数字化车间布局模糊层次评价方法研究

　　1　引言

　　面对激烈的市场竞争,如何提高企业对于多品种、变批量生产的快速响应能力和降低生产成本、缩短产品更新换代的准备时间,是关系到企业生存与发展的重要因素。而车间布局是构建生产系统的基础,车间布局问题是生产管理的一项重要内容,其优劣程度直接关系到车间的生产能力和对市场变化的响应能力。Korcn等[1]研究了布局方案对制造系统性能的影响,指出串并联混合布局性能更优; Lin等[2]给出了工厂布局评价的定量和定性指标;楼少敏[6]给出来评价方法应该遵循的原则并运用模糊综合评判法对可重构制造系统进行了综合评价。

　　但是上述研究都是针对系统的特定方面为研究对象,缺乏面向整个系统的评价过程。本文通过对整体布局的评价指标进行层次划分,运用专家评价和模糊的数学方法相结合的方法来确定评价指标的权重和隶属度;最后利用权重和隶属度结合的方法把模糊问题量化,对实际问题进行综合评价。

　　2　模糊层次评价模型

　　模糊层次评价法是由多因素、多层次构成的复杂系统,具有模糊性和不确定性,所以必须运用模糊概念来描述,结合专家评价法,使模糊问题量化,进行定量计算。因此,应用模糊层次评价法对于生产车间布局的评价非常合适。数字化车间布局模糊层次评价过程如下:

　　1)评价指标。以实际车间布局方案为研究对象,采用层次分析方法,建立评价指标集合S = {si| i=1,2,…,m}。描述各方案进行综合评价的指标或准则,m为评价指标的个数。在模糊层次评价法中指标集是一个多级递阶机构的集合。

　　3　建立评价指标体系

　　3.1　确立系统评价指标集

　　评价指标集的选取和建立是综合评价的重要基础,是建立有效评价系统的保证,它直接影响评价效果。指标体系的建立通常采用专家咨询法,也可采用文献资料分析优选法。

　　本文通过查阅相关资料和咨询专家的意见,归纳出数字化车间布局方案的综合评价指标体系,如图1所示。

　　数字化车间布局方案的模糊层次评价指标体系分为目标层、准则层和方案层。

　　1)目标层。评价的目的是给出车间布局的评价结果,将多个车间布局规划方案进行排序,从中选出最优的方案。综合评价值取决于各准则的值。

　　2)准则层。由准则集合组成,并分为两级。一级为评价因素S = {Si| i =1,2,…,m},二级为一级中各因素的进一步细分。

　　3)方案层。待评价的布局规划方案集。

　　3.2　计算评价指标的权重

　　层次分析法(AHP)的实质是将决策主体对复杂系统的评价思维过程层次化和数量化。该方法以决策主体的定性分析和逻辑判断为主要依据,建立判断矩阵并通过一系列数学方法计算出各种候选方案的重要度,从而选择重要度最大的方案最为最优方案[3]。分析过程分为建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序与一致性检查、层次总排序与一般性检查四个步骤,如图2所示。