張寶鋒　董雅文　史華麗

(①西安理工大學(xué)機械與精密儀器工程學(xué)院，陜西 西安 710048；②西安工程大學(xué)機電工程學(xué)院，陜西 西安 710048；③西安煤礦機械有限公司工藝部，陜西 西安 710032)

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工藝層面可持續(xù)制造評價指標的因子分析*

張寶鋒①董雅文②史華麗③

(①西安理工大學(xué)機械與精密儀器工程學(xué)院，陜西 西安 710048；②西安工程大學(xué)機電工程學(xué)院，陜西 西安 710048；③西安煤礦機械有限公司工藝部，陜西 西安 710032)

在分析前人關(guān)于國家、地區(qū)、企業(yè)層面可持續(xù)性評價相關(guān)成果的基礎(chǔ)上，從制造工藝層面著手，依據(jù)可持續(xù)發(fā)展的“三重底線”原則，運用信息沉淀法確定制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性初始評價指標體系，然后應(yīng)用因子分析法降維，提取公因子，最后形成了包括加工成本、加工質(zhì)量及效率、資源消耗及排放量、循環(huán)再生技術(shù)使用水平、員工基本工作條件和員工工作環(huán)境水平6個維度的評價指標體系。

可持續(xù)制造；工藝過程；信息沉淀法；因子分析；評價指標體系

制造行業(yè)是自然資源的最大消耗者，而且產(chǎn)生著巨大的碳排放。過去研究者認為環(huán)境保護會耗盡組織資源、影響組織競爭力。然而，在全球倡導(dǎo)可持續(xù)生產(chǎn)方式的背景下，逐漸減少的不可再生資源、環(huán)境、職業(yè)健康和安全相關(guān)的更嚴格的規(guī)定、與日俱增的消費者對環(huán)境友好型產(chǎn)品的偏好，這些促使制造企業(yè)在考慮產(chǎn)品和工藝的經(jīng)濟利益之外，考慮環(huán)境和社會影響，以減少市場風(fēng)險?？沙掷m(xù)性和環(huán)境問題日益成為企業(yè)戰(zhàn)略、經(jīng)營管理、加工制造和產(chǎn)品開發(fā)等決策的最重要主題，可持續(xù)制造研究領(lǐng)域也應(yīng)運而生，成為一個重要的研究話題。美國商務(wù)部給出可持續(xù)制造的定義：“使用對環(huán)境負面沖擊最小、節(jié)約能源和自然資源，對員工、社區(qū)和消費者安全，并且經(jīng)濟性良好的產(chǎn)品生產(chǎn)過程”。與此同時，制造企業(yè)正在尋找開放的、兼容的、普遍適用的制造工藝可持續(xù)性評價指標體系，越來越多的制造企業(yè)意識到工藝可持續(xù)性評價和改進重要現(xiàn)實意義。

在這種情況下，建立一套完善的制造企業(yè)工藝可持續(xù)性評價指標體系至關(guān)重要。但目前對制造企業(yè)環(huán)境和社會影響進行有效評價的研究比較少，現(xiàn)有可持續(xù)性評價指標的應(yīng)用層面和側(cè)重點有所不同，針對制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性指標的開發(fā)和應(yīng)用極少，已有少量相關(guān)指標和工具又極其復(fù)雜，需要大量的數(shù)據(jù)和專業(yè)技術(shù)才能使用。這個局限性就提出了制造企業(yè)工藝可持續(xù)性評價指標規(guī)范的必要性，有效的指標將為快速評價工藝單元可持續(xù)性提供一個簡單、方便的方案，允許不同的工藝方案、產(chǎn)品、企業(yè)之間進行工藝可持續(xù)性比較，為制造企業(yè)工藝決策提供依據(jù)。

1　文獻回顧

1.1國內(nèi)可持續(xù)制造相關(guān)研究

國內(nèi)學(xué)者從20世紀90年代末開始研究可持續(xù)制造問題，其成果分散于敏捷制造、再制造、綠色制造和清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域。

