基於模糊數學的生產系統柔性綜合評價

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作為一種能力,柔性存在的程度和水平問題,往往需要特定的評價指標來加以衡量,下面是小編蒐集整理的一篇探究生產系統柔性綜合評價的論文範文,供大家閱讀檢視。

基於模糊數學的生產系統柔性綜合評價

摘 要:柔性是生產系統應對複雜多變的市場需求的重要策略之一,對提高現代製造企業的穩定性和適應性至關重要。通過對現代製造企業生產系統柔性的影響因素進行分析,建立生產系統柔性的綜合評價模型。由於生產系統柔性評價指標眾多,可以利用模糊熵權係數法,使評價過程更加客觀可信。

關鍵詞:生產系統;柔性;模糊熵權係數法

1 柔性的概念與發展

21世紀已經進入資訊時代,製造企業面臨的不穩定因素日益增多,產品全生命週期因為技術變革的日新月異逐漸縮短,市場需求逐漸向個性化、多樣化、定製化發展。自20世紀90年代,產品公司針對多樣的外部和內部挑戰採取了具體的改變,其改變的程度和速度伴隨著全球化的商品和服務市場顯著增加。這種為了使自身產品符合內外部環境要求,持續地調整或塑造環境的能力,即為柔性。

柔性由Browne於1984年提出,系統柔性可以分為多種,由於柔性的複雜性,導致柔性的量化評價成為了極其複雜的問題。目前國內外研究人員在柔性評價展開了大量研究工作,但是關於量化評價柔性的問題仍然沒有達成統一認識。本文希望通過對相關企業的調查分析和借鑑以往評價研究中的一些科學方法,建立一套適合生產系統的柔性評價指標體系模型和方法。

2 生產系統柔性評價指標體系的建立

作為一種能力,柔性存在的程度和水平問題,往往需要特定的評價指標來加以衡量。在建立生產系統柔性評價指標時一般應遵循以下原則。

2.1 簡潔、完備性原則

生產系統的柔性指標體系應當全面反映出生產系統運作效率的`能力,但指標儘可能全面,各指標之間不應具有高度相關性。

2.2 客觀、可考核原則

指標的設定應儘量不受到主觀因素影響,資料來源必須真實可靠,以確保結果的可考核性和真實性。

2.3 可擴充原則

根據企業不同時期的要求應修改、增加和刪除柔性指標體系,並可根據具體情況將指標具體化。

因此,參考Slack關於柔性的三個維度論述,結合企業實際情況,將企業生產系統柔性評價的一級指標分為轉變範圍,轉變時間,轉變成本。

所謂轉變範圍是指生產系統所能表現的狀態或採取的行為,當生產系統能夠呈現範圍更寬的狀態或行為時,則它具有更大的柔性。轉換時間指的是生產系統從一種狀態到另一種狀態的所需時間。轉變成本指的是生產系統從一種狀態轉換另一種狀態需要的費用。

對於評價體系二級指標的構建則是在參考相關文獻的基礎上,初步確立了柔性指標評價體系,在與相關專家深度訪談後篩選原始評價指標,確立了最終的企業生產系統的柔性評價指標體系,見表1。

3 企業生產系統柔性評價

3.1 模糊熵權係數法

當系統評價指標體系中大量評價指標需要定量分析時,可先通過專家評分法對各指標進行評分,得到各個指標的重要程度評語矩陣。然後通過模糊評判法計算出評價指標的隸屬度概率並形成隸屬度概率矩陣,在使用模糊熵權法計算出各個評價指標的熵權係數後,最終將專家判定的柔性指標評價初始結果與計算得到熵權係數結合起來得到各個指標的最終權重值。模糊熵權係數法將主觀評判和客觀計算相結合,大大增加了權重的可信度。

