基于ISM的生產(chǎn)過程中質(zhì)量管理研究

劉海明+王東

摘 要：研究利用ISM模型為工業(yè)工程的過程管理提供一種實例參考。通過對生產(chǎn)管理中數(shù)控機床參數(shù)進行專家法確定參數(shù)關系，然后使用ISM的方法進行層次的優(yōu)化。通過技術管理的方法，得出了刀具參數(shù)的設置依據(jù)。由于每個生產(chǎn)設備的性能及參數(shù)不一樣，我們可以利用這種方法進行宏觀的參數(shù)管理。后續(xù)工作可以進一步細化參數(shù)，使生產(chǎn)過程達到又快又好。研究具有實際指導意義。

關鍵詞：ISM；生產(chǎn)管理；層次；刀具參數(shù)

1 概述

管理決策的科學性取決于管理方法、手段和技術的有效性[1]?；跊Q策學問的系統(tǒng)分析方法是科學決策的基礎。系統(tǒng)工程把質(zhì)量問題作為一個有機整體加以綜合分析研究，實施全員、全過程、全企業(yè)的管理[2，3]。系統(tǒng)工程發(fā)展了系列理論，很多理論用在具體細節(jié)實施上尤其有效。

然而在很多場合我們還是有經(jīng)驗優(yōu)先的習慣，這種經(jīng)驗法很多時候因為場合條件的改變而出現(xiàn)偏差。尤其是對于新的條件無經(jīng)驗可用的情況下，更是一籌莫展。所以科學的方法可以為解決這些問題提供依據(jù)。我國是制造業(yè)大國，在制造業(yè)中出現(xiàn)的問題最普遍也最需要解決。制造業(yè)中加工過程管理更是需要解決的現(xiàn)實問題。

2 制造過程工程管理問題提出

以制造業(yè)中最普遍的銑削加工為例，銑削加工的參數(shù)設置一直以來都是憑經(jīng)驗居多。銑削參數(shù)表面上只有刀具轉(zhuǎn)速、進給速度、背吃刀量三個要素，實際上這些參數(shù)同時受加工材料、刀具材料、機床性能、加工質(zhì)量、刀具直徑影響，甚至這三個參數(shù)之間也相互影響。如此多的八個要素間的相互影響是給參數(shù)提供定量設置方法的最大障礙。

學術界不少人做過研究。有基于統(tǒng)計學原理提出一種面向單元切削過程的切削參數(shù)優(yōu)化模型以實現(xiàn)多切削參數(shù)組優(yōu)化問題的解耦[4]。該方法為加工參數(shù)設置提供了基礎支持。張昆等提出用基因算法實現(xiàn)切削參數(shù)的現(xiàn)場實施優(yōu)化，該方法對現(xiàn)場加工的實時優(yōu)化具有很好效果[5]。劉海江等提出基于粒子群算法的加工切削參數(shù)優(yōu)化，該方法針對性強，對于批量大的產(chǎn)品，其應用效果較好[6]。蔣亞軍等提出基于模糊粗糙集理論的模具數(shù)控切削參數(shù)優(yōu)化[7]；韓至駿等提出工藝參數(shù)智能生成系統(tǒng)研究，方法能通過記憶識別，優(yōu)選出參數(shù)[8]。

這些方法著眼于細節(jié)，因此還停留在理論的發(fā)展上，實際上應用上也受各種條件影響，沒有從宏觀上全面解決問題，因此在實際中沒有得到很好推廣。

3 基于ISM模型的生產(chǎn)管理應用

3.1 ISM模型概述

解析結構模型法是系統(tǒng)工程里的一種方法，也是最為常用的結構模型法簡稱ISM[9，10]。ISM（interpretative structural modeling）由美國J. N.Warfield教授開發(fā)，其特點是把復雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)（要素），利用人們的時間經(jīng)驗和知識，以及電子計算機的幫助，最終將系統(tǒng)構造成一個多級遞階的結構模型[11，14]。這種模型法剛好與切削參數(shù)的關系相符，利用這種方法得出的科學結論也正好是生產(chǎn)實際中的需求。ISM的工作程序有：組織實施ISM的小組；設定問題；選擇構成系統(tǒng)的要素；根據(jù)要素明細表做構思模型，并建立鄰接矩陣和可達矩陣；對可達矩陣進行分析后建立結構模型；根據(jù)結構模型建立解析結構模型。

3.2 ISM模型應用

工作程序的前三個過程通過專家討論及工廠企業(yè)調(diào)查，最后得出構成要素為刀具轉(zhuǎn)速、進給速度、切削用量、加工材料、刀具材料、機床性能、加工質(zhì)量和刀具直徑并明了相互關系。設S為各個節(jié)點的集合，S={Si|i=1，2，3，4，5，6，7，8}。刀具轉(zhuǎn)速、進給速度、切削用量、加工材料、刀具材料、機床性能、加工質(zhì)量、刀具直徑分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，S8。

根據(jù)已知的關聯(lián)關系建立矩陣A如公式（1），并計算出可達矩陣如公式（2）。

根據(jù)式（2）對模型進行劃分得到劃分結果表1

根據(jù)T=T={nj∈N|R（nj）∩A（nj）=A（nj）}，可求出T={4，6，7，8}。因為R（4）∩R（6）∩R（7）≠？覫，所以所有要素為一個連通域。當滿足R（）R（）∩A（）時該值為優(yōu)先級要素。由表1可知第一級要素為L1=L1={2，3}。去除兩個已知優(yōu)先級參數(shù)得表2

根據(jù)表2得到二級要素，L2={1，7，8}再去除1，7，8三個二級要素得表3。

根據(jù)表3得到三級要素，L3={5，6}。最后剩下4為底層要素即L4={4}。利用以上信息，可以得出系統(tǒng)的分級遞階結構模型如圖1。

4 結論與展望

通過系統(tǒng)工程方法對企業(yè)工程管理的過程做了具體的優(yōu)化。得到了合理的層次關系。即圖1自下而上的設置層次關系。建立的這個模型可以供工程管理的決策使用。所以系統(tǒng)工程理論在管理學上，尤其是技術管理上的應用非常行之有效。

關于本次研究結果，只是從宏觀上進行了分析，沒有具體的進行展開研究。后續(xù)可以用大數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計的方法，將具體設備上的參數(shù)進行量化處理。

參考文獻

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作者簡介：王東（1983-），男，漢族，天津人，博士研究生，主要研究方向為計量經(jīng)濟學、管理應用統(tǒng)計學、系統(tǒng)建模等。