［5］、制造业［6］，以大数据、人工智能以及物联网等为代表的数字技术都是企业在数字化转型过程中必不可少的内容。

当下数字化技术发展十分迅速。就电网企业而言，已有的研究大多着眼于数字化整体方案搭建和纵向技术升级。例如江秀臣等［7］在考虑以新能源为主体的新型电力系统运行可靠性的基础上，探讨了输变电数字化转型中的关键技术，并对未来转型升级做了展望；高骞等［8］通过对新型电力系统典型特征、发展规划以及数字化转型需求进行分析，构建了适合电网业务的数字化转型体系，并提出了发展思路和路径推演方案；Zhang 等［9］考察了以数字化运维、视觉观察、演绎模拟和个性化交互为代表的数字孪生技术在配电网侧的运用。在“大云物移”等数字化技术手段深入发展的大趋势之下，刘文霞等［10］通过对以状态评估、可靠性和全寿命周期成本为关键技术的电网资产管理体系进行现状分析同时结合数字化技术应用发展的时代特点，在技术层面针对电网企业资产管理提出了建议；同时谢志华等［11］在“大云物移”技术手段的支撑下积极发掘发展数字化审计新模式，针对远程审计监督及集中非现场数据分析开展路径探索，持续推进财会与审计的数字化与智能化。此外，在数字化转型技术应用升级方面，孙红燕等［12］对电网数字化转型进程中人工智能技术的应用进行剖析，在建设具有鲜明电力特征的人工智能平台的基础上，融合可视化技术，推进人工智能服务在电网生产各环节的全部署、全引领、全覆盖，不断深化电网数字化改革转型；黄振［13］以电网调度数字化转型为抓手，跳出传统自动化调度系统的局限，提出应深入探索大规模云边一体化协同并打造数字化智能中台为调度数字化转型技术的成熟创造数据价值支撑。由此可见在数字化转型进程中，以人工智能技术、中台技术为代表的数字技术及其衍生技术也在不断革新、不断趋向成熟。

虽然有关数字化转型的新技术新理论层出不穷，但关于数字化转型体系及其成熟度评估体系的研究目前仍比较缺乏。关于数字化转型体系的研究，关键在于架构设计和框架搭建。架构设计关乎企业数字化转型核心内容的界定，而框架搭建则为数字化转型方案的设计奠定基调［14］。在架构设计上，Bai等［15］从实体电网出发，在架构中进行分层，有概念层、传输层、数据层、平台层和应用层。Zhong［16］认为在实体电网和数字电网之间，物联网扮演着非常重要的角色，为电网的数字化转型搭建了桥梁。因此，从物联网角度出发，构建了包含南向设备接入层、中间设备框架层、北向能力开放接口层以及安全和运行维护管理层物联网架构，以此推进电网企业的数字化转型。在框架搭建方面，李煜华等［17］采用TOE 框架及其延伸领域并结合模糊集定性比较方法对多因素影响下的数字化转型过程进行模型构建与分析探讨；姚心怡等［18］以“驱动因素-转型过程-转型结果”为逻辑主线，通过对现有数字化转型成果进行总结梳理，发现环境、组织、技术三大方面及其附属内容是企业数字化转型影响因素中的重要内容。基于TOE（技术-组织-环境）理论框架的研究表明企业的数字化转型会受到此三方面的影响，因此在实际的框架搭建中可从技术、组织、环境出发，分析考量TOE 内容下各因素对企业数字化转型的潜在影响。

上述研究分别针对电网企业数字化相关技术、企业架构和框架做了详细分析与探索，侧重点为电网企业数字化转型过程。在此基础上进一步深入挖掘转型过程中的内在动力与因素，以电网企业数字化转型成熟度为出发点和落脚点，提出一种遵循“方法论-架构-框架”逻辑结构的成熟度评估体系，即从方法论出发，在建立电网数字化转型架构基础上设计转型框架体系，并以此构建用于评估电网企业数字化转型成熟度的指标评价体系。

2 搭建电网企业数字化转型架构

电网企业在数字化转型进程中提出“二三四四”基础方法论，即“外部市场端数字化转型”与“内部生产和管理端数字化转型”两条主线；能源价值链整合、能源生态服务、智慧能源运营3 个核心数字化转型方向；生产数字化基础、管理数字化基础、经营数字化基础、数据管理与服务基础4 个基础条件；领导机构、管理体制、人才队伍、风险防范体系四大保障体系。

