張寶鋒　董雅文　史華麗

(①西安理工大學(xué)機(jī)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(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710048；③西安煤礦機(jī)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(píng)價(jià)指標(biāo)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(jī)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(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710048；③西安煤礦機(jī)械有限公司工藝部，陜西 西安 710032)

在分析前人關(guān)于國(guó)家、地區(qū)、企業(yè)層面可持續(xù)性評(píng)價(jià)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(yùn)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(píng)價(jià)指標(biāo)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(gè)維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

可持續(xù)制造；工藝過(guò)程；信息沉淀法；因子分析；評(píng)價(jià)指標(biāo)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(guò)去研究者認(rèn)為環(huán)境保護(hù)會(huì)耗盡組織資源、影響組織競(jìng)爭(zhēng)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(yán)格的規(guī)定、與日俱增的消費(fèi)者對(duì)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(jì)利益之外，考慮環(huán)境和社會(huì)影響，以減少市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。可持續(xù)性和環(huán)境問(wèn)題日益成為企業(yè)戰(zhàn)略、經(jīng)營(yíng)管理、加工制造和產(chǎn)品開(kāi)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(yùn)而生，成為一個(gè)重要的研究話題。美國(guó)商務(wù)部給出可持續(xù)制造的定義：“使用對(duì)環(huán)境負(fù)面沖擊最小、節(jié)約能源和自然資源，對(duì)員工、社區(qū)和消費(fèi)者安全，并且經(jīng)濟(jì)性良好的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程”。與此同時(shí)，制造企業(yè)正在尋找開(kāi)放的、兼容的、普遍適用的制造工藝可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，越來(lái)越多的制造企業(yè)意識(shí)到工藝可持續(xù)性評(píng)價(jià)和改進(jìn)重要現(xiàn)實(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系至關(guān)重要。但目前對(duì)制造企業(yè)環(huán)境和社會(huì)影響進(jìn)行有效評(píng)價(jià)的研究比較少，現(xiàn)有可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)的應(yīng)用層面和側(cè)重點(diǎn)有所不同，針對(duì)制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性指標(biāo)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用極少，已有少量相關(guān)指標(biāo)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(gè)局限性就提出了制造企業(yè)工藝可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)范的必要性，有效的指標(biāo)將為快速評(píng)價(jià)工藝單元可持續(xù)性提供一個(gè)簡(jiǎn)單、方便的方案，允許不同的工藝方案、產(chǎn)品、企業(yè)之間進(jìn)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(xiàn)回顧

1.1國(guó)內(nèi)可持續(xù)制造相關(guān)研究

國(guó)內(nèi)學(xué)者從20世紀(jì)90年代末開(kāi)始研究可持續(xù)制造問(wèn)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(wèn)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(shí)施技術(shù)問(wèn)題，如學(xué)者賓鴻贊從環(huán)境、資源和高新技術(shù)3個(gè)方面論述了可持續(xù)制造的技術(shù)實(shí)現(xiàn)措施：計(jì)算機(jī)輔助誤差補(bǔ)償技術(shù)、加工功能擴(kuò)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(shí)現(xiàn)可持續(xù)制造，必須有一個(gè)系統(tǒng)的、全局的維修概念，并詳細(xì)論述了設(shè)備全壽命周期的各個(gè)階段中，維修是如何預(yù)防故障和相關(guān)問(wèn)題，以保障實(shí)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(bǔ)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(bǔ)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(shí)，沒(méi)有檢索到國(guó)內(nèi)關(guān)于制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評(píng)價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)，可持續(xù)性評(píng)價(jià)方面的少量文獻(xiàn)主要集中于環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)、區(qū)域及行業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)。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(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用專家法確定各因素權(quán)重，并運(yùn)用多層模糊綜合評(píng)價(jià)原理對(duì)綠色制造的環(huán)境績(jī)效進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)[4]。于翔等學(xué)者從社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源與環(huán)境以及其他指標(biāo)這四類指標(biāo)出發(fā)，采用層次分析法建立綜合評(píng)價(jià)模型，并用該模型對(duì)成都市金牛區(qū)的可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)水平進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[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(píng)價(jià)模型[6]。趙麗、孫林巖等學(xué)者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的綜述，設(shè)計(jì)出由20個(gè)指標(biāo)構(gòu)成五大方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)我國(guó)30個(gè)省份和地區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，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(duì)江蘇省制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力進(jìn)行了相關(guān)實(shí)證研究[8]。

