工业行业两化融合发展水平评估方法的研究
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引言
为了全面真实地把握我国工业行业两化融合发展现状和发展趋势，找到各行业两化融合的薄弱点和关键环节，2009年工业和信息化部组织开展了工业行业两化融合发展水平评估工作，并以钢铁、机械、纺织等七个重点行业为试点，研究建立了相关行业的两化融合发展水平评估指标体系。评估指标体系采用了模块化和层级化的设计方法，将企业两化融合具备的基础（即就绪度）、两化融合应用的程度（即成熟度）以及通过两化融合的应用对企业绩效方面带来的贡献（即贡献度）作为三个一级指标，从三个维度综合地评价企业两化融合的发展水平，每个一级指标下的不同考察视角即为二级指标，一、二级指标即形成了工业行业两化融合评估指标体系的总体框架。三级指标的设置则是针对相关行业的自身特点和发展现状，并综合考虑后续数据采集的可行性而设置的，充分体现了各行业两化融合的要点和方向。
工业行业两化融合发展水平评估方法的研究就是建立在上述科学完善的工业行业两化融合评估指标体系和基于事实的数据基础之上的。研究建立客观公正、具有可操作的评估方法，是实现对工业行业两化融合发展的总体水平和各级评估指标发展水平进行综合评价的重要手段。同时，科学合理的评估方法对增强各评估主体两化融合发展水平的可比性，开展工业行业两化融合综合评价分析和诊断也具有十分重要的意义。
本文详细阐述了工业行业两化融合发展水平评估方法的核心内容，主要包括以下几个方面：一是权重的设置；二是评分的方法；三是数据的标准化处理；四是不同类型企业的分值平衡方法；五是综合评价方法。
1.权重设置
1.1设置原则
在深入调查研究，掌握工业行业信息化应用水平和两化融合关键点的基础上，为两化融合评估指标体系中的各级评估指标赋予相应的权重，权重的设置应遵循以下原则：
1.1.1导向性原则
对评估指标权重的设置应充分体现评估指标对企业战略和业务支撑的重要程度，不仅为评价行业两化融合发展水平提供科学的方法，更应使其成为引导企业两化融合建设的目标和方向。
1.1.2稳定性原则
权重的设置应与目前行业两化融合的发展水平相适应，体现现阶段行业两化融合的关键环节，在突出导向性的同时保持权重设置在一定时间范围内的稳定性，增强评估结果的连续可比性。
1.1.3正交化设计原则
所谓“正交化”设计，是强调指标体系与权重体系好像空间坐标系中两个相互正交的坐标，相互独立，各起作用，互不影响。指标与其权重的正交化设计思想可以显著地减少指标重要性随时间变动的要求。
1.2设置方法
评估指标的权重设置可采用行业专家和信息化专家共同评分的方法，可按下列两种方式对权重进行专家评分：
1.2.1算术平均法
专家给出个指标具体权重分值，将各专家权重分值进行算术平均，作为专家间差异最小的最优权重。
1.2.2层次分析法
专家给出各指标间相对重要程度的比值，可以采用层次分析法（也可用ANP等方法）来确定指标间权重：首先由所有专家给出各级指标间相对重要的程度，其次构造出各层次的所有判断矩阵，最后进行一致性检验，调整判断矩阵，确定指标权重。
2.评分方法
2.1分值设置
指标体系分值设置包括指标基本分值和关联分析修正分值。
2.1.1基本分值
指标体系中各级指标的基本分值满分均为100分，如果一个指标包含两个以上的下级指标，或使用了两个以上的评价内容进行表征，则以权重进行分值分解。
2.1.2关联分析修正分值
指标体系各维度下的指标既相互独立又相互作用和关联，在分指标进行评分的基础上，对相互作用和关联的指标还需要进行关联分析，并根据关联分析结果，适当做加减分处理，用以修正明显不符合逻辑的异常分值。
2.2评分方法
根据行业两化融合评估指标的设置，评估数据采集项的原始数值可分为两类，一类是定量的数据，属于连续数值；一类是定性选择项，包括多选和单选两种，具体评分时根据不同我们采用量化的评分方法对企业两化融合发展水平进行评估，使指标评价做到量化和可操作。
评分方法归纳起来共分4类，它们是：
2.2.1相对水平评价法
本方法适用于评价那些数字型采集项指标，根据工业行业各项数据的数据特点，采用一般标准化方法，用以评价该企业在行业中的相对位置和水平。
一般标准化方法计算采用 进行计算评分，在排除异常值情况下，最大阈值应大于实际能达到的最大值，最小阈值应小于实际能达到的最小值。
2.2.2应用深度评价法
本方法适用于评价那些“按应用级别评分”的指标，评价企业在某些方面的应用深度。以企业最高级别选项计分。
2.2.3绝对分值评价法
本方法用来评价那些包含多个评价项目，且各评价项目重要性不尽相同的指标，分别对各评价项目赋予一定的分值，再根据企业实际应用情况进行累加。
2.2.4混合评价法
本方法用于那些包含若干采集项在内，且不同采集项分别采用了两种或以上的评价方法指标的评价。
3.数据的标准化处理
3.1异常值的处理
3.1.1异常值的甄别