结合“二三四四”基础方法论，设计电网企业数字化转型架构。架构整体以数据驱动即要素数字化为底层机制核心，同时融合知识图谱技术形成的知识驱动力，向上搭建中层业务数字化的三大转型目标：转能力、转技术和转管理，以此构建顶层战略数字化逻辑。在明确底层、中层和顶层结构后，可进一步实行和推动产业数字化和数字产业化。最后辅之以衍生而成的业务驱动、技术驱动以及战略驱动，实现数字化绩效的提升。具体架构如图1 所示。

图1 电网企业数字化转型架构

3 构造电网企业数字化转型成熟度评估框架

以所搭建的架构逻辑为基础，进一步细化建立以电网数字化发展目标即电网生产数字化转型、企业经营数字化转型、客户服务数字化转型、新型产业升级和数字创新能力升级为导向，以“三融三化”即融入电网业务、融入生产一线、融入产业生态，架构中台化、数据价值化和业务智能化为发展思路，以坚持战略引领、价值导向、继承发展、创新驱动和开放共赢为基本原则的电网企业数字化成熟度评估框架。

整个评估框架的结构设置以业务数字化、数字产业化、数字化基础、数字化保障体系以及数字化绩效评估这5 个维度相统一为目标。同时结合王继业［19］提出的企业数字化发展“3-3-4”框架，在数字化基础条件的维度下明确数字资源、数字技术和数字生态这三大底层要素；在数字化保障体系的维度下兼顾人才、安全、组织变革和机制创新这4 个战略保障；在业务数字化和数字产业化的维度下评估基础设施、业务应用和商业模式的转型；最后在数字化绩效评估的维度下统筹考虑效率、效益和数字化综合贡献率。整体评估框架如图2 所示。

图2 数字化成熟度评估框架

4 设计电网企业数字化转型成熟度评价指标体系

国家电网有限公司董事长辛保安［20］提出关于集团数字化转型战略发展的具体要求，电网数字化转型重点应从夯实数字化发展基础、推进业务数字化转型、积极拓展数字产业化和提升数字化保障能力等4 个方面进行。根据这四方面要求并结合文章中所搭建的架构图与数字化成熟度评估框架图，建立包含9 个一级指标、37 个二级指标、114 个三级指标为主要内容的数字化成熟度指标评价体系。

4.1 中台及云平台建设

由于业务中台、技术中台和数据中台建设为电网企业后台与前台搭建桥梁，可实现企业更高效的经营与管理，且云平台建设为企业进行大数据的计算和存储提供便利，所以此一级指标的设置旨在衡量电网企业在数字化转型过程中的生产资料整合能力和云计算基础设施的建设程度及能力，次级指标包括业务中台建设程度、技术中台建设程度、数据中台建设程度、云平台数字化建设及管控。具体指标如表1 所示。

表1 中台及云平台建设

4.2 财务及审计数字化基础

此一级指标的设置旨在单独分析企业财务系统、审计系统的数字化完善程度，以期提高企业筹集资金、运用资金以及资金运用合法性、真实性审计的效率。同时从财务和审计角度来分析企业在数字化进程中及经济资料中可能存在的问题，以此判断企业数字化的经济健康程度。次级指标有财务信息化程度、财务分析数字化、数字财务共享、审计数字化建设。具体指标内容如表2 所示。

表2 财务及审计数字化指标设置

4.3 生产数字化基础

此一级指标的设置旨在通过对生产环节数字化的评估来衡量对于强化电网管控、构建智能管理体系以及建立协调控制新模式的推动作用。同时考虑到生产数字化对电网生产的赋能作用，这项指标也用于衡量电网生产方面的数字化转型水平。次级指标有数字化生产监控、制造过程的数字化管理、基于数字化制造的协同水平。具体指标设置如表3所示。

4.4 经营管理数字化基础

此一级指标的设置旨在评估经营管理数字化对企业经营与管理的赋能作用，以此衡量电网企业运营的数字化转型水平。再进一步从信息采集、人力资源、一体化智慧供应链、一体化调度运行以及业务数字化转型等方面进行多维度评估。具体指标设置如表4 所示。

表4 经营管理数字化基础指标设置

4.5 数据管理与服务基础

此指标的设置旨在评估企业的数据在提升数据管理能力和强化数据应用方面的情况。数据作为数字化过程中最基础的元素，此项指标将针对数据在企业中所扮演的不同角色设置不同次级指标，可从数据采集、存储、计算以及传输等环节进行考虑，同时增加二级指标数据管理能力的成熟度进行综合评价。具体指标设置如表5 所示。