1.2國(guó)外可持續(xù)性評(píng)價(jià)相關(guān)研究

國(guó)際上，自從聯(lián)合國(guó)和各國(guó)政府大力提倡可持續(xù)發(fā)展以來(lái)，很多評(píng)價(jià)國(guó)家、地區(qū)和社會(huì)層面可持續(xù)性的框架就被提出，如全球報(bào)告倡議組織可持續(xù)性指標(biāo)、聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)可持續(xù)性指標(biāo)、英國(guó)化學(xué)工程師協(xié)會(huì)可持續(xù)性指標(biāo)、伍珀塔爾可持續(xù)性指標(biāo)、道瓊斯可持續(xù)發(fā)展指數(shù)等。這些有代表性的指標(biāo)框架表達(dá)了可持續(xù)發(fā)展的3個(gè)普遍接受的維度：經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)，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(guó)家層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)，其次是企業(yè)層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)，而評(píng)價(jià)制造工藝層面可持續(xù)性水平的成果還非常欠缺[9]。

(1)國(guó)家層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)。Nick Hanley et al. (1999) 在綜述可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)的基礎(chǔ)上，給出了蘇格蘭可持續(xù)性評(píng)價(jià)7個(gè)指標(biāo)(1980-1993)的時(shí)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(duì)每個(gè)指標(biāo)的發(fā)展情況給出了詳細(xì)的分析[10]。Christoph B?hringer et al. (2007) 綜述了政策實(shí)踐中可持續(xù)性指標(biāo)的解釋力情況，提出這些指標(biāo)不能滿足基礎(chǔ)科學(xué)的要求，并強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性不能被清晰地測(cè)量，將很難去提高，要提高可持續(xù)性，必須準(zhǔn)確測(cè)量。最后，提出了具有普遍性和代表性的11項(xiàng)國(guó)家層面的可持續(xù)性指標(biāo)：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(jī)效指數(shù)、環(huán)境脆弱性指數(shù)、可持續(xù)經(jīng)濟(jì)福利指數(shù)、幸福指數(shù)和真實(shí)的儲(chǔ)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(gè)方法，基于此方法評(píng)價(jià)各種資源和能源以判斷他們各自對(duì)環(huán)境的影響[12]。

(2)地區(qū)層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)。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(qiáng)調(diào)不同群體對(duì)不同指標(biāo)的重視，針對(duì)上海崇明區(qū)社區(qū)提出了一套可持續(xù)性指標(biāo)，并將指標(biāo)與歐洲地區(qū)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析[13]。HwanSuk Chris Choi et al. (2006) 從社區(qū)旅游的角度，運(yùn)用德?tīng)柗品ㄗR(shí)別出社區(qū)六個(gè)維度的125個(gè)可持續(xù)性指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、生態(tài)、政治、技術(shù)[14]。

(3)企業(yè)層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)。Rajesh Kumar Singh et al. (2007) 針對(duì)鋼鐵企業(yè)探討可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)框架的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)可持續(xù)性不同維度子指標(biāo)的聚合來(lái)測(cè)定復(fù)合可持續(xù)性指數(shù)[15]。Amrina. E et al. (2011) 針對(duì)汽車(chē)企業(yè)探討了可持續(xù)制造績(jī)效評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)，并用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行了評(píng)價(jià)[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(píng)價(jià)的方法和應(yīng)用[17]。Ming-Lang Tseng (2013)針對(duì)印刷電路板制造企業(yè)提出了可持續(xù)生產(chǎn)指標(biāo)，并運(yùn)用模糊集合理論和解釋結(jié)構(gòu)模型，依據(jù)指標(biāo)的驅(qū)動(dòng)力和依賴性對(duì)指標(biāo)進(jìn)行了層級(jí)劃分和關(guān)系分析[18]。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有公司層指標(biāo)的分析可知，目前公司層指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)維度主要考慮成本、效率、質(zhì)量、交貨、收益和柔性六個(gè)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(gè)方面進(jìn)行。在社會(huì)維度，主要從員工、顧客和社區(qū)利益相關(guān)者3個(gè)方面展開(kāi)。并且，現(xiàn)有的公司層指標(biāo)中環(huán)境指標(biāo)的比例比較大，社會(huì)指標(biāo)有逐年增加的趨勢(shì)。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(jī)效評(píng)價(jià)關(guān)鍵指標(biāo)體系，并運(yùn)用層次分析法確定了指標(biāo)的權(quán)重[19]。