直接探討可持續(xù)制造相關(guān)問題的研究非常少，這些成果側(cè)重于從工程技術(shù)角度探討可持續(xù)制造的實施技術(shù)問題，如學(xué)者賓鴻贊從環(huán)境、資源和高新技術(shù)3個方面論述了可持續(xù)制造的技術(shù)實現(xiàn)措施：計算機輔助誤差補償技術(shù)、加工功能擴展技術(shù)、表層修理技術(shù)及生態(tài)型制造技術(shù)[1]。馬麗麗等學(xué)者提出：為了實現(xiàn)可持續(xù)制造，必須有一個系統(tǒng)的、全局的維修概念，并詳細論述了設(shè)備全壽命周期的各個階段中，維修是如何預(yù)防故障和相關(guān)問題，以保障實現(xiàn)可持續(xù)制造[2]。學(xué)者王振祿和張九娥探討了誤差補償技術(shù)在可持續(xù)制造中的應(yīng)用，提出：基于信息技術(shù)的現(xiàn)代誤差補償技術(shù)，是應(yīng)用低檔次的設(shè)備制造高檔次零部件的一條可行技術(shù)途徑[3]。

同時，沒有檢索到國內(nèi)關(guān)于制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評價的相關(guān)文獻，可持續(xù)性評價方面的少量文獻主要集中于環(huán)境評價指標設(shè)計、區(qū)域及行業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力評價。如學(xué)者張艷探討了在眾多因素影響下的綠色制造環(huán)境績效評價指標體系，采用專家法確定各因素權(quán)重，并運用多層模糊綜合評價原理對綠色制造的環(huán)境績效進行了系統(tǒng)評價[4]。于翔等學(xué)者從社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、資源與環(huán)境以及其他指標這四類指標出發(fā)，采用層次分析法建立綜合評價模型，并用該模型對成都市金牛區(qū)的可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)水平進行了綜合評價[5]。楊義蛟等學(xué)者探討了裝備制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的模糊綜合評價模型[6]。趙麗、孫林巖等學(xué)者通過對國內(nèi)外可持續(xù)發(fā)展指標體系的綜述，設(shè)計出由20個指標構(gòu)成五大方面的評價指標體系，對我國30個省份和地區(qū)進行評價，得出了各省份在五大方面的可持續(xù)指數(shù)和區(qū)域制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力綜合指數(shù)[7]?？咨朴业葘W(xué)者對江蘇省制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力進行了相關(guān)實證研究[8]。

1.2國外可持續(xù)性評價相關(guān)研究

國際上，自從聯(lián)合國和各國政府大力提倡可持續(xù)發(fā)展以來，很多評價國家、地區(qū)和社會層面可持續(xù)性的框架就被提出，如全球報告倡議組織可持續(xù)性指標、聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會可持續(xù)性指標、英國化學(xué)工程師協(xié)會可持續(xù)性指標、伍珀塔爾可持續(xù)性指標、道瓊斯可持續(xù)發(fā)展指數(shù)等。這些有代表性的指標框架表達了可持續(xù)發(fā)展的3個普遍接受的維度：經(jīng)濟、環(huán)境和社會，一些框架也包含了第四、第五維度，即制度和技術(shù)創(chuàng)新。