表5 数据管理与服务基础指标设置

4.6 客户服务数字化基础

此一级指标用于评价当电网企业面向市场、面向客户时，不同类型的服务数字化程度。客户服务数字化程度与服务质量、效率呈正相关的关系，即数字化程度越高相应的服务质量与便捷程度也就越高。客户服务数字化基础指标也用于评价赋能客户服务的能力，这个能力主要由智能化营销系统建设和一体化的电力市场服务平台建设构成。因此，其下二级指标应从智能化营销系统和一体化电力市场服务平台建设角度进行设置，同时设置客户体验数字化程度与满意度来评价客户服务的完善程度。具体指标设置如表6 所示。

表6 客户服务数字化基础指标设置

4.7 数字化产业融合与升级

此一级指标的设置旨在评估电网企业自身能源价值链的融合度以及电网企业数字化对新兴产业起到的赋能作用，以此来衡量电网企业数字化的结构重组能力及其产业带动能力。具体指标设置如表7所示。

表7 数字化产业融合与升级指标设置

4.8 数字化保障体系建设

此一级指标的设置旨在评价电网企业数字化进程中确保安全性、稳定性的能力，并以此评估企业安全防护、技术引领和运营支撑的强化程度。整体指标设置应从领导机构、安全防护建设以及运营管理机制三方面来综合考量数字化保障体系建设的完善程度。具体指标设置如表8 所示。

表8 数字化保障体系建设指标设置

4.9 数字化绩效

此一级指标的设置是为了对企业整体的数字化水平进行最终的量化评估，进而衡量电网企业数字化进程中经济和社会效益的变化情况。其下二级指标的设置则考虑了电力企业整体的效率和效益以及数字化模式下的综合效益贡献率。具体指标设置如表9 所示。

表9 数字化绩效指标设置

5 评价方法

电网企业可根据自身情况对此体系中的指标对应的数据进行采集并结合实际情况进行计算打分，基于分值可对电网企业数字化转型过程中较为薄弱的环节做出判断并进行相应调整，以期实现更高的数字化效益。具体为：

（1）确定各级指标权重。通过对电网企业基础设施、平台建设、生产要素整合、业务发展和战略规划等方面进行重要性评估，可使用层次分析法或主成分分析法对各级指标进行权重赋值。每一级指标权重和都应为1。

（2）确定三级指标的评分。在指标体系中有定性和定量指标之分。对于定性指标可利用德尔菲法，基于各领域专家的相关知识和经验进行评分；对于定量指标，根据本文中所给出的计算方法，结合电网大数据库中相应数据可得到具体的量化评分。每一项指标的评分都应转化成百分制形式。

（3）确定一级和二级指标的评分。对二级指标下对应的三级指标进行加权求和即可得出该二级指标的得分；同理可计算得出各一级指标的分值。在计算所得一级指标分值基础上设计可视化界面，采用雷达图的形式将各一级指标对应分值进行可视化呈现，并结合电网数字化成熟度的5 个阶段，即规范级、场景级、领域级、平台级和生态级，可较为直观地反映电网企业数字化各方面的成熟度所处阶段。

（4）确定整体的成熟度分值。对各一级指标加权求和，就可得到最终的成熟度评分。

6 结论建议

在电网企业的数字化进程中，从什么维度、角度去评价电网企业数字化的能力和数字化成熟度对于电网企业而言是至关重要的。数字化能力和成熟度关系到电网企业数字化基础条件、数字化业务、数字化产业、数字化保障体系的后续调整。在参考电网企业数字化转型“二三四四”方法论的基础上建立了数字化转型架构，并以此为底层逻辑构建指标体系框架，同时参考电网数字化转型“3-3-4”框架，建立了一个电网数字化转型成熟度评价指标体系。从定量分析角度出发，基于计算后的整体成熟度分值和各一级指标分值以及成熟度等级雷达示意图，可直观地把握电网企业数字化进程中整体与部分的辩证关系，抓住其中的薄弱点、痛点制定相应的改良方案，做到对症下药，进而不断推进电网数字化的持续健康发展；从定性分析角度出发，依托所搭建的底层-中层-上层逻辑体系，电网企业可通过厘清数字化转型逻辑关系，充分发挥数字化过程中数据的驱动作用以实现数字化能力的转型，同时加强过程中的评估诊断能力，不断优化数字化转型的战略决策与实践活动，最终实现电网企业价值数字化。

