“智能+”背景下制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度指標體系構(gòu)建研究

高 迪，聞 波

（淮北師范大學計算機科學與技術(shù)學院，安徽 淮北 235000）

1.引言

2019年3月5 日，第十三屆全國人民代表大會第二次會議開幕，國務院總理李克強作政 府工作報告。報告中首次提出“智能+”，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能，可以預見人工智能+傳統(tǒng) 行業(yè)改造將成為2019年重要發(fā)展方向，也將成為促進新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的新動能[1]。報告指出要加大基礎(chǔ)研究和應用基礎(chǔ)研究支持力度，強化原始創(chuàng)新，加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。 健全以企業(yè)為主體的產(chǎn)學研一體化創(chuàng)新機制。聚焦基礎(chǔ)科研，加強關(guān)鍵核心技術(shù)和基礎(chǔ)科學領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化，構(gòu)建產(chǎn)學研聯(lián)動創(chuàng)新平臺，打通基礎(chǔ)研究和應用技術(shù)創(chuàng)新銜接的綠色通道[2]。《中國制造2025》提出“創(chuàng)新驅(qū)動，質(zhì)量為先，綠色發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，人才為本”的基礎(chǔ)方針，是中國制造發(fā)展的總體要求，這一方針也為制造企業(yè)的發(fā)展指明方向。

“智能+”是人工智能的升級，是繼“互聯(lián)網(wǎng)+”之后首次出現(xiàn)在政府工作報告中。以人為核心，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在內(nèi)的生態(tài)與系統(tǒng)而形成的高度信息對稱、和諧與高效運轉(zhuǎn)的社會生態(tài)，是“智能+”的標志。報告明確提出需要深入實施創(chuàng)新驅(qū)動，緊抓核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，推動以人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)云等為代表的前沿技術(shù)研發(fā)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。作為國家戰(zhàn)略的人工智能正在作為基礎(chǔ)設(shè)施，逐漸與產(chǎn)業(yè)融合，加速經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，對人們的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生深遠的影響。站在新一輪技術(shù)革命的風口，垂直應用之外，必須掌握核心技術(shù)，突破尖端技術(shù)難題，才能持續(xù)不斷創(chuàng)新，掌握國際競爭的制勝權(quán)[3]。

隨著以人工智能等新一代信息技術(shù)驅(qū)動的“智能+”時代的到來，人們對產(chǎn)品質(zhì)量的需求將不斷提升，傳統(tǒng)的制造企業(yè)面臨的困境逐漸凸顯，制造企業(yè)為了解決這一問題，必須要利用“互聯(lián)網(wǎng)+”和人工智能帶來的新技術(shù)，將技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品質(zhì)量和制造業(yè)深度融合。利用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，從而實現(xiàn)降本增效?！爸悄?”背景下制造企業(yè)為了實現(xiàn)可持續(xù)的盈利，就必須采用技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速更迭，這是“智能+”背景下制造企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然需求[4]。技術(shù)創(chuàng)新成為制造企業(yè)生存發(fā)展的核心競爭力，“智能+”背景下的技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度評價指標體系尚未建立，本研究主要構(gòu)建制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度指標體系，為制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.評價指標體系的建立

2.1 評價指標選取

國內(nèi)外研究學者基于成熟度模型對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評價指標體系進行了研究，在“智能+”這一全新時代背景下，制造企業(yè)如何發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新能力如何度量，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度如何評價，成為“智能+”背景下重點研究的問題。又考慮到指標數(shù)據(jù)的可獲得性，剔除了一些很難獲得準確數(shù)據(jù)的指標，經(jīng)過相關(guān)性分析，剔除了與各指標相關(guān)性較弱的指標；本研究綜合考慮各種因素，并經(jīng)過相關(guān)分析提出冗余因素；基于此，本研究認為影響制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的因素包括以下4個方面。

（1）創(chuàng)新資源投入。企業(yè)為技術(shù)創(chuàng)新所投入的所有資源總和，可分為兩大類，一是技術(shù)創(chuàng)新經(jīng)費投入，二是技術(shù)創(chuàng)新人員投入。