其中，探討最多的是國家層面的可持續(xù)性評價，其次是企業(yè)層面的可持續(xù)性評價，而評價制造工藝層面可持續(xù)性水平的成果還非常欠缺[9]。

(1)國家層面的可持續(xù)性評價。Nick Hanley et al. (1999) 在綜述可持續(xù)發(fā)展指標的基礎(chǔ)上，給出了蘇格蘭可持續(xù)性評價7個指標(1980-1993)的時間序列分析，得出蘇格蘭在1980年到1993年間的發(fā)展傾向是不可持續(xù)的結(jié)論，并對每個指標的發(fā)展情況給出了詳細的分析[10]。Christoph B?hringer et al. (2007) 綜述了政策實踐中可持續(xù)性指標的解釋力情況，提出這些指標不能滿足基礎(chǔ)科學(xué)的要求，并強調(diào)可持續(xù)性不能被清晰地測量，將很難去提高，要提高可持續(xù)性，必須準確測量。最后，提出了具有普遍性和代表性的11項國家層面的可持續(xù)性指標：地球生態(tài)指數(shù)、生態(tài)足跡、城市發(fā)展指數(shù)、人類發(fā)展指數(shù)、環(huán)境可持續(xù)性指數(shù)、環(huán)境績效指數(shù)、環(huán)境脆弱性指數(shù)、可持續(xù)經(jīng)濟福利指數(shù)、幸福指數(shù)和真實的儲蓄指數(shù)[11]。Joaquim Francisco de Carvalho et al. (2011) 根據(jù)熱力學(xué)熵的概念，基于最小、最大熵產(chǎn)生原則，提出了建立定量可持續(xù)性定義的一個方法，基于此方法評價各種資源和能源以判斷他們各自對環(huán)境的影響[12]。

(2)地區(qū)層面的可持續(xù)性評價。Yuan.W et al. (2003) 基于政府官員、教師、學(xué)生、工人和農(nóng)民的參與，強調(diào)不同群體對不同指標的重視，針對上海崇明區(qū)社區(qū)提出了一套可持續(xù)性指標，并將指標與歐洲地區(qū)指標進行了對比分析[13]。HwanSuk Chris Choi et al. (2006) 從社區(qū)旅游的角度，運用德爾菲法識別出社區(qū)六個維度的125個可持續(xù)性指標：經(jīng)濟、社會、文化、生態(tài)、政治、技術(shù)[14]。

(3)企業(yè)層面的可持續(xù)性評價。Rajesh Kumar Singh et al. (2007) 針對鋼鐵企業(yè)探討可持續(xù)性評價指標框架的開發(fā)，設(shè)計了一個數(shù)學(xué)模型，通過對可持續(xù)性不同維度子指標的聚合來測定復(fù)合可持續(xù)性指數(shù)[15]。Amrina. E et al. (2011) 針對汽車企業(yè)探討了可持續(xù)制造績效評價的關(guān)鍵指標，并用模糊綜合評價法進行了評價[16]。Ibáez-Forés. N V et al. (2013) 從公司層面探討了瓷磚生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)性評價的方法和應(yīng)用[17]。Ming-Lang Tseng (2013)針對印刷電路板制造企業(yè)提出了可持續(xù)生產(chǎn)指標，并運用模糊集合理論和解釋結(jié)構(gòu)模型，依據(jù)指標的驅(qū)動力和依賴性對指標進行了層級劃分和關(guān)系分析[18]。通過對現(xiàn)有公司層指標的分析可知，目前公司層指標在經(jīng)濟維度主要考慮成本、效率、質(zhì)量、交貨、收益和柔性六個方面。在環(huán)境維度主要從資源消耗、排放和污染、循環(huán)再生技術(shù)使用3個方面進行。在社會維度，主要從員工、顧客和社區(qū)利益相關(guān)者3個方面展開。并且，現(xiàn)有的公司層指標中環(huán)境指標的比例比較大，社會指標有逐年增加的趨勢。Elita Amrina et al. (2015)基于可持續(xù)發(fā)展的三重底線原則，提出了水泥制造企業(yè)可持續(xù)績效評價關(guān)鍵指標體系，并運用層次分析法確定了指標的權(quán)重[19]。