(4)工藝層面的可持續(xù)性評(píng)價(jià)。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(gè)包括三大維度9個(gè)子指標(biāo)的可持續(xù)性指標(biāo)體系，討論了指標(biāo)歸一化的不同方法，并通過(guò)效用分析將這些指標(biāo)簡(jiǎn)化成一個(gè)指標(biāo)，最后用磨削工藝的案例驗(yàn)證了指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)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(jī)效評(píng)價(jià)和可持續(xù)制造決策結(jié)合起來(lái)，詳細(xì)探討了制造業(yè)工藝可持續(xù)性評(píng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)指標(biāo)及其度量方法，并以可持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，運(yùn)用PROMETHEE法進(jìn)行工作單元可持續(xù)性決策，最后，以一個(gè)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(píng)價(jià)和決策方法的實(shí)施[23]。

綜上所述，可持續(xù)性評(píng)價(jià)問(wèn)題已經(jīng)受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，充分顯示出其理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義，已有可持續(xù)性評(píng)價(jià)的相關(guān)研究成果對(duì)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(huì)、國(guó)家、地區(qū)和企業(yè)可持續(xù)性評(píng)價(jià)問(wèn)題，針對(duì)制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評(píng)價(jià)的研究缺乏。同時(shí)，在少量探討制造工藝層面可持續(xù)性評(píng)價(jià)的成果中，只有很少指標(biāo)切實(shí)考慮了可持續(xù)性的三大支柱，大多數(shù)指標(biāo)沒(méi)有系統(tǒng)、全面地表達(dá)工藝層面可持續(xù)性的具體要求，僅由以前強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)發(fā)展到現(xiàn)階段強(qiáng)調(diào)環(huán)境方面的指標(biāo)，相關(guān)社會(huì)指標(biāo)的開(kāi)發(fā)也處于初級(jí)階段。基于此，本文依據(jù)可持續(xù)發(fā)展的“三重底線”原則，通過(guò)和相關(guān)制造企業(yè)工藝人員的討論，運(yùn)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)初始指標(biāo)體系進(jìn)行因子分析，找出指標(biāo)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(píng)價(jià)函數(shù)，為制造企業(yè)進(jìn)行工藝可持續(xù)性評(píng)價(jià)和改進(jìn)提供依據(jù)。