從圖1可以看出,當轉變範圍,轉變時間,轉變成本分別為最大值1時,柔性的向量模■達到理論最大值■。

為了劃分生產系統的綜合柔性水平,這裡定義系統綜合柔性值處於理論柔性最大值的85%~100%空間區域為系統柔性優秀,見圖2綠色部分;系統綜合柔性值處於理論柔性最大值的70%~85%空間區域為系統柔性良好,見圖中黃色部分;系統綜合柔性值處於理論柔性最大值的50%~70%空間區域為系統柔性一般,見圖中棕色部分;系統綜合柔性值低於理論柔性最大值的50%,為該系統屬於欠柔性系統,見圖中黃色部分。

從圖2可以看出,不同的專家根據經驗和特定環境對於生產系統的評價有不同的結果,模糊熵權係數法對與企業生產系統柔性的評價具有一定的靈活性和主觀性。即使對同一企業不同階段的生產系統進行評價,其評價結果也可能會不同。其次,科學和切合實際的建立生產系統柔性評價體系,對其評價結果是否準確客觀有極大的影響。

4 算例分析

某企業現有如下生產系統方案,其生產線可以生產3種曲軸箱產品,共有生產裝置29臺(包括臨時生產線),其中加工中心和數控機床共4臺,數控機床平均生產能力為6,普通機床平均生產能力為2,該生產線共有員工21人,掌握技能平均數為2.118。該條生產線的轉產時間為2 a,其研發效率可達到0.7,生產計劃完成率為0.78,該方案的研發費用佔總銷售額的25%。該車間日產量為204臺,其售價為85元/臺,每日銷售成本為17 340元。該企業研發人員共3人,非研發人員18人,研發人員的產能和非研發人員產能比平均為5?X1,該生產線的成品一次校驗合格率為0.782。根據表1公式可以得到相應指標評價值以及得分,見表4。

用分別計算該方案柔性值,得到柔性值為0.942,該企業車間生產系統處於一般柔性狀態。從表格可以分析出,該生產系統仍存在改進空間,主要體現在以下方面:

①該企業的轉變範圍得分為0.414。原因在於該先進製造裝置較少,並且大部分的機器裝置比較陳舊,而且產品比較單一,使得作業空間的範圍受到了限制,增大了轉產成本,造成了生產製造系統的整體柔性水平偏低。企業中能夠對加工中心進行程式設計的人員比較緊缺,這就導致了加工中心無法發揮其應有的效果,從而導致了企業生產加工系統的柔性偏低。

②該企業的轉變時間得分為0.628,處於相對較高的水平。欠缺主要在於該企業設計新產品到進行批量生產的環節中存在制約因素,表現在設計人員對於生產工藝缺乏研究,部分產品的工藝設計無法進行,導致必須設計代替的新產品。雖然該生產車間的生產計劃完成率處於較高水平,但這通常是通過加班來保證生產計劃的完成,說明該生產車間的轉變能力依然不足。

③該企業的轉變成本得分為0.567,處於一般水平。原因在於研發費用率和研發人員投入率比較低,表明在研發投入方面該企業存在一定的欠缺。這主要體現在:企業發展模式相對落後,其資源主要投入在已有產品的生產上;企業缺乏高階研發人員,已有的研發人員通常在原有產品設計基礎上對某部分進行改良。

5 結 語

本文從柔性的概念入手,認為產品公司針對多樣的外部和內部挑戰採取必須採取具體情況的調整。企業在設計自身的柔性過程中,必須考慮其時效性和經濟性。同時企業不應當僅僅認為柔性只是一種被動應變的能力,更需要通過主動學習,使其成為企業的競爭策略。

本研究在三維度量模型的基礎上,通用模糊熵權系評價企業柔性,這能夠有效地為製造企業在實際生產中對其柔效能力做出判斷。針對不同型別的製造企業,如何更好地提高生產加工過程的柔性因素,找出最佳柔性水平,提高企業的市場競爭能力,還需進一步研究。

參考文獻:

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