(4)工藝層面的可持續(xù)性評價。Jawahir. I. S., et al. (2007)提出影響制造工藝可持續(xù)性的六大主要因素：制造成本、能源消耗、廢物管理、環(huán)境影響、員工健康以及操作者的安全[20]。Barbara S. Linke et al. (2013)為離散型制造工藝提供了1個包括三大維度9個子指標的可持續(xù)性指標體系，討論了指標歸一化的不同方法，并通過效用分析將這些指標簡化成一個指標，最后用磨削工藝的案例驗證了指標及其處理方法的有效性[21]。Shaw C. Feng et al. (2014) 定義了裝配工藝的能量消耗和效率度量標準，設(shè)計了能量輸入、輸出、損失和能量效率的度量式[22]。Hao Zhang et al. (2014)將可持續(xù)制造績效評價和可持續(xù)制造決策結(jié)合起來，詳細探討了制造業(yè)工藝可持續(xù)性評價的經(jīng)濟、環(huán)境和社會指標及其度量方法，并以可持續(xù)性評價結(jié)果為依據(jù)，運用PROMETHEE法進行工作單元可持續(xù)性決策，最后，以一個加工不銹鋼刀的工作單元為案例展示了工藝可持續(xù)性評價和決策方法的實施[23]。

綜上所述，可持續(xù)性評價問題已經(jīng)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，充分顯示出其理論研究價值和實際意義，已有可持續(xù)性評價的相關(guān)研究成果對今后的深入研究起到了奠基作用。但現(xiàn)有研究大多從較為宏觀的層面探討了社會、國家、地區(qū)和企業(yè)可持續(xù)性評價問題，針對制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評價的研究缺乏。同時，在少量探討制造工藝層面可持續(xù)性評價的成果中，只有很少指標切實考慮了可持續(xù)性的三大支柱，大多數(shù)指標沒有系統(tǒng)、全面地表達工藝層面可持續(xù)性的具體要求，僅由以前強調(diào)經(jīng)濟指標發(fā)展到現(xiàn)階段強調(diào)環(huán)境方面的指標，相關(guān)社會指標的開發(fā)也處于初級階段?；诖?，本文依據(jù)可持續(xù)發(fā)展的“三重底線”原則，通過和相關(guān)制造企業(yè)工藝人員的討論，運用信息沉淀法確定制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性初始評價指標體系，并對初始指標體系進行因子分析，找出指標之間的公因子，建立制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性綜合評價函數(shù)，為制造企業(yè)進行工藝可持續(xù)性評價和改進提供依據(jù)。

2　工藝層面可持續(xù)制造評價指標的篩選

根據(jù)可持續(xù)制造的定義和三重底線原則，本文運用信息沉淀法識別工藝層面可持續(xù)制造的初始評價指標體系，窮盡式的搜索，力爭全面完整地查詢相關(guān)資料。初始指標提取基本步驟如下：首先，基于可持續(xù)制造和可持續(xù)性評價等相關(guān)概念，在中國知網(wǎng)(CNKI)、維普期刊全文數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫、EI compendex、ScienceDirect、Springer等平臺上，以“可持續(xù)性”、“可持續(xù)制造”、“可持續(xù)生產(chǎn)”、“資源保護型制造”、“生態(tài)型制造”、“可持續(xù)性指標”、“可持續(xù)性績效”、“可持續(xù)性評價”、“可持續(xù)性測度”、“經(jīng)濟指標測度”、“社會指標測度”、“環(huán)境指標測度”、“社會責(zé)任”、“社會影響”、“社會可持續(xù)性”、“環(huán)境可持續(xù)性”和“環(huán)境績效”等為篇名或關(guān)鍵詞，在學(xué)科分類里選定經(jīng)濟學(xué)、商業(yè)管理學(xué)、決策科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)和社會科學(xué)六大相關(guān)學(xué)科，時間設(shè)定為1949～2015，共搜索到3 700多篇中文文獻，3 300多篇外文文獻；然后通過瀏覽這些文章的摘要和關(guān)鍵詞，把握文章主旨和研究內(nèi)容篩選出和本研究相關(guān)的9篇中文文獻、79篇外文文獻，將這88篇文獻作為樣本進行文本和內(nèi)容分析，提取可持續(xù)性評價指標相關(guān)的信息；其次，處理提取的因素信息，對僅給出粗略的體系框架沒有細化具體指標的體系，不進行進一步的分析，對于一些不重要的指標進行刪除，對于各體系中意思相近但是命名不同的指標，對其統(tǒng)一命名，對于內(nèi)涵比較籠統(tǒng)的指標進行分解。最后，為了保證指標的合理性和代表性，本研究做了7次深度訪談，訪談對象分別是制造企業(yè)生產(chǎn)一線員工4人、中層管理人員2人、高層管理人員1人，每次訪談都在1個小時以上，談話氛圍輕松、自如，充分了解了訪談對象對這些指標的意見和看法。結(jié)合以上文獻分析和訪談結(jié)果，本文從經(jīng)濟、環(huán)境和社會3個維度，確定了30個工藝層面可持續(xù)制造的評價指標，作為初始評價指標體系，如表1所示。該體系指標選取遵循全面性、獨立性、學(xué)科交叉性、可測度性和長期的導(dǎo)向性原則。