2　工藝層面可持續(xù)制造評(píng)價(jià)指標(biāo)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(yùn)用信息沉淀法識(shí)別工藝層面可持續(xù)制造的初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，窮盡式的搜索，力爭(zhēng)全面完整地查詢相關(guān)資料。初始指標(biāo)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(píng)價(jià)等相關(guān)概念，在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)、維普期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、EI compendex、ScienceDirect、Springer等平臺(tái)上，以“可持續(xù)性”、“可持續(xù)制造”、“可持續(xù)生產(chǎn)”、“資源保護(hù)型制造”、“生態(tài)型制造”、“可持續(xù)性指標(biāo)”、“可持續(xù)性績(jī)效”、“可持續(xù)性評(píng)價(jià)”、“可持續(xù)性測(cè)度”、“經(jīng)濟(jì)指標(biāo)測(cè)度”、“社會(huì)指標(biāo)測(cè)度”、“環(huán)境指標(biāo)測(cè)度”、“社會(huì)責(zé)任”、“社會(huì)影響”、“社會(huì)可持續(xù)性”、“環(huán)境可持續(xù)性”和“環(huán)境績(jī)效”等為篇名或關(guān)鍵詞，在學(xué)科分類里選定經(jīng)濟(jì)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(huì)科學(xué)六大相關(guān)學(xué)科，時(shí)間設(shè)定為1949～2015，共搜索到3 700多篇中文文獻(xiàn)，3 300多篇外文文獻(xiàn)；然后通過(guò)瀏覽這些文章的摘要和關(guān)鍵詞，把握文章主旨和研究?jī)?nèi)容篩選出和本研究相關(guān)的9篇中文文獻(xiàn)、79篇外文文獻(xiàn)，將這88篇文獻(xiàn)作為樣本進(jìn)行文本和內(nèi)容分析，提取可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)相關(guān)的信息；其次，處理提取的因素信息，對(duì)僅給出粗略的體系框架沒(méi)有細(xì)化具體指標(biāo)的體系，不進(jìn)行進(jìn)一步的分析，對(duì)于一些不重要的指標(biāo)進(jìn)行刪除，對(duì)于各體系中意思相近但是命名不同的指標(biāo)，對(duì)其統(tǒng)一命名，對(duì)于內(nèi)涵比較籠統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行分解。最后，為了保證指標(biāo)的合理性和代表性，本研究做了7次深度訪談，訪談對(duì)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(gè)小時(shí)以上，談話氛圍輕松、自如，充分了解了訪談對(duì)象對(duì)這些指標(biāo)的意見(jiàn)和看法。結(jié)合以上文獻(xiàn)分析和訪談結(jié)果，本文從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)3個(gè)維度，確定了30個(gè)工藝層面可持續(xù)制造的評(píng)價(jià)指標(biāo)，作為初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。該體系指標(biāo)選取遵循全面性、獨(dú)立性、學(xué)科交叉性、可測(cè)度性和長(zhǎng)期的導(dǎo)向性原則。

表1工藝層面可持續(xù)制造初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

維度初始指標(biāo)經(jīng)濟(jì)維度勞動(dòng)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(shí)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(jì)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(huì)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(jí)C26有毒作業(yè)等級(jí)C27噪音水平C28粉塵水平C29輻射水平C30

3　實(shí)證分析

3.1數(shù)據(jù)收集

本研究采用問(wèn)卷調(diào)查的方式獲取數(shù)據(jù)，該問(wèn)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(duì)所列題項(xiàng)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(wèn)卷的相關(guān)文字表達(dá)應(yīng)更簡(jiǎn)單易懂，因此，本問(wèn)卷采用李克特(Likert)五分制量表描述評(píng)價(jià)目標(biāo)與指標(biāo)的密切程度。將問(wèn)卷鏈接在專業(yè)調(diào)查網(wǎng)站上，通過(guò)郵件、微博、微信、互評(píng)等方式邀請(qǐng)被調(diào)查者進(jìn)行問(wèn)卷填答。本次問(wèn)卷預(yù)期回收300份，實(shí)際回收281份，對(duì)于出現(xiàn)漏填、錯(cuò)填較多的，不認(rèn)真填答，如連續(xù)三分之一以上題目選同一答案，及填答時(shí)間在1分鐘以內(nèi)等情況的問(wèn)卷進(jìn)行剔除，獲得有效問(wèn)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(wèn)卷和30個(gè)結(jié)構(gòu)化問(wèn)題構(gòu)成了269(n)×30(m)階原始觀測(cè)數(shù)據(jù)矩陣。首先對(duì)原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理(SPSS軟件自動(dòng)處理) ，然后建立各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)矩陣，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和Bartlett檢驗(yàn)，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(yàn)的顯著性水平P=0.000<0.001，說(shuō)明原始數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因子分析。

表2KMO和 Bartlett檢驗(yàn)

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

3.3因子分析

(1)提取主因子

本文運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行因子抽取，利用SPSS19.0計(jì)算各指標(biāo)相關(guān)矩陣特征值和方差累積貢獻(xiàn)率如表3。由表3可知，前6個(gè)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(gè)因子處為一個(gè)明顯的拐點(diǎn)。基于特征值和碎石圖提供的信息，提取前6個(gè)因子為主因子，這6個(gè)因子方差累積貢獻(xiàn)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(gè)指標(biāo)在公因子上載荷的差別，因此采用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法進(jìn)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(xiàn)率

