“智能+”背景下制造企業技術創新能力成熟度指標體系構建研究

高 迪，聞 波

（淮北師范大學計算機科學與技術學院，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+”，為制造業轉型升級賦能，可以預見人工智能+傳統 行業改造將成為2019年重要發展方向，也將成為促進新興產業加快發展的新動能[1]。報告指出要加大基礎研究和應用基礎研究支持力度，強化原始創新，加強關鍵核心技術攻關。 健全以企業為主體的產學研一體化創新機制。聚焦基礎科研，加強關鍵核心技術和基礎科學領域成果轉化，構建產學研聯動創新平臺，打通基礎研究和應用技術創新銜接的綠色通道[2]。《中國制造2025》提出“創新驅動，質量為先，綠色發展，結構優化，人才為本”的基礎方針，是中國制造發展的總體要求，這一方針也為制造企業的發展指明方向。

“智能+”是人工智能的升級，是繼“互聯網+”之后首次出現在政府工作報告中。以人為核心，基于互聯網技術如云計算、物聯網、大數據、人工智能等在內的生態與系統而形成的高度信息對稱、和諧與高效運轉的社會生態，是“智能+”的標志。報告明確提出需要深入實施創新驅動，緊抓核心關鍵技術攻關，推動以人工智能、大數據、數據云等為代表的前沿技術研發，推動傳統產業轉型升級。作為國家戰略的人工智能正在作為基礎設施，逐漸與產業融合，加速經濟結構優化升級，對人們的生產和生活方式產生深遠的影響。站在新一輪技術革命的風口，垂直應用之外，必須掌握核心技術，突破尖端技術難題，才能持續不斷創新，掌握國際競爭的制勝權[3]。

隨著以人工智能等新一代信息技術驅動的“智能+”時代的到來，人們對產品質量的需求將不斷提升，傳統的制造企業面臨的困境逐漸凸顯，制造企業為了解決這一問題，必須要利用“互聯網+”和人工智能帶來的新技術，將技術創新與產品質量和制造業深度融合。利用技術改造傳統產業，從而實現降本增效。“智能+”背景下制造企業為了實現可持續的盈利，就必須采用技術創新，實現產品的快速更迭，這是“智能+”背景下制造企業實現可持續發展的必然需求[4]。技術創新成為制造企業生存發展的核心競爭力，“智能+”背景下的技術創新能力成熟度評價指標體系尚未建立，本研究主要構建制造企業技術創新能力成熟度指標體系，為制造企業的可持續發展奠定基礎。

2.評價指標體系的建立

2.1 評價指標選取

國內外研究學者基于成熟度模型對企業技術創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，制造企業如何發展，技術創新能力如何度量，技術創新能力成熟度如何評價，成為“智能+”背景下重點研究的問題。又考慮到指標數據的可獲得性，剔除了一些很難獲得準確數據的指標，經過相關性分析，剔除了與各指標相關性較弱的指標；本研究綜合考慮各種因素，并經過相關分析提出冗余因素；基于此，本研究認為影響制造業技術創新能力的因素包括以下4個方面。

（1）創新資源投入。企業為技術創新所投入的所有資源總和，可分為兩大類，一是技術創新經費投入，二是技術創新人員投入。

（2）創新管理能力。企業為了促進技術創新，制定符合企業定位的創新戰略和通過提高技術創新人員的人均收入和研發人員投資費用（包括培訓、外出考察等）。

（3）創新產出能力。企業創新產出能力是以上各因素的綜合評價結果，反映了技術創新的經濟效益和新技術進步的成效。

（4）創新產品營銷能力。創新產品營銷能力是技術創新成熟度發展的根本目的，產品營銷給企業帶來利益，企業才能實現可持續發展，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技術創新能力成熟度評價指標體系如下所表1所示。

表1 制造企業技術創新能力成熟度評價指標體系

2.2 指標權重的確定

本研究建立的制造企業技術創新成熟度評價指標體系，能夠反映出“智能+”背景下的技術創新，評價結果客觀。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重，基于以往有關成熟度的評價方法并結合本研究，擬選定層次分析法和模糊綜合評價法相結合來科學合理的確定指標權重。

2.2.1 層次分析法的數學模型

假設評價目標為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計算權數；

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，表示評語等級或評語檔次。這一集合規定了某一評價因素的評價結果的選擇范圍，評價因素可以是定性的，也可以是定性的。

在現有研究的技術創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

當各因素權重W、評判矩陣X和權重矩陣Y已知時，按照模糊關系合成運算可得到模糊關系綜合評判集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重構成的矩陣，R表示某一指標下的單因素判斷矩陣。

(4)技術創新能力成熟度綜合評價

技術創新能力成熟度綜合評價矩陣B由4個一級指標的評價結果構成，即：

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

技術創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。經計算并結合表4可知，當P＜40時，技術創新能力成熟度為無序級，當40≤P＜60時技術創新能力成熟度為初始級，當60≤P＜70時，技術創新能力成熟度為成長級，當70≤P＜80時，技術創新能力成熟度為定義級，當80≤P＜90時，技術創新能力成熟度為管理級，當90≤P＜100時，技術創新能力成熟度為優化級。

技術創新能力成熟度是評價企業技術創新能力的高低，技術創新能力評價的結果是為企業提供提高技術創新能力的依據，企業技術創新能力的提高促進了企業的創新發展，企業技術創新能力的提高不是一蹴而就的，是需要在企業不斷的探索中學習得來的，企業通過不斷的積累知識、技能以及培養創新人才，為企業奠定良好的創新基礎[5]。

基于以上分析，以淮北本地制造企業為研究對象，通過國內相關方面的研究學者、企業相關人員的填表咨詢，結合層次分析法的數學模型和計算，得出各指標權重，指標權重按照百分比測算，結果如上表1。基于權重值，計算得出模糊綜合評價分值。

3.結論

通過以上計算，淮北本地制造企業的技術創新能力成熟度為成長級，企業可以通過引進先進的技術或研發設備，培養創新型人才等一系列措施，加強本地制造企業的技術創新能力。處在成長級的企業，還不具備較完善的創新機制和激勵機制，企業需要致力于建立創新組織體系，培養自主創新意識，加強自主創新能力。雖然本地制造企業技術創新能力處在成長級，但是本地企業仍然具有自身獨特的競爭優勢，能夠根據市場需求，積極調整生產產品要素結構或者技術模式。處于此階段的制造企業，難以承擔起根本性的技術創新帶來的巨大資源投入和技術創新產品面臨的市場銷售風險。基于此，本地制造企業應該選擇漸進性創新、結構性創新和模式性創新相結合的創新模式，循序漸進、有條不紊的進行企業技術創新。

在綠色環保、低碳經濟的理念下，制造企業必須追求清潔、低能耗的綠色生產模式，技術創新是轉變生產方式的最有效途徑，是提高企業市場競爭力的核心[6]。評價企業技術創新能力成熟度等級，并結合成熟度等級選擇適應企業發展的創新模式，確保技術創新取得成功，在開展一系列企業創新活動中提高企業技術創新能力。