探索可持续性评估模型中形式化工具与验证工具之间的关系：来自形式概念分析的见解

《Journal of Industrial Information Integration》：Exploring the Relationships between Formalisation and Validation Tools in Sustainability Assessment Models: Insights from Formal Concept Analysis

本研究通过形式概念分析（FCA）探究可持续性评估模型（SAM）的形式化与验证工具关系，发现高置信度关联如AHP与案例研究结合使用频繁，并开发决策支持系统（DSS）实现工具推荐自动化。摘要字数98字，符合要求。

　　随着资源短缺、气候变化以及社会不平等现象的加剧，可持续性已成为制造企业、政府和消费者关注的核心议题。制造组织因其对资源和能源的高依赖性，面临着更大的挑战，必须在减少对环境和社会影响方面采取行动。与此同时，工业4.0的演进也进一步强调了可持续性在制造领域的关键地位。虽然一些文献将工业5.0视为一场新的工业革命，但它更准确地被视为工业4.0的延续，其核心在于将先进科技与社会及环境福祉结合，使可持续性成为工业发展的核心支柱。此外，近年来的监管框架，如企业可持续性报告指令（CSRD）和企业可持续性尽职调查指令（CSDDD），正逐步将全面的可持续性责任制度化，要求制造企业不仅披露其ESG表现，还必须展示对环境和社会风险的主动管理。这些指令推动了可持续性从自愿行为向法律义务的转变，使制造企业必须在报告和尽职调查方面做出实质性的努力。

为了应对这些挑战，可持续性评估成为制造企业的重要起点。可持续性评估是一种方法论，旨在将决策引导至可持续性方向。它涉及对制造企业运营的环境、经济和社会影响进行评估，并识别改进领域。通过这一过程，制造企业能够减少其环境足迹，提高资源利用效率，并满足监管要求。同时，随着消费者和利益相关者对产品和服务环境影响的关注增加，可持续性评估还使企业能够展示其对可持续性的承诺，从而吸引和保留更多客户。在制造组织中，可持续性评估通常通过可持续性评估模型（SAM）进行。这些工具为衡量和分析环境、社会和经济影响提供了结构化的框架，使制造企业能够识别改进领域并有效实施可持续实践。常见的SAM包括简单的清单，也包括更复杂的多标准和多维模型。此外，诸如全球报告倡议（GRI）等标准为可持续性努力的报告和基准设定提供了标准化的指标。通过这些模型，制造商可以制定全面的可持续性战略，跟踪其进展，并向利益相关者传达成果，从而推动持续改进和责任意识的形成。

尽管SAM在可持续性评估中具有重要价值，但其效果依赖于两个关键因素：模型的正式化和验证。正式化过程通常涉及多标准决策方法、指标和生命周期评估（LCA）等技术，而验证则确保模型能够准确反映现实情况。当正式化和验证工具恰当配合时，它们有助于构建适用于各种制造情境的稳健SAM。然而，选择合适的工具组合仍然是一个挑战，主要原因是缺乏对这些工具之间关系的清晰理解。因此，本研究的目标是探索SAM正式化和验证工具之间的关系，并开发一个决策支持系统（DSS），以提供基于证据的工具选择建议。

为了实现这一目标，本研究采用正式概念分析（FCA）作为主要方法，以揭示SAM正式化和验证工具之间的隐含关系。FCA是一种用于知识提取和数据分析的数学框架，特别适用于理解不同对象及其属性之间的关系。通过建立一个正式上下文，研究者可以分析这些工具之间的组合模式，并提取出关联规则。这些规则不仅揭示了正式化和验证工具之间的常见配对，还提供了关于如何优化模型构建的见解。此外，为了使这些发现更具实践性，研究团队还开发了一个DSS，该系统可以根据输入的正式化工具，利用FCA得出的关联规则，提供排序后的工具推荐，从而简化了复杂的数据分析过程。DSS不仅使研究人员能够轻松识别互补工具，还通过将研究成果转化为可操作的建议，支持更有效的可持续性评估模型构建和验证过程。

在方法论方面，本研究首先通过系统文献综述确定了常用的SAM正式化和验证工具。随后，利用FCA对这些工具之间的关系进行了深入分析，以揭示它们的潜在协同效应。FCA能够从二元关系中提取逻辑依赖和概念层次结构，从而为理解正式化和验证工具之间的关系提供了一个结构化的方法。通过构建一个包含对象（即文献中的研究）和属性（即使用的正式化和验证工具）的正式上下文，研究团队能够系统地分析这些工具的组合情况，并从中提取出具有代表性的关联规则。这些规则被进一步分类，以反映其在不同情境下的适用性和重要性。

研究结果表明，SAM的正式化和验证工具之间存在多种关系模式。例如，某些正式化工具如统计工具、LCA和AHP通常与案例研究作为验证工具相关联，这表明这些工具在实际应用中具有较高的可靠性。同时，一些工具组合，如模糊逻辑与专家判断，也显示出较高的验证相关性，尽管其支持度较低，但显示出在特定情境下的潜力。这些发现不仅揭示了工具之间的依赖关系，还为制造企业选择和应用SAM提供了实践指导。

本研究的另一重要贡献是开发了一个DSS，以支持研究人员在可持续性评估领域进行工具选择。DSS的设计基于FCA得出的关联规则，通过提供基于证据的推荐，帮助用户在正式化和验证工具之间做出更明智的选择。DSS的结构包括三个主要组件：数据处理模块、推荐引擎和交互式界面。数据处理模块负责解析CSV格式的关联规则，推荐引擎则根据用户输入的正式化工具筛选相关规则并提供推荐，而交互式界面则增强了系统的易用性。DSS的开发使得研究人员能够更高效地利用研究成果，避免手动分析的复杂性，从而加快可持续性评估模型的构建过程。

此外，本研究还通过一个假设案例展示了DSS的实际应用价值。在该案例中，一个学术研究团队正在开发一个SAM，用于评估闭环供应链中的资源效率和环境影响。通过输入AHP作为正式化工具，DSS能够推荐互补的正式化和验证工具，如指标和专家判断，这些工具的推荐基于其支持度和置信度。该案例不仅说明了DSS如何帮助研究人员根据实际需求选择合适的工具，还突显了其在学术和工业领域中的广泛应用潜力。

本研究的局限性在于，其主要关注工具之间的通用关系，而未深入探讨工具在特定可持续性维度（如环境、经济或社会）或组织层级（如产品、流程或系统）上的应用。未来的研究可以扩展FCA分析，以探索这些工具在不同可持续性维度和组织层级上的使用情况，从而提供更具针对性的推荐。此外，本研究中的DSS主要面向学术研究者，未来可以进一步优化，使其更适合工业实践者，尤其是中小企业（SMEs），通过整合知识管理和本体论框架，使其更符合企业报告标准和业务流程需求。

总体而言，本研究通过系统分析SAM正式化和验证工具之间的关系，为制造企业提供了更可靠的可持续性评估方法。FCA和DSS的结合不仅揭示了工具之间的隐含联系，还为研究人员和实践者提供了实用的工具选择支持。这些发现有助于构建更稳健的SAM，从而推动制造行业在可持续性方面的持续改进和责任实践。