1、内燃机与配件 w w w.n r j p j.c n基于A H P-D EMA T E L-I S M的制造业生产效率关键影响因素研究张雅蒙,李少波(河北工程大学,河北 邯郸 0 5 6 0 0 0)摘 要:我国是制造大国,但不是制造强国。生产效率的提升是成为制造强国的基础,因此研究制造业生产效率的关键影响因素意义重大。本文通过构建生产效率特征体系,运用层次分析-决策实验和评价实验-解释模型(AH P-D EMAT E L-I S M)方法,分析影响生产效率的关键因素,按AHP-D EMAT E L综合权重大小对影响因素进行排序,并进行层级划分,绘制递阶模型图。基于模型分析结果,可为企业生产效
2、率优化提供思路和方向。关键词:生产效率;层次分析法;决策实验和评价试验法;解释模型 中图分类号:TH 1 6 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 4-9 5 7 X(2 0 2 3)0 2-0 1 1 5-0 3R e s e a r c ho nK e yI n f l u e n c i n gF a c t o r so fM a n u f a c t u r i n gP r o d u c t i o nE f f i c i e n c yb a s e do nA H P-D EMA T E L-I S MZ h a n gY a-m e n g,L iS h a o-b o
3、(H e b e iU n i v e r s i t yo fE n g i n e e r i n g,H e b e iH a n d a n0 5 6 0 0 0)A b s t r a c t:C h i n a i sam a n u f a c t u r i n gp o w e r,b u tn o tam a n u f a c t u r i n gp o w e r.T h e i m p r o v e m e n to fp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y i s t h e f o u n d a t i o no f b
4、 e c o m i n gam a n u f a c t u r i n gp o w e r,s o i t i so f g r e a t s i g n i f i c a n c e t os t u d y t h ek e y f a c-t o r sa f f e c t i n gt h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yo fm a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y.I nt h i sp a p e r,b yc o n s t r u c t i n g t h e c h a
5、r a c t e r i s-t i cs y s t e mo fp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y,t h ek e yf a c t o r sa f f e c t i n gp r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya r ea n a l y z e du s i n gt h em e t h o do fAH P-D EMAT E L-I S M,a n dt h e i n f l u e n c i n gf a c t o r sa r es o r t e da c c o r d i n g
6、t ot h ec o m p r e h e n s i v ew e i g h to fAHP-D EMAT E L,a n dt h eh i e r a r c h i c a lm o d e ld i a g r a mi sd r a w n.B a s e do nt h em o d e l a n a l y s i s r e s u l t s,i t c a np r o v i d e i-d e a sa n dd i r e c t i o n s f o re n t e r p r i s ep r o d u c t i o ne f f i c i e
7、 n c yo p t i m i z a t i o n.K e yw o r d s:P r o d u c t i o ne f f i c i e n c y;A n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s;D e c i s i o nm a k i n gt r i a la n de v a l u a t i o nl a b o r t o-r y;I n t e r p r e t a t i v es t r u c t u r a lm o d e l i n g作者简介:张雅蒙(1 9 9 8),女,河南南阳人,河北工程大学
8、管理工程与商学院工业工程与管理专业硕士研究生,研究方向为生产运作管理。通讯作者:李少波(1 9 7 1),男,河北邯郸人,硕士,河北工程大学管理工程与商学院副教授,硕士生导师,研究方向为生产运作与管理。0 引言随着“工业4.0”概念的提出,制造业也不得不向“智”造业转变。目前,我国现在许多制造企业还未能实现智能化生产,存在生产效率低下的问题。生产效率是在考虑运行设备有效时间的前提下,追求产量高、质量优、速度快的综合优化。1国内许多学者对生产效率进行了分析研究。例如,吴晟等运用工业工程的基本方法,消除D公司瓶颈工序及资源浪费的现状。2黄凯等学者基于精益生产的思想,提升了空调压缩机生产线的生产效益