表1工藝層面可持續(xù)制造初始評價指標體系

維度初始指標經(jīng)濟維度勞動力成本C1原材料輔助材料成本C2設(shè)備成本C3刀具成本C4工裝成本C5能源成本C6合格品率C7返工率C8輔助時間效率C9設(shè)備利用率C10人員利用率C11工藝加工周期C12計劃完成率C13環(huán)境維度原材料消耗C14能源消耗(電、暖、照明消耗)C15固體廢物排放量C16切削液排放量C17溫室氣體排放量C18使用再生能源設(shè)備的比例C19使用可回收利用材料的比例C20固體廢料利用的比例C21社會維度工資C22工作量C23安全事故率C24每年員工培訓(xùn)比例C25高溫作業(yè)等級C26有毒作業(yè)等級C27噪音水平C28粉塵水平C29輻射水平C30

3　實證分析

3.1數(shù)據(jù)收集

本研究采用問卷調(diào)查的方式獲取數(shù)據(jù)，該問卷包含兩部分，第一部分是被調(diào)查者的基本信息。第二部分是被調(diào)查者對所列題項與制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性相關(guān)程度的判斷?？紤]到本次調(diào)查采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查方式，被調(diào)查者的學(xué)歷、職業(yè)等領(lǐng)域范圍較廣，要求問卷的相關(guān)文字表達應(yīng)更簡單易懂，因此，本問卷采用李克特(Likert)五分制量表描述評價目標與指標的密切程度。將問卷鏈接在專業(yè)調(diào)查網(wǎng)站上，通過郵件、微博、微信、互評等方式邀請被調(diào)查者進行問卷填答。本次問卷預(yù)期回收300份，實際回收281份，對于出現(xiàn)漏填、錯填較多的，不認真填答，如連續(xù)三分之一以上題目選同一答案，及填答時間在1分鐘以內(nèi)等情況的問卷進行剔除，獲得有效問卷269份。其中，被調(diào)查者的年齡分布為：24歲以下占16.31%，，25-30歲占61.12%，31-40歲占21.34%，41-50歲占1.23%。被調(diào)查者的學(xué)歷分布為：高中以下學(xué)歷占0.97%，大專學(xué)歷占11.27%，本科學(xué)歷占25.56%，碩士學(xué)歷占48.66%，博士學(xué)歷占13.54%。被調(diào)查者的職業(yè)分布為：教師占16.47%，學(xué)生占43.14%，企事業(yè)單位技術(shù)人員占10.21%，企事業(yè)單位管理人員占11.33%，自由職業(yè)者占2.31%，其他占16.54%。