具体而言，根据上述所搭建的架构和框架的内在逻辑体系，电网企业在实际的数字化转型升级的实践过程中，对于其转型成熟度的评估可围绕五大驱动力进行，即依托数据驱动、知识驱动、技术驱动、业务驱动以及战略驱动展开成熟度评估工作。基于此，提出5 个维度的建议，希冀对电网企业数字化有所助力。

（1）推动电网数据中心建设项目落地实施，加快构建数据中台，通过对数据的采集、分析与建模应用对电网生产要素进行整合与优化调度，辅之以智能优化算法、机器学习等现代人工智能技术，可对所采集的数据实现充分利用，以此形成较强的数据驱动力。以无人机巡检为例，采集各个巡检点和无人机的数据并进行整理，而后借助蚁群算法等智能算法计算形成最便捷的巡检路径，以最小的代价实现巡检覆盖率的最大化，进而在量化数字化成熟度时可以得到更优值。

（2）与数据驱动维度具有强关联性的是知识驱动维度，此维度可主要着眼于知识图谱技术的应用。利用知识图谱技术对多源异构数据进行知识抽取并完成融合，再通过知识加工形成知识图谱后实现对电网企业数据库的重构过程，同时完成数据分类、建模和计算等各个方面的模块化、可视化设计。例如，可对电网企业进行全方位的数据采集，利用稀疏字典观测矩阵对原始状态数据进行压缩后借助压缩感知技术和协同感知技术实现传感布局的优化和信息对齐，过程中一方面向知识图谱端输出数据的语义标签、另一方面向电网企业端进行数据传输，电网企业端的数据通过关联分析和分布式卡尔曼滤波完成数据融合并向知识图谱端输出语义数据；对所采集数据其中的非结构化数据进行知识提取，包括实体、关系、属性和事件的提取，完成后与其中的结构化数据一起进入知识融合过程，在此过程中结合输入的语义标签和语义数据从而构成电网企业的知识图谱并形成基于知识图谱的知识驱动。该维度在电网数字化转型成熟度评估的过程虽不产生直接作用，但却贯穿了数字化进程的始终。因此，电网企业在数字化转型成熟度评估的工作中应重点关注此隐藏的维度。

（3）加强“大、云、物、移、智”等技术在电网企业生产中的应用，加快转型升级步伐，进一步推动创新数字化技术在企业运维中的应用，兼顾安全性和经济效益，例如，传感技术可以在线检测电网运行实际状态，并通过对事故模型进行分析预测能够及时做出事故预警响应；数字化、自动化的控制技术的应用可以很大程度上规避因人为操作失误而引发的事故。通过新技术的推广应用与以此相对应技术层面的评估指标体系的建立更新，以期解决当前的数字化技术无法解决电网企业数字化转型过程中对数字化绩效评估的需求与当前技术和评估体系发展不全面、不充分之间的矛盾。总而言之，科学技术是第一生产力的科学论断在数字化时代仍然是具有普适性的。因此，电网企业应将数字化技术的创新置于重要发展地位，对数字化技术的创新性和应用性的评估是进行数字化成熟度评估的一大重要视角。

（4）不断推进并完善电网企业的业务中台建设，建立并细化业务模块至采购电、输送电、电力市场交易等各个方面，通过所建立的数据中心可调取各项业务数据并分析之。例如，在在碳达峰碳中和“双碳”目标大背景下，包含可再生能源发电并网、消纳与储能调度等方面的集中业务模块建设的必要性不言而喻；此外还应统筹兼顾用户用电数据的采集分析及送电业务，充分保障用户的用电安全。因此，在业务驱动的视角下，对电网企业数字化成熟度评估主要应落实在业务中台建设上，通过业务中台建设的完备程度来反映业务数字化层面的成熟度。

（5）制定相应的数字化发展战略，拟定数字化转型升级指导纲要，落实公布电网企业各级各部门的权责清单并应根据数字化的不同阶段做出相应的动态调整。整体的战略应统筹数据驱动、知识驱动、技术驱动和业务驱动，形成符合电网企业自身数字化转型客观发展要求的数据、知识、战略、技术和业务五位一体的发展战略。同时，电网企业应注重对数字化人才的吸纳与培养，包括专项技术人才与管理人才，形成“人才-技术-管理”的闭环从而可推动数字化进程持续向好发展。在此视角下，可将电网企业数字化转型成熟度评估细分出对数字化战略合理性及其所产生的积极影响的评估的部分。