基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)信息能力模糊評價研究——以安徽省制造型企業(yè)為例

姜 婷

（安徽經(jīng)濟管理學(xué)院 信息工程系，安徽 合肥230059）

一、引 言

企業(yè)在信息化建設(shè)工作中，首先必須清楚其信息化的現(xiàn)狀。企業(yè)信息能力是企業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營、技術(shù)、管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用信息資源和信息技術(shù)的價值度量，它反映了企業(yè)信息化對企業(yè)發(fā)展的作用效果的大?。◤埡途咐^鵬，2008）［1］。只有在了解了企業(yè)信息能力的情況后，企業(yè)的信息化建設(shè)才能更加有針對性，行動才會更具成效。

國外已有不少學(xué)者研究企業(yè)信息能力問題（T Ravichandran和CLertwongsatien等，2005；CNakata和Zhenzhu等，2008；J H Lim和T C Stratopoulos等，2011）［2-4］，主要是針對企業(yè)信息技術(shù)能力和信息系統(tǒng)能力開展研究，研究方法以實證研究為主（程剛和李倩，2013）［5］。國內(nèi)學(xué)者對企業(yè)信息能力問題的研究主要集中在企業(yè)信息能力的內(nèi)涵及內(nèi)容等基本理論方面（張同建和梅強，2011；史敏和劉素華等，2013）［6-7］、企業(yè)信息能力的提升和培育（劉煥成和孟玲，2011；許亮和周玲，2014）［8-9］、企業(yè)信息能力的評價（張海濤和靖繼鵬，2008；程剛和李旭輝，2009）［10-11］等方面。

研究并構(gòu)建企業(yè)信息能力評價指標(biāo)體系和評價模型，是企業(yè)信息能力研究工作的重要組成部分，也是企業(yè)信息化建設(shè)不可或缺的重要指導(dǎo)工具，該方面的研究工作取得了一系列成果。張海濤等構(gòu)建了企業(yè)信息能力的評價指標(biāo)體系，并建立了經(jīng)濟計量模型（2008）［10］；程剛等利用層次分析法構(gòu)建了企業(yè)信息能力評價體系和評價模型（2009）［11］。盡管目前國內(nèi)學(xué)者對企業(yè)信息能力評價的研究成果已經(jīng)不少，但評價主要采用層次分析法、專家評分法、模糊綜合評價法等方法，這些方法均在一定程度上受到主觀意愿和判斷的影響，因此，在研究中科學(xué)客觀地處理定量和定性的信息更凸顯其重要性，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出來的各方面性能可以保證在確定評價的指標(biāo)權(quán)重方面更具科學(xué)性（張憲，2012；龔關(guān)，2014）［12-13］。本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，結(jié)合能力成熟度模型，構(gòu)建了企業(yè)信息能力模糊綜合評價模型，并將該模型應(yīng)用于安徽省制造型企業(yè)信息能力的評價工作中。

二、企業(yè)信息能力模糊綜合評價模型

（一）確定評價因素集

確定評價對象的因素集U，U=(u1,u2,…,um)，即選擇評價對象的指標(biāo)，構(gòu)建評價指標(biāo)體系。按照評價指標(biāo)的可操作性、評價工作的目的性、評價效果的全面性以及評價對象的差異性等原則，采用主成分分析法構(gòu)建了企業(yè)信息能力綜合評價指標(biāo)體系，指標(biāo)分6大類，共有32個指標(biāo)，如表1所示。

表1 企業(yè)信息能力綜合評價指標(biāo)體系

（二）企業(yè)信息能力評語等級論域

能力成熟度模型（Capability Maturity Model，簡稱CMM）最早由Watts Humpherey提出，用于評估軟件供應(yīng)商的能力［14］。本文根據(jù)CMM的分級標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)信息能力的內(nèi)涵，將企業(yè)信息能力劃分為初始級、系統(tǒng)級、優(yōu)化級、戰(zhàn)略級和持續(xù)改善級五個層次。

初始級：企業(yè)較為重視信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對信息化的理解偏重于技術(shù)層面；基本實現(xiàn)文檔的電子化；部門之間存在較為嚴(yán)重的信息孤島；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效性、標(biāo)準(zhǔn)性和完整性較低。

系統(tǒng)級：企業(yè)基本完成了信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；企業(yè)開始全面引入面向業(yè)務(wù)的管理信息系統(tǒng)，整合孤立的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了核心應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成；核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，但是整體數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、完整性和有效性比較低。

優(yōu)化級：企業(yè)各部門都引入了管理信息系統(tǒng)，建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及信息管理制度，整合了數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)，部門間數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享；建立了內(nèi)部職能部門之間的系統(tǒng)集成框架。

