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基于Fuzzy-DEMATEL-ISM方法的制造类企业精益绿色转型的阻碍因素研究

2022-08-22邵延君廖秋洋

河南科技 2022年15期
关键词:精益矩阵转型

邵延君 廖秋洋

(中北大学经济与管理学院,山西 太原 030051)

0 引言

制造业是强国之本,在互联网、云计算、大数据等为代表的新一轮科技革命的引领下,未来制造类企业将向智能制造和绿色制造转型[1]。目前,我国正处在由制造大国向制造强国迈进的关键时期,但资源短缺、环境恶化等问题也日益突出,为推动我国工业高质量、可持续发展,我国在《中国制造2025》中提出了要全面推行绿色制造,构建绿色智能制造体系[2]。

精益绿色制造是现代先进制造模式领域内的一个新兴的研究内容,已经引起国内外学者的广泛关注。GARZA-REYES(2015)[3]研究了整个绿色制造和精益生产的体系,并对此进行了系统的梳理回顾,来确定学者们在精益绿色领域未来研究的重点问题。蔡霞等(2016)[4]从内部绩效、外部绩效、供应链综合绩效等方面研究精益绿色供应链绩效评价指标体系。荆树伟等(2021)[5]以数字精益化和绿色制造为基础框架,通过直觉模糊熵和模糊集对比分析法确定传统制造类企业转型到精益数字化的关键性指标。FERCOQ等(2016)[6]对精益∕绿色集成进行了定量研究,重点是制造过程中的废物减少技术。侯聪美等(2020)[7]通过对国内外绿色生产研究的发文量、高频关键词及研究热点进行分析研究,得出中国绿色制造与精益生产发展有着紧密的联系。THANKI等(2016)[8]研究了精益和绿色实践选择对绩效效益的影响,并评估了精益和绿色整合对中小企业整体绩效的影响。然而,鲜有学者关注到制造类企业在精益绿色转型上所遇到挑战和阻碍。因此,寻找企业精益绿色转型的阻碍因素,研究其关联性,并找到阻碍因素中的根源问题,是企业进行精益绿色转型的关键。

1 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素分析

通过德尔菲法获得制造类企业精益绿色转型的12个阻碍因素,并将其构建成精益绿色转型的阻碍因素模型,具体描述如表1[9-14]所示。

表1 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素模型

2 制造类企业精益绿色转型的阻碍因素多层递阶模型的建立

针对制造类企业精益绿色转型中的12种阻碍因素,采用fuzzy-DEMATEL-ISM法建立多层递阶模型,具体过程如下。

2.1 建立模糊语义直接影响矩阵

运用德尔菲法分析阻碍因素的重要程度,将制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素记为B={B1,B2,…,B12},以X ij指 代B i(i=1,2,…,12 )与B j(j=1,2,…,12)之间的影响程度,使用无影响、非常弱影响度、弱影响度、强影响度及非常强影响度五个等级。为了避免专家打分的主观性,采用三角模糊数(TFN)方法,利用文字描述变量对专家的评价结果进行转化(如表2)。

表2 模糊语义转换表

三角模糊数可以表示为X=(l,m,r),l为左侧值,即保守值;m为中间值,即最接近实际的数值;为右侧值,r即乐观值,并 满 足l≤m≤r,得到X=表示第k个专家认为因素i对因素j的影响程度。

以专家判断的各阻碍因素间的影响分值的众数作为初始的直接影响矩阵,并运用模糊语义转换表对直接影响矩阵进行转换,从而得到制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素的模糊语义直接影响矩阵,如表3所示。

表3 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素模糊语义直接影响矩阵

2.2 建立综合影响矩阵

运用CFCS(Converting Fuzzy numbers into CrispScores)法将模糊语义的直接影响矩阵进行去模糊化处理,并得到综合影响矩阵。

2.2.1 对三角模糊数进行标准化。具体如式(1)至式(3)。

式中:为三角模糊数的左侧标准化值为三角模糊数的中间准化值为三角模糊数的右侧标准化值是左右侧的差距值。

2.2.2 对左侧值、右侧值进行标准化。具体如式(4)(5)。

2.2.3 计算清晰值。如式(6)所示。

2.2.4 计算清晰值的平均值,得到去模糊化直接影响关系矩阵Z。如式(7)(8)。

2.2.5 综合影响矩阵 将去模糊化直接影响关系矩阵Z乘上λ值,求得规范化的直接关系矩阵N。如式(9)(10)。

根据规范化直接关系矩阵N得到综合影响矩阵T,如式(11)。其中,I为单位矩阵。

阻碍因素的综合影响矩阵T如表4。

表4 阻碍因素的综合影响矩阵T

2.3 计算影响度、被影响度、原因度和中心度

运用综合影响矩阵计算出各阻碍因素对其他因素的影响程度以及被影响度,从而计算各阻碍因素的中心度与原因度,得出各阻碍因素所属的种类以及重要性程度。如式(12)(13)。

将综合影响矩阵中各行元素相加得到Di,表示特性i为原因而影响其他特性的总和;将综合影响矩阵中各列元素相加得到R j,表示特性j为结果而被其他特性影响的总和;定义D+R为中心度,表示各个阻碍因素的重要性程度;D-R定义为原因度,表示此元素在所有问题中归属因果程度,正值表示该特性偏向为原因类,负值表示该特性偏向结果类。