（2）創(chuàng)新管理能力。企業(yè)為了促進技術(shù)創(chuàng)新，制定符合企業(yè)定位的創(chuàng)新戰(zhàn)略和通過提高技術(shù)創(chuàng)新人員的人均收入和研發(fā)人員投資費用（包括培訓、外出考察等）。

（3）創(chuàng)新產(chǎn)出能力。企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)出能力是以上各因素的綜合評價結(jié)果，反映了技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟效益和新技術(shù)進步的成效。

（4）創(chuàng)新產(chǎn)品營銷能力。創(chuàng)新產(chǎn)品營銷能力是技術(shù)創(chuàng)新成熟度發(fā)展的根本目的，產(chǎn)品營銷給企業(yè)帶來利益，企業(yè)才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這一指標包含了銷售人員水平、市場研究投入強度及新產(chǎn)品銷售率三個方面。

基于以上分析，本研究擬指定的制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度評價指標體系如下所表1所示。

表1 制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度評價指標體系

2.2 指標權(quán)重的確定

本研究建立的制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成熟度評價指標體系，能夠反映出“智能+”背景下的技術(shù)創(chuàng)新，評價結(jié)果客觀。在建立了指標體系之后，需要對指標體系中的各指標進行賦權(quán)重，基于以往有關(guān)成熟度的評價方法并結(jié)合本研究，擬選定層次分析法和模糊綜合評價法相結(jié)合來科學合理的確定指標權(quán)重。

2.2.1 層次分析法的數(shù)學模型

假設(shè)評價目標為T0，影響因素有（P1,P2,P3……Pn），且Pn的重要程度稱為各因素的權(quán)重（W1,W2,W3……Wn）其中

W1+W2+W3+……+Wn=1；

T0= P1* W1+ P2* W2+ P3* W3+……+ Pn* Wn

由于影響因素對評價目標的影響程度不同，故將影響因素進行兩兩比較，得到判斷矩陣E。

表2 判斷矩陣含義

若取 W=（W1,W2,……Wn）T，則有EW=m*W。m為E的一個特殊根，W為E的一個特殊向量，又有EW=λmax*W，λmax為特征向量m的最大特征值。特征向量是運用和積法求解的，求解步驟如下：

①對判斷矩陣的每一列歸一化處理，得到新的判斷矩陣；

②對由①得到的新的判斷矩陣的每一行求和，并進行歸一化求和；

③計算權(quán)數(shù)；

④計算λmax。

考慮到參與打分的專家各研究背景不同，會使得判斷結(jié)果也會有所不同，甚至差別很大。因此判斷矩陣不一定具有完全一致性，此時需要對判斷矩陣進行一致性檢驗，計算一致性指標CI和一致性比例CR。

CI=(λmax-n)/(n-1)

CR=CI/RI

RI的值如下表所示。

表3 RI的取值

當計算出的CR小于等于0.1時，則認為判斷矩陣滿足一致性，反之，需重新調(diào)整判斷矩陣。

2.2.2 模糊綜合評價

（1）建立因素集U和評語集V

根據(jù)評價指標體系建立因素集：

一級指標因素集：U=（U1,U2,U3,U4）

二級指標因素集：U1=（U11,U12）

U2=（U21,U22）

U3=（U31,U32,U33）

U4=（U41,U42,U43）

評語集V={V1,V2,…Vn}，n為元素個數(shù)，表示評語等級或評語檔次。這一集合規(guī)定了某一評價因素的評價結(jié)果的選擇范圍，評價因素可以是定性的，也可以是定性的。

在現(xiàn)有研究的技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度模型中，評語集分為6個等級：無序級、初始級，成長級、定義級、管理級、優(yōu)化級。故本研究的評語集V={V1,V2,V3,V4,V5,V6}，下表4給出了評語集的劃分。