戰(zhàn)略級：企業(yè)的信息化戰(zhàn)略與經(jīng)營管理戰(zhàn)略相互融合，信息資源構(gòu)成了企業(yè)的核心競爭力；企業(yè)將內(nèi)部的信息流、資金流和業(yè)務(wù)流融為一體，完成了內(nèi)部協(xié)同。

持續(xù)改善級：企業(yè)能夠進行內(nèi)部和外部資源的整合，各部門之間及企業(yè)之間的關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)外供應(yīng)鏈的關(guān)系；信息資源成為組織創(chuàng)新的重要工具和力量；組織成為一個智能的主體，能夠快速對環(huán)境或市場的變化做出反應(yīng)。

綜上所述，本文將企業(yè)信息能力的評語等級論域確定為V=(v1,v2,v3,v4,v5)=（初始級，系統(tǒng)級，優(yōu)化級，戰(zhàn)略級，持續(xù)改善級）。

（三）對評價指標(biāo)進行無量綱化處理

本研究針對評價指標(biāo)包括定量和定性兩類的情況，分別對其進行了無量綱化處理。

1.定量分析指標(biāo)

若ui為定量評價指標(biāo)，對原始數(shù)據(jù)進行歸一化處理，將它們轉(zhuǎn)化為閉區(qū)間［0，1］上的無量綱性指標(biāo)值。設(shè)ai為定量評價指標(biāo)ui的原始樣本數(shù)據(jù)，xi(i=1,2,…,m)為ai的無量綱化值，xi∈[0,1]；mi為原始樣本集在指標(biāo)ui上的最小值；Mi為原始樣本集在指標(biāo)ui上的最大值。

定量指標(biāo)無綱量化值為:

2.定性評價指標(biāo)

若ui為定性評價指標(biāo)，首先構(gòu)建評價尺度S，S=(s1,s2,s3,s4,s5)，然后確定各定性指標(biāo)的隸屬度向量ri=（r1，r2，r3，r4，r5）。則定性指標(biāo)的無量綱化值為：

（四）模糊關(guān)系矩陣的確定

用R表示模糊關(guān)系矩陣，用以描述評價因素集U中元素值ui與評價等級集V中元素vj的模糊隸屬度rij的估值矩陣，它表示的是U中元素ui使得V中元素vj達(dá)到滿意的程度。

（五）確定評價的權(quán)重指標(biāo)

評價指標(biāo)的權(quán)重W是U中各指標(biāo)對被評價事物的隸屬關(guān)系，本文采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法確定權(quán)重。

該評價模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如圖1所示，整個網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、隱含層和輸出層共三層。網(wǎng)絡(luò)輸入層的變量為X=(x1,x2,…,xm)，對應(yīng)m個指標(biāo)；輸入層與隱含層之間權(quán)重固定為1；隱含層與輸出層之間的連接權(quán)重wi(i=1,2,…,m)，該值要經(jīng)過訓(xùn)練得到；輸出層有n個輸出，對應(yīng)n個評語等級。

圖1 確定權(quán)重的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

設(shè)bj(j=1,2,…,n)為該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實際輸出，為輸出結(jié)果的期望值，誤差函數(shù)計算公式是隱含層與輸出層之間的初始權(quán)重值設(shè)為wi(0),(i=1,2,…,m)，wi(t)為經(jīng)過t次迭代確定的權(quán)重。隨機選擇一組學(xué)習(xí)樣本，分別為X1,X2,…,XP，實際輸出與期望值之間的誤差限為ε。wi(t)的確定過程的主要步驟描述如下：

（2）對權(quán)重進行調(diào)整，即：

（六）企業(yè)信息能力模糊綜合評價

模糊綜合評判過程最終的評價結(jié)果，即評語集是通過分步計算各層隸屬度的方式得到的。上一層的評價結(jié)果是其下一層評價指標(biāo)隸屬度，每一個指標(biāo)的綜合評價結(jié)果是通過評價矩陣和權(quán)重系數(shù)向量相乘得到。最后根據(jù)最大隸屬原則，確定評判對象為對應(yīng)的評語級別。

三、案例研究

本研究選擇了安徽省8家制造型企業(yè)進行實證研究。采用前述的模型構(gòu)造人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模型的32個評價指標(biāo)作為輸入層神經(jīng)元，5個評語變量為網(wǎng)絡(luò)輸出層。

（一）對評判指標(biāo)進行無量綱化處理

將實際調(diào)研問卷得到的數(shù)據(jù)代入企業(yè)信息能力綜合評判模型中，根據(jù)（1）式和（2）式，可以得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣U={}uij,i=8,j=32，即矩陣每行代表一個企業(yè)的信息能力情況，每一列代表一個經(jīng)過無量綱化處理過的指標(biāo)樣本。

（二）隸屬函數(shù)的確定

該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第二層輸出的是各評價指標(biāo)對不同等級的評語具有的隸屬關(guān)系。針對每個企業(yè)，將其實際調(diào)研數(shù)據(jù)輸入模型，可以求出模型中各個評價指標(biāo)的隸屬函數(shù)，進而得出評語等級變量值。

