TOPSIS分析法在設(shè)備績(jī)效管理中的應(yīng)用

王明強(qiáng)

(上海寶信軟件股份有限公司 上海：201900)

0 引言

大型鋼鐵制造企業(yè)是重資產(chǎn)行業(yè)，企業(yè)設(shè)備運(yùn)行績(jī)效高低直接關(guān)系到企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而關(guān)系到企業(yè)的營(yíng)收能力、行業(yè)口碑和行業(yè)地位。隨著企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，集團(tuán)性企業(yè)一般會(huì)建立一套標(biāo)準(zhǔn)的績(jī)效評(píng)價(jià)體系來(lái)衡量各生產(chǎn)單元的設(shè)備績(jī)效優(yōu)劣，通過(guò)橫向比較分析來(lái)尋找最優(yōu)的設(shè)備管理方法。但目前大多數(shù)企業(yè)設(shè)立的各項(xiàng)設(shè)備管理指標(biāo)往往是離散的，通過(guò)離散的指標(biāo)結(jié)果來(lái)綜合衡量各生產(chǎn)單元或企業(yè)間的設(shè)備績(jī)效管理水平是比較困難的，實(shí)際上也是難以基于單一指標(biāo)的數(shù)據(jù)高低集合來(lái)精準(zhǔn)衡量設(shè)備運(yùn)行優(yōu)劣?；诖耍髽I(yè)建立一套科學(xué)的評(píng)價(jià)體系和計(jì)算方法就顯得尤為重要。

研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)都可應(yīng)用相關(guān)方法從多個(gè)方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如，可采用TOPSIS分析法、加權(quán)因素分析法、層次分析法 (AHP)等多維度評(píng)估來(lái)建立評(píng)價(jià)模型，構(gòu)建設(shè)備評(píng)價(jià)體系[1]。TOPSIS分析法是根據(jù)有限個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序的方法，是在現(xiàn)有的對(duì)象中進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)。本文論述了在大型鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用TOPSIS分析法進(jìn)行設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)的建模過(guò)程，詳細(xì)分析了其在設(shè)備管理績(jī)效評(píng)價(jià)體系中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1 設(shè)備管理的主要績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)

“如果你不能描述，那么你就不能衡量；如果你不能衡量，那么你就不能管理”[2]。為了適應(yīng)現(xiàn)代化設(shè)備管理模式的需要，設(shè)備管理人員必須建立新的認(rèn)識(shí)體系，必須依靠先進(jìn)的科學(xué)決策分析系統(tǒng)，切實(shí)掌握設(shè)備管理各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備管理工作的過(guò)程考核和動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

通過(guò)信息系統(tǒng)建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作平臺(tái)，可以快速有效地全面診斷各層級(jí)設(shè)備管理現(xiàn)狀，直觀反映各生產(chǎn)單元、各產(chǎn)線(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)所處的位置、優(yōu)劣，從而準(zhǔn)確地找出管理短板，為有針對(duì)性地改善管理提供量化依據(jù)。指標(biāo)是衡量目標(biāo)的參數(shù)，是預(yù)期中計(jì)劃達(dá)到的指數(shù)、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)，一般用數(shù)據(jù)表示，設(shè)備管理指標(biāo)就是企業(yè)在管理過(guò)程中逐漸形成的、可度量的一系列設(shè)備運(yùn)行目標(biāo)值。

1.1 績(jī)效指標(biāo)的選擇

設(shè)備管理指標(biāo)的劃分是各企業(yè)根據(jù)設(shè)備管理業(yè)務(wù)需求及考核目標(biāo)來(lái)設(shè)定的，本文選取八個(gè)類(lèi)別28項(xiàng)設(shè)備管理評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別是綜合管理、維修成本、狀態(tài)管理、點(diǎn)檢管理、檢修管理、備件管理、技術(shù)管理、計(jì)量管理。其中綜合管理包含設(shè)備綜合效率OEE等四項(xiàng)指標(biāo)；維修成本包含噸鋼坯生產(chǎn)性設(shè)備維修費(fèi)等四項(xiàng)指標(biāo)；狀態(tài)管理包含主作業(yè)線(xiàn)月均故障時(shí)間等六項(xiàng)指標(biāo)；點(diǎn)檢管理包含點(diǎn)檢異常發(fā)現(xiàn)閉環(huán)率等三項(xiàng)指標(biāo)；檢修管理包含檢修計(jì)劃時(shí)間命中率等三項(xiàng)指標(biāo)；備件管理包含百元固定資產(chǎn)物料庫(kù)存等六項(xiàng)指標(biāo)；技術(shù)管理包含設(shè)備油耗HFI指數(shù)一項(xiàng)指標(biāo)；計(jì)量管理包含計(jì)量確認(rèn)合格率一項(xiàng)指標(biāo)。

1.2 基準(zhǔn)設(shè)定及指標(biāo)計(jì)算

結(jié)合鋼鐵行業(yè)設(shè)備管理業(yè)務(wù)活動(dòng)，前述選取的28項(xiàng)指標(biāo)基本能覆蓋設(shè)備管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)，通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的目標(biāo)值設(shè)定及完成實(shí)績(jī)的綜合性判定分析，可切實(shí)體現(xiàn)各生產(chǎn)單元的設(shè)備績(jī)效優(yōu)劣。