表4 評語集劃分

（2）建立模糊評判矩陣

因素集與評語集之間的關(guān)系可以用評判矩陣X表示。

X=[X1,X2,…Xn]T=[(X11,X12…X1m),(X21,X22…X2m),……,(Xn1,Xn2…Xnm)]T

其中，Xij∈[0,1]表示評價對象在考慮Ui時做出的評價結(jié)果即Vj的程度。在評判矩陣X的第n行的Xn表示第n個單因素評價集，它是評語集V上的模糊子集。

（3）模糊綜合評判

當各因素權(quán)重W、評判矩陣X和權(quán)重矩陣Y已知時，按照模糊關(guān)系合成運算可得到模糊關(guān)系綜合評判集A以及評判集合D，即D=W*A，其中A=Y*R，Y表示某一指標下的各指標權(quán)重構(gòu)成的矩陣，R表示某一指標下的單因素判斷矩陣。

(4)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度綜合評價

技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度綜合評價矩陣B由4個一級指標的評價結(jié)果構(gòu)成，即：

B=[W1R1,W2R2,W3R3,W4R4]T

技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度評價分值為：P=B*V，B=（b1,b2,b3,b4,b5,b6）,若 b1+b2+b3+b4+b5+b6≠ 1，則需要對 B 進行歸一化處理。經(jīng)計算并結(jié)合表4可知，當P＜40時，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為無序級，當40≤P＜60時技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為初始級，當60≤P＜70時，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為成長級，當70≤P＜80時，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為定義級，當80≤P＜90時，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為管理級，當90≤P＜100時，技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為優(yōu)化級。

技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度是評價企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的高低，技術(shù)創(chuàng)新能力評價的結(jié)果是為企業(yè)提供提高技術(shù)創(chuàng)新能力的依據(jù)，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的提高促進了企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的提高不是一蹴而就的，是需要在企業(yè)不斷的探索中學習得來的，企業(yè)通過不斷的積累知識、技能以及培養(yǎng)創(chuàng)新人才，為企業(yè)奠定良好的創(chuàng)新基礎(chǔ)[5]。

基于以上分析，以淮北本地制造企業(yè)為研究對象，通過國內(nèi)相關(guān)方面的研究學者、企業(yè)相關(guān)人員的填表咨詢，結(jié)合層次分析法的數(shù)學模型和計算，得出各指標權(quán)重，指標權(quán)重按照百分比測算，結(jié)果如上表1?；跈?quán)重值，計算得出模糊綜合評價分值。

3.結(jié)論

通過以上計算，淮北本地制造企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度為成長級，企業(yè)可以通過引進先進的技術(shù)或研發(fā)設(shè)備，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才等一系列措施，加強本地制造企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。處在成長級的企業(yè)，還不具備較完善的創(chuàng)新機制和激勵機制，企業(yè)需要致力于建立創(chuàng)新組織體系，培養(yǎng)自主創(chuàng)新意識，加強自主創(chuàng)新能力。雖然本地制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力處在成長級，但是本地企業(yè)仍然具有自身獨特的競爭優(yōu)勢，能夠根據(jù)市場需求，積極調(diào)整生產(chǎn)產(chǎn)品要素結(jié)構(gòu)或者技術(shù)模式。處于此階段的制造企業(yè)，難以承擔起根本性的技術(shù)創(chuàng)新帶來的巨大資源投入和技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品面臨的市場銷售風險?；诖?，本地制造企業(yè)應該選擇漸進性創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)性創(chuàng)新和模式性創(chuàng)新相結(jié)合的創(chuàng)新模式，循序漸進、有條不紊的進行企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。

在綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟的理念下，制造企業(yè)必須追求清潔、低能耗的綠色生產(chǎn)模式，技術(shù)創(chuàng)新是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式的最有效途徑，是提高企業(yè)市場競爭力的核心[6]。評價企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力成熟度等級，并結(jié)合成熟度等級選擇適應企業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新模式，確保技術(shù)創(chuàng)新取得成功，在開展一系列企業(yè)創(chuàng)新活動中提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。