（三）網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練

選擇利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的改進反向傳播法訓(xùn)練權(quán)重的步驟如下。

（1）確定訓(xùn)練樣本。本研究選取了各指標(biāo)平均值、最大值和最小值作為訓(xùn)練樣本的輸入；

（2）確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出值。網(wǎng)絡(luò)主要訓(xùn)練第二層和第三層的連接權(quán)值，將網(wǎng)絡(luò)第三層的輸出設(shè)定為{1，0，0，0，0}、{0，0，1，0，0}和{0，0，0，0，1}3個向量；

（3）選取權(quán)重訓(xùn)練初始值，本文選擇{0.031 62，0.031 62，…，0.031 62}作為初始值；

（4）進行網(wǎng)絡(luò)迭代訓(xùn)練求得連接權(quán)值。本研究構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過126次迭代后，其誤差值ε=0.000 05，因此可得網(wǎng)絡(luò)第二層與第三層之間的連接權(quán)值為{0.018 54，0.027 57，0.021 73…0.026 76，0.018 76}。

（四）網(wǎng)絡(luò)輸出

將調(diào)研數(shù)據(jù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果如表2所示。根據(jù)最大隸屬原則可以判斷出評價指標(biāo)屬于的評價等級集。

表2 網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果

（五）結(jié)果分析

由網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果可以得出結(jié)論，企業(yè)1的信息能力最低，為“初始級”；公司4和6的信息能力較低，處于“系統(tǒng)級”；公司3、5和8的信息能力中等，處于“優(yōu)化級”；公司2和7的信息能力較強，為“戰(zhàn)略級”。此結(jié)果與實際情況比較吻合，公司2和7均為安徽省的知名制造型企業(yè)，其通過多年的信息化建設(shè)，信息基礎(chǔ)設(shè)施非常完善，因此企業(yè)信息能力很強；企業(yè)3、5和8為成立多年的公司，其在信息化建設(shè)中積累了一定的經(jīng)驗，并取得了較好的成效，信息能力較強；公司4和6為成立一段時間的企業(yè)，基本完成了信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積累了一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，信息化能力一般；企業(yè)1剛剛成立，企業(yè)不具備信息化的組織和管理能力，因此信息能力較低。

四、結(jié)論與建議

本文通過引入能力成熟度模型的概念，為定量評價企業(yè)信息能力提供了理論支持；通過運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高了企業(yè)信息能力評價模型中指標(biāo)權(quán)重值確定過程的科學(xué)性。研究結(jié)果表明：經(jīng)過多年發(fā)展，安徽省制造型企業(yè)的信息能力得到較大提升。但是，各地區(qū)各行業(yè)的信息化建設(shè)水平還不均衡，在整合內(nèi)外資源、建立智能創(chuàng)新型組織方面還有較大的提升空間。針對安徽省制造型企業(yè)現(xiàn)狀，提出以下政策建議。

（1）安徽省應(yīng)抓住產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的契機，進一步提高信息化和工業(yè)化的融合度，不斷提升企業(yè)信息能力。目前制造業(yè)信息化正在全球范圍內(nèi)迎來一場變革，發(fā)達(dá)國家的先進制造和工業(yè)4.0戰(zhàn)略有效提高了制造業(yè)的效率、精細(xì)化水平以及協(xié)作化程度。我國政府對此也相當(dāng)重視，黨的十八大報告將兩化深度融合上升到了國家戰(zhàn)略的高度。安徽省應(yīng)學(xué)習(xí)國內(nèi)外信息化建設(shè)的先進經(jīng)驗，將其與省情相結(jié)合，引導(dǎo)制造型企業(yè)不斷提升各方面的信息能力。

（2）要整合資源，平衡發(fā)展，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，最大限度地將政府投入的財政資金轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。政府統(tǒng)籌利用財政資金對信息基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)平臺進行建設(shè)，提高各地區(qū)各行業(yè)利用公共信息資源的能力，避免信息資源的重復(fù)建設(shè)。建設(shè)工作既要具有一定的前瞻性，又要結(jié)合企業(yè)信息能力現(xiàn)狀，保證資金向生產(chǎn)力的有效轉(zhuǎn)化。

（3）強化人才培育和引進機制，不斷提高企業(yè)員工素質(zhì)。人才是企業(yè)信息能力提升的關(guān)鍵要素之一。相關(guān)部門要制定政策吸引高素質(zhì)人才加盟安徽省制造型企業(yè)，對于企業(yè)亟需的人才給予戶口、住房等優(yōu)惠待遇。引導(dǎo)企業(yè)加強人才梯隊建設(shè)，促進信息化培訓(xùn)工作，不斷提高企業(yè)員工信息能力。

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