3.2原始數(shù)據(jù)處理

本研究的269份有效問卷和30個結(jié)構(gòu)化問題構(gòu)成了269(n)×30(m)階原始觀測數(shù)據(jù)矩陣。首先對原始數(shù)據(jù)作標準化處理(SPSS軟件自動處理) ，然后建立各指標間的相關(guān)系數(shù)矩陣，再對數(shù)據(jù)進行KMO和Bartlett檢驗，如表2所示。由表2可知，KMO值為0.767，表明樣本充足。Bartlett球形度檢驗的顯著性水平P=0.000<0.001，說明原始數(shù)據(jù)適合進行因子分析。

表2KMO和 Bartlett檢驗

Kaiser-Meyer-OlkinMeasureofSamplingAdequacy..767Bartlett'sTestofApprox.Chi-Square5973.221Sphericitydf435Sig..000

3.3因子分析

(1)提取主因子

本文運用主成分分析法進行因子抽取，利用SPSS19.0計算各指標相關(guān)矩陣特征值和方差累積貢獻率如表3。由表3可知，前6個主成分因子的特征值均大于1。此外，圖1所示的碎石圖也顯示6個因子處為一個明顯的拐點?；谔卣髦岛退槭瘓D提供的信息，提取前6個因子為主因子，這6個因子方差累積貢獻率分別為14.734%、28.945%、41.207%、53.376%、63.722%、71.014%。

(2)因子旋轉(zhuǎn)

在此，建立因子載荷矩陣，由于旋轉(zhuǎn)前的因子載荷矩陣(鑒于篇幅原因，文中省略)不能明顯地反映出每個指標在公因子上載荷的差別，因此采用Kaiser標準化的正交旋轉(zhuǎn)法進行因子旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣，如表4所示。

表3各因子相關(guān)矩陣特征值和方差累積貢獻率

因子初始值旋轉(zhuǎn)后值特征值λ貢獻率/%累積貢獻率/%特征值λ貢獻率/%累積貢獻率/%15.77819.25919.2594.42014.73414.73423.84312.80932.0684.26314.21128.94533.56211.87443.9423.67912.26341.20743.28110.93554.8783.65112.16953.37653.01610.05364.9313.10410.34663.72261.8256.08471.0142.1887.29271.0147.9533.17874.1928.8062.68876.8809.7332.44279.32210.7032.34381.66611.5901.96583.63112.5241.74685.37713.4601.53386.91014.4491.49588.40615.4151.38389.78816.3731.24491.03217.3411.13792.16918.3191.06493.23319.3031.00994.24220.262.87495.11621.230.76795.88322.205.68396.56623.193.64497.21024.179.59697.80525.155.51698.32126.138.46198.78327.126.42099.20328.116.38799.59029.083.27699.86630.040.134100.000

研究結(jié)果表明：因子F1解釋了合格品率C7、返工率C8、輔助時間效率C9、設(shè)備利用率C10、人員利用率C11、工藝加工周期C12和計劃完成率C13這7指標，這些都是反映加工質(zhì)量及效率方面的因素，因此以加工質(zhì)量及效率為因子F1命名。因子F2解釋了勞動力成本C1、原材料輔助材料成本C2、設(shè)備成本C3、刀具成本C4、工裝成本C5和能源成本C6這6個指標，這些都是工藝單元加工成本的主要考慮因素，因此以加工成本為因子F2命名。因子F3解釋了原材料消耗C14、能源消耗C15、固體廢物排放量C16、切削液排放量C17、溫室氣體排放量C18五個指標，這些都是評價工藝單元加工過程相關(guān)資源的消耗及排放量的因素，因此以資源消耗及排放量為因子F3命名。因子F4解釋了高溫作業(yè)等級C26、有毒作業(yè)等級C27、噪音水平C28、粉塵水平C29和輻射水平C30五個指標，這些都是評價工藝單元員工工作環(huán)境的重要因素，因此以員工工作環(huán)境水平為因子F4命名。因子F5解釋了工資C22、工作量C23、安全事故率C24和每年員工培訓(xùn)比例C25四個指標，這些都是評價工藝單元員工基本工作條件的重要因素，因此以員工基本工作條件為因子F5命名。因子F6解釋了使用再生能源設(shè)備的比例C19、使用可回收利用材料的比例C20和固體廢料利用的比例C21三個指標，這些都是評價企業(yè)工藝單元循環(huán)再生技術(shù)使用情況的因素，因此以循環(huán)再生技術(shù)使用水平為因子F6命名。