因子初始值旋轉(zhuǎn)后值特征值λ貢獻(xiàn)率/%累積貢獻(xiàn)率/%特征值λ貢獻(xiàn)率/%累積貢獻(xiàn)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(shí)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(jì)劃完成率C13這7指標(biāo)，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(dòng)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(gè)指標(biāo)，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(gè)指標(biāo)，這些都是評(píng)價(jià)工藝單元加工過(guò)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(jí)C26、有毒作業(yè)等級(jí)C27、噪音水平C28、粉塵水平C29和輻射水平C30五個(gè)指標(biāo)，這些都是評(píng)價(jià)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(gè)指標(biāo)，這些都是評(píng)價(jià)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(gè)指標(biāo)，這些都是評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)的建立

使用SPSS19.0計(jì)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(jì)算表達(dá)式(鑒于篇幅原因，文中省略)。

以6個(gè)主因子旋轉(zhuǎn)后的主成分貢獻(xiàn)率(見(jiàn)表3)為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，構(gòu)造工藝單元可持續(xù)性綜合評(píng)價(jià)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(guò)工藝單元可持續(xù)性綜合評(píng)價(jià)模型可以計(jì)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(duì)制造工藝單元的可持續(xù)性整體水平進(jìn)行評(píng)估。

3.4信度與效度分析

(1)信度分析

為了對(duì)前述指標(biāo)及因子分析得到的6個(gè)維度在評(píng)價(jià)工藝單元可持續(xù)性方面的可靠性進(jìn)行了解，我們進(jìn)行了可靠性檢驗(yàn)。該指標(biāo)體系總的α系數(shù)為0.798。6個(gè)因子的α系數(shù)如表4所示，檢驗(yàn)結(jié)果表明指標(biāo)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(gè)因子能夠累積解釋的變異量達(dá)到71.014%，說(shuō)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(jī)械制造方面和2名管理工程方面的教授、3名有企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械制造學(xué)科的博士和4名實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(biāo)，最后確定的30個(gè)指標(biāo)被認(rèn)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(xiàng)，量表的內(nèi)容效度得到了較好的保證。

經(jīng)過(guò)信度和效度檢驗(yàn)，最終得到一個(gè)包含6維30項(xiàng)的制造工藝單元可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表4所示。

表4旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

評(píng)價(jià)目標(biāo)一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)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(dòng)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(shí)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(jì)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(jí)C26-.005-.008.095.851.017.076有毒作業(yè)等級(jí)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(duì)工藝層面可持續(xù)制造評(píng)價(jià)的普遍需求和研究成果的相對(duì)缺乏，在借鑒現(xiàn)有可持續(xù)制造評(píng)價(jià)方面成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)相關(guān)制造企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，識(shí)別出制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性初始評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過(guò)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(píng)價(jià)指標(biāo)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(gè)維度。其中加工成本、加工質(zhì)量及效率主要用于評(píng)價(jià)工藝單元的經(jīng)濟(jì)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(píng)價(jià)工藝單元對(duì)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(píng)價(jià)工藝單元的社會(huì)效應(yīng)。整個(gè)指標(biāo)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(duì)制造企業(yè)工藝單元的可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，各因子旋轉(zhuǎn)后的方差貢獻(xiàn)率相差不大，可見(jiàn)該指標(biāo)體系充分兼顧了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三方面的要求。

相關(guān)研究有待進(jìn)一步深入探討：(1)在識(shí)別制造企業(yè)工藝層面可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的同時(shí)，進(jìn)一步考慮各類指標(biāo)的測(cè)度方法。(2)設(shè)計(jì)科學(xué)的評(píng)價(jià)模型，將指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三大方面的一個(gè)綜合影響指數(shù)，用以評(píng)價(jià)工藝單元的可持續(xù)性水平。(3)將工藝單元可持續(xù)性評(píng)價(jià)和工藝層決策相結(jié)合，輔助生產(chǎn)工程師進(jìn)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?yàn)榭沙掷m(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(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目：可持續(xù)制造系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行管理和決策研究(71371153)