制造类企业精益绿色转型中的各个阻碍因素的影响度、被影响度、原因度和中心度的计算结果,如表5。

表5 综合影响矩阵分析指标

根据中心度值的变化,可以描绘出制造类企业在精益绿色转型中阻碍因素的重要性曲线,如图2。

由图2可见,阻碍性较大的因素是缺乏最高管理者的承诺(B2),其次为缺乏精益绿色知识(B1)、抗拒改变(B3)、资金限制(B4)、缺乏专业知识的培训(B5)、缺乏政府支持(B6)、缺乏潜在利益的认知(B11)、缺乏支持和鼓励的企业文化(B12),最后为技术约束(B7)、缺乏良好的沟通(B8)、缺少绿色供应商(B9)、缺乏精益绿色指导标准(B10)。

图2 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素重要性曲线

根据原因度值,可以描绘出阻碍因素的因果图,如图3。

由图3可见,缺乏精益绿色知识(B1)、缺乏最高管理者的承诺(B2)、资金限制(B4)、缺乏专业知识培训(B5)、缺乏政府支持(B6)为原因性指标;抗拒改变(B3)、技术约束(B7)、缺乏良好的沟通(B8)、缺少绿色供应商(B9)、缺乏精益绿色指导标准体系(B10)、缺乏潜在利益的认知(B11)、缺乏支持和鼓励的企业文化(B12)为结果性指标。

图3 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素因果图

2.4 建立可达矩阵

模糊DEMATEL中的综合影响矩阵T中没有考虑到各因素对自身的影响,所以在综合影响矩阵T中需要加上单位矩阵I。该矩阵不仅能反映因素间的相互影响,也反映因素对自身的影响。通过式(14)求得整体影响矩阵H。

但整体影响矩阵所包含的信息量要远大于ISM法中的可达矩阵,整体影响矩阵不仅能反映因素间影响关系的存在性还能反映因素间影响关系的程度,而可达矩阵仅能反映因素间影响关系的存在性,所以整体影响矩阵和可达矩阵存在着单映射关系。为了简化系统结构,找到阻碍制造类企业精益绿色转型的根源,设置阈值λ,可以将影响较小的因素舍去,简化影响因素的系统结构。经过多次试算筛选,确定阈值λ=0.39,根据式(15),得可达矩阵如下表6。

表6 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素可达矩阵

2.5 建立多层递阶结构模型

根据可达矩阵构建制造类企业精益绿色转型中阻碍因素的多层递阶结构模型,用于分析各个阻碍因素之间的递阶关系。

由可达矩阵可得可达集和先行集,如式(16)(17)。

式中:A(si)为先行集,可达矩阵第S i列中所有元素为1的行对应元素的集合;R(si)为可达集,可达矩阵第Si行中所有元素为1的行对应元素的集合。

若B(si)={si∈S|A(si)∩R(si)=A(si)},则B(si)为最高因素集。以Li指代第i层的阻碍因素,利用式(18)可以对可达矩阵中的各个阻碍因素进行层次划分。

式中:L1为顶层指标,之后将顶层因素从可达矩阵中划除,重复此过程,直到得出各层的阻碍因素。

建立制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素的多层递阶结构模型,如图4。由图4可知,可将制造类企业精益绿色转型升级中的阻碍因素划分为四个层级:第一层次为表层阻碍,技术约束(B7)因素是影响制造类企业精益绿色转型中直接阻碍因素。第二层次为中层阻碍,缺乏精益绿色指导标准(B10)、缺乏专业知识的培训(B5)、缺乏政府的支持(B6)、缺乏知识和鼓励的企业文化(B12)4个因素。第三层次为深层阻碍,缺乏绿色知识(B1)、缺乏最高管理者的承诺(B2)、抗拒改变(B3)、缺乏良好的沟通(B8)、缺乏潜在利益的认知(B11)5个因素。第二、三层是制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素过渡层,在整个系统中承担着承上启下的作用,通过第一层次进而对整个系统产生影响;并受到第四层次的直接影响。第四层次为根源阻碍,资金限制(B4)、缺少绿色供应商(B9)2个因素是在整个系统中起到阻碍制造类企业精益绿色转型的根本性作用,并以各种方式影响着第一、二、三层次,进而对整个系统产生影响。

图4 制造类企业精益绿色转型中的阻碍因素多层递阶结构模型

3 结论及建议

本研究运用德尔菲法提取了制造类企业精益绿色转型中的12个阻碍因素,利用模糊决策实验室分析法(fuzzy-DEMATEL)和解释结构模型(ISM)集成的方法研究了各个阻碍因素之间的关系以及各阻碍因素所属的种类以及重要度,建立了制造类企业精益绿色转型中阻碍因素的多层递阶结构模型,可知资金限制和缺少绿色供应商是影响制造类企业精益绿色转型的根本性阻碍因素。因此,为了加快制造类企业在精益绿色上的转型升级,企业首先应加大在精益绿色生产及管理模式的资金投入,以引导制造型企业迈向更加绿色化、精益化的发展道路;其次制造类企业的转型升级是全供应链的共同行动,企业应加强供应商的绿色原材料的考核,促进制造型企业精益绿色的闭环型转型升级。

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