(3)主因子得分及綜合評價指標函數(shù)的建立

使用SPSS19.0計算出各因子得分系數(shù)矩陣(鑒于篇幅原因，文中省略)，根據(jù)該得分系數(shù)矩陣，可列出各因子得分的計算表達式(鑒于篇幅原因，文中省略)。

以6個主因子旋轉(zhuǎn)后的主成分貢獻率(見表3)為權(quán)重進行加權(quán)求和，構(gòu)造工藝單元可持續(xù)性綜合評價模型：

F=(0.147 34F1+ 0.142 11F2+ 0.122 63F3+0.121 69F4+ 0.103 46F5+ 0.072 92F6)/0.710 14。

通過工藝單元可持續(xù)性綜合評價模型可以計算每一制造企業(yè)工藝單元可持續(xù)性水平的綜合得分，并依據(jù)綜合得分對制造工藝單元的可持續(xù)性整體水平進行評估。

3.4信度與效度分析

(1)信度分析

為了對前述指標及因子分析得到的6個維度在評價工藝單元可持續(xù)性方面的可靠性進行了解，我們進行了可靠性檢驗。該指標體系總的α系數(shù)為0.798。6個因子的α系數(shù)如表4所示，檢驗結(jié)果表明指標體系具有較高的信度。

(2)結(jié)構(gòu)效度和內(nèi)容效度分析

從因子分析可知，調(diào)整后的6個因子能夠累積解釋的變異量達到71.014%，說明本研究具有較高的結(jié)構(gòu)效度。

內(nèi)容效度方面，本研究中2名機械制造方面和2名管理工程方面的教授、3名有企業(yè)實踐經(jīng)驗的機械制造學(xué)科的博士和4名實踐經(jīng)驗比較豐富的制造企業(yè)工藝及管理方面的人員，配合我們多次反復(fù)地討論、修正初始指標，最后確定的30個指標被認為是能夠反映制造工藝單元可持續(xù)性水平的代表性題項，量表的內(nèi)容效度得到了較好的保證。

經(jīng)過信度和效度檢驗，最終得到一個包含6維30項的制造工藝單元可持續(xù)性評價指標體系，如表4所示。

表4旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

評價目標一級指標二級指標公因子F1F2F3F4F5F6Alpha制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性水平A加工成本B1加工質(zhì)量及效率B2資源消耗及排放量B3循環(huán)再生技術(shù)使用水平B4員工基本工作條件B5員工工作環(huán)境水平B6勞動力成本C1.022.672.045-.175.071.053原材料輔助材料成本C2.144.770-.090-.025-.019.158設(shè)備成本C3.134.832.010.047-.053.023刀具成本C4.132.878-.024.003.003.073工裝成本C5.136.856.103-.044.048.059能源成本C6.112.877.047-.132.057.112合格品率C7.775.143.038-.049-.034-.076返工率C8.670.048.067.133.109.089輔助時間效率C9.845.091-.006-.108.093.045設(shè)備利用率C10.750.095.055-.059-.021-.191人員利用率C11.781.251-.026-.005-.049-.119工藝加工周期C12.763.044.067-.023-.025.078計劃完成率C13.880.045.077-.032.016.034原材料消耗C14.120-.036.879-.143-.054-.053能源消耗C15.060.154.792-.083-.018.021固體廢物排放量C16.018-.085.856-.046-.023.028切削液排放量C17.070.061.840.012.034.087溫室氣體排放量C18-.005-.007.859.060-.042-.094使用再生能源設(shè)備的比例C19-.085.051-.054.033-.099.897使用可回收利用材料的比例C20.004.230.100.085-.015.570固體廢料利用的比例C21-.009.124-.062.011-.044.939工資C22.020.047-.068.000.857-.015工作量C23.058-.042-.059-.025.854.027安全事故率C24-.027.035.008.053.910-.073每年員工培訓(xùn)比例C25.026.053.028.043.861-.102高溫作業(yè)等級C26-.005-.008.095.851.017.076有毒作業(yè)等級C27-.007-.075-.057.798.006.041噪音水平C28-.038.002-.117.839-.002-.059粉塵水平C29-.026-.065-.061.905-.050.043輻射水平C30-.038-.146-.044.794.100.0480.9110.9000.9030.7880.8920.894