对异常值的检测首先要对定性数据和定量数据区别对待。对定性数据，第一步要检查是否在规定的级别数据之内。如果是，那么对它的异常值检测方法可以与定量数据一致。
绘制箱线图是对定量数据异常值的主要检验方法。该图利用样本数据中的五个统计量――最小值、第一四分位数、中位数、第三四分位数与最大值来描述数据的一种方法，通过它可以直观地考察数据是否具有对称性、分布的分散程度以及异常值等信息。第一四分位数和第三四分位数之间的距离被称为箱高。实践中，当一个数值超过第三四分位数或低于第一四分位数的大小为1.5个箱高的时候，通常就被认为是异常值。
3.1.2异常值的处理方法
在甄别出异常值之后，首先应把结果反馈给相关企业，确定是否为误填造成。如果是误填，则应要求企业提供正确的数值。如果不是误填，且企业无法对该数值给出合理的解释，则应该剔除数据，按缺失项处理。
3.2缺失项的处理
一般情况下，应先使用基于EM算法的多重插补法进行插值。由于该方法完全是依据数据本身的特征，可能存在极个别插值结果不理想的情况，如果存在这样情形，可以尝试采用单一插补法和加权调整法。
3.2.1基于EM算法的多重插补法
该方法建立建立在贝叶斯理论基础之上，通过模拟缺失数据的分布，基于EM 算法来实现对缺失数据的处理。这种方法最大的好处是可以减少寻找关联指标以及为企业确定级别中的人为因素，而且该方法是有坚实的统计学理论作为支撑。
对于定性数据插值时，应先将各个选项转化成有序的整数数字。通过多重插补法得出的插值结果很可能不是一个整数，可以根据该插值结果与各个有序数字的距离大小，将其最终结果确定为与之距离最小的有序数字。
3.2.2单一插补法
该方法是以估算为基础的方法。根据插补中辅助信息来源的不同，单一插补方法可以划分为两大类：热卡插补法和冷卡插补法。不同之处在于热卡插补使用当前调查的数据集，而冷卡插补则使用其它资料中的数据集（冷卡插补经常使用先前的同样调查或普查中的历史数据）。就插补的具体方法而言，单一插补又可以划分为均值插补、随机插补、回归插补和回归随机插补。
①均值插补法。即把样本均值作为缺失项的插补值，它分为总均值插补和分层均值插补，前者就是将所有无缺失项企业的均值作为插补值，后者是将样本分为若干插补层后，将各层相应指标变量的均值分别作为各层所有缺失项的插补值。
②随机插补法。它指从无缺失项企业随机抽取替代企业进行插补的方法。与均值插补类似，随机插补有总随机插补和分层随机插补之分。
③回归插补法。该方法主要是通过建立目标变量与辅助信息之间的近似函数模型来实现缺失项的插补。
④随机回归插补。该方法就是在回归插补值的基础上再加上残差项。残差项的分布可以是正态分布，也可以是其他的非正态分布。
3.2.3加权调整法
该方法的基本思想是将调查设计中赋予缺失项的权重分摊到可获得数据上。不过，该方法有个重要的前提假定：缺失数据是在可忽略机制下产生的，即可获得数据的指标与缺失数据的指标之间的性质不存在显著差异。
4.不同类型企业的分值平衡方法
工业行业两化融合发展水平评估指标体系力求全面把握和表征工业行业两化融合发展的阶段和关键特征，评估指标设置覆盖了工业企业全部业务流程，但我国工业行业内企业业务类型复杂，至少分为三种不同类型的企业（设计&销售、订单生产、全流程），为便于针对不同类型企业进行评估，同时得出合理的行业综合评估结论，采用如下分值平衡方法加以平衡。
4.1 “设计&销售”型企业
不参与“与信息化直接相关的生产设施%”、“生产过程控制”和“生产管理”等项指标的评估，因此该类型企业的加权平均满分值为（100-上述三项指标合计所占权重分值）。
4.2“订单生产”型企业
不参与“研发设计”和“供销及服务管理”等项指标的评估，因此该类型企业的加权平均满分值为（100-上述两项指标合计所占权重分值）。
4.3“全流程”型企业
参与所有指标评估，加权平均满分值为100分
由于三种类型企业在单项指标方面权重设置相同，因此在单项指标的评估、类比等分析方面不受影响。
5.综合加权评价
根据评分方法计算每项指标的标准化分值，并根据设置的权重进行加权计算，分别得出各级指标的分值，并通过各级指标加权计算得出总得分。
企业实际得分计算方法如下：
企业总得分=∑[（企业单项指标得分关联分析修正得分）×单项指标权重]
后记
上述评估方法在相关工业行业开展的两化融合发展水平评估中得以应用，通过对样本企业的评估数据进行分析和评价，得出的评估结果基本符合相关工业行业两化融合真实的发展水平和阶段，证明了本评估方法的科学性和可操作性。
实践证明，本方法对工业行业两化融合评估指标的权重设置、评价方法、分值平衡以及评估数据的异常值和缺项数据的处理方面，方法得当，可操作性强，效果较好。特别是对于连续数值的评分处理上，采用以行业固定阈值（一定时间范围内固定）为参照的方法进行评分，阈值的确定以各指标在近些年的最大值或最小值以及它们的预测值为依据，为实现在相对较长的时期内对工业行业两化融合水平进行持续、统一地监测和评价提供了切实可行的方法。