9、。3黄鹏鹏等从生产线平衡理论出发,对A生产线存在的问题进行了改善。4周韶武等消除了S MT生产物流系统的瓶颈工序,提升了生产效率。5虽然现有研究已经取得了一些成果,但是对影响生产效率因素、揭示因素间关系方面的研究较少。本文采用AH P-D EMA T E L-I S M方法,实证分析了影响制造业生产效率的关键因素,旨在提高制造业生产运作的效率。1 生产效率特征体系构建我国制造型企业多数采用半自动生产线与人工合作的方式生产产品,人员与设备是生产产品的基础,也是影响生产效率的根本。同时,良好的管理能够最大化的发挥人机协同的效益。因此,根据制造业生产线生产加工产品的实际情况并基于相关文献的研究6-7
10、对影响生产效率的因素进行了筛选,从人员因素、管理因素、设备因素这三个方面选取了1 0个指标,构建生产效率特征体系见表1。表1 生产效率特征体系一级指标二级指标三级指标影响生产效率关键因素体系(A)人员因素(B1)管理因素(B2)设备因素(B3)文化素质水平(C1)工作态度(C2)操作过程规范度(C3)专业技术水平(C4)工位作业分配(C5)工序布置顺序(C6)教育培训(C7)6S管理(C8)设备折旧(C9)设备维护(C1 0)2 研究方法2.1 A H P法511DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.02.0292 0 2 3年第2期AH P是常用的确定各影响因
11、素权重的方法,首先通过对同一层级指标的比较打分建立判断矩阵,其次对判断矩阵进行一致性检验。之后,满足一致性要求时对矩阵归一化处理求得各因素的权重(i);不满足一致性要求时,需要对判断矩阵中的数值进行调整直至其满足一致性要求为止。2.2 A H P-D EMA T E L法D EMA T E L法可以对各因素的重要性和属性进行分析。将AH P和D EMA T E L两者结合,消除了AH P没有考虑到因素间相互影响的弊端,使计算出来各因素综合权重值更加客观。选用L i k e r t四级量表分析各因素间影响程度的强弱,其中0、1、2、3分别表示两因素间无影响、影响较小、影响一般、影响较大。构建直接
12、影响矩阵D:D=(di j)nn=d1 1d1ndm1dm n(1)对D进行归一化处理,得到规范化直接影响矩阵F,其中fi j(0,1):F=(Fi j)nn=1m a x1innj=1di jD(2)构建综合影响矩阵T,其中E为单位矩阵:T=F(E-F)-1(3)计算各因素的影响度Hi及被影响度Ki:Hi=nj=1gi j(i=1,2,n)(4)Ki=nj=1gj i(j=1,2,n)(5)计算各因素的中心度Mi和原因度Ni:Mi=Hi+Ki(i=1,2,n)(6)Ni=Hi-Ki(i=1,2,n)(7)计算各因素的综合权重Zi:Zi=MiWini=1MiWi(i=1,2,n)(8)2.3
13、I S M法I S M法基于AH P和D EMA T E L的运算结果,绘制有向图,便于展示各因素间的内部结构。计算整体关系矩阵T1,其中E为单位矩阵:T1=T+E(9)计算阈值,其中、分别为综合影响矩阵T的均值和标准差:=+(1 0)根据阈值构建邻接矩阵L:L=0,T1i j1,T1i j(i,j=1,2,n)(1 1)可达矩阵P的计算公式为:(L+E)k-1(L+E)k=(L+E)k+1=P(1 2)通过对可达矩阵的分析可得出各影响因素的可达集Ri和先行集Si,当因素满足等式Ri=RiSi(i=1,2,n)时,这些因素为同一个层级。根据划分出来的层级绘制生产效率关键影响因素的解释结构图。3
14、 实证分析3.1 方法的建立X公司是一家生产各式各样花盆的制造型企业,其产品种类花色繁多,提升生产效率对X公司的发展大有益处。本研究通过问卷的形式邀请了1 0名来自X公司的工程师、管理人员和经验丰富的操作工人进行问卷填写,最终得到了1 0分AH P问卷结果和1 0分D E MA T E L问卷结果。3.1.1 AH P法计算各因素的权重依据被邀请者打分的结果计算均值后,确定判断矩阵,并进行一致性检验,且所有的判断矩阵均满足一致性要求。各影响因素的权重见表2。表2 生产效率关键影响因素权重二级指标二级指标权重三级指标三级指标权重各级指标综合权重人员因素(B1)0.5 4 9 8文化素质水平(C1
15、)0.1 2 8 20.3 0 1 4工作态度(C2)0.5 4 8 10.1 4 6 6操作过程规范度(C3)0.1 9 5 40.1 3 6 9专业技术水平(C4)0.1 2 8 20.1 0 7 4管理因素(B2)0.3 6 8 1工位作业分配(C5)0.1 4 3 50.0 7 0 5工序布置顺序(C6)0.3 9 8 40.0 7 0 5教育培训(C7)0.3 7 2 00.0 6 1 66S管理(C8)0.0 8 6 20.0 5 2 8设备因素(B3)0.0 8 2 1设备折旧(C9)0.2 5 0 00.0 3 1 7维护(C1 0)0.7 5 0 00.0 2 0 53.1.
16、2 D EMA T E L计算各因素的中心度根据收回的数据取均值作为直接影响矩阵中的数值,可计算得到直接影响矩阵D。根据公式(2)和(3)对直接影响矩阵进行归一化处理并得到综合影响矩阵T。根据公式(4)(5)(6)(7)计 算 出 各 因 素 的 影 响 度(Hi)、被影响度(Ki)、中心度(Mi)、原因度(Ni),并根据公式(8)算出各因素的综合权重。3.1.3 I S M法绘制解释结构模型根据综合影响矩阵通过MA T L A B可以计算出该矩阵的平均值和标准差,得到=0.1 1 6 9,=0.0 8 3 4,=+=0.2 0 0 3,由公式(1 1)(1 2)确定可达矩阵。并通过MA T L A B计算出生产效率关键影响因素的可达集、先行集、交集、层级,其结果见表3。表3 生产效率的可达集、先行集、交集、层级因素C可达集R先行集S交集层级文化素质水平(C1)1,2,31,71第3层工作态度(C2)2,31,2,5,72第2层操作过程规范度(C3)31,2,3,4,5,7,8,9,1 03第1层专业技术水平(C4)3,44,74第2层工位作业分配(C5)2,3,5,655第3层工序布