4　結(jié)論

本文針對工藝層面可持續(xù)制造評價的普遍需求和研究成果的相對缺乏，在借鑒現(xiàn)有可持續(xù)制造評價方面成果的基礎(chǔ)上，通過對相關(guān)制造企業(yè)進行調(diào)查，識別出制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性初始評價指標體系，并通過因子分析法提取公因子。研究結(jié)果表明，制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評價指標體系包括加工成本、加工質(zhì)量及效率、資源消耗及排放量、循環(huán)再生技術(shù)使用水平、員工基本工作條件和員工工作環(huán)境水平6個維度。其中加工成本、加工質(zhì)量及效率主要用于評價工藝單元的經(jīng)濟性；資源消耗及排放量、循環(huán)再生技術(shù)使用水平主要用于評價工藝單元對環(huán)境方面要求的滿足程度；員工基本工作條件和員工工作環(huán)境水平主要用于評價工藝單元的社會效應(yīng)。整個指標體系涵蓋了制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性要求的主要內(nèi)容，能夠較全面系統(tǒng)地對制造企業(yè)工藝單元的可持續(xù)性進行評價。同時，各因子旋轉(zhuǎn)后的方差貢獻率相差不大，可見該指標體系充分兼顧了經(jīng)濟、環(huán)境和社會三方面的要求。

相關(guān)研究有待進一步深入探討：(1)在識別制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評價指標體系的同時，進一步考慮各類指標的測度方法。(2)設(shè)計科學(xué)的評價模型，將指標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成對經(jīng)濟、環(huán)境和社會三大方面的一個綜合影響指數(shù)，用以評價工藝單元的可持續(xù)性水平。(3)將工藝單元可持續(xù)性評價和工藝層決策相結(jié)合，輔助生產(chǎn)工程師進行工藝決策，提高工藝條件。

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Factor analysis on evaluation indicators of technological level for sustainable manufacturing

ZHANG Baofeng①, DONG Yawen②, SHI Huali③

(①School of Mechanical and Precision Instrumental Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, CHN;②School of Mechanical & Electrical Engineering, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, CHN;③Xi’An Coal Mining Machinery Plant, Xi’an 710032, CHN)

From the point of manufacturing technological level, according to the Ttriple Bottom Line, the paper analyzes the correlational research of national, regional and enterprise level sustainability evaluation of predecessors, and applying information precipitation method, the initial evaluation indicator system is identified for technological level. And then, the factor analysis method is used to do dimension reduction and extract 6 common factors. Finally, an evaluation indicator system of 6 dimensions is constructed, including processing cost, processing quality and efficiency, resource consumption and emission load, cyclic regeneration technology use level, basic working conditions of staff and working environment lever of staff.

sustainable manufacturing; technological process; information precipitation method; factor analysis; evaluation indicator system

F273

A

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.10.027

董雅文，女，1979年生，博士研究生，主要研究方向為可持續(xù)制造，第1作者和主要執(zhí)筆學(xué)術(shù)論文17篇，其中三大檢索收錄3篇。

?靜)(

2016-03-29)

161031

*國家自然科學(xué)基金資助項目：可持續(xù)制造系統(tǒng)優(yōu)化運行管理和決策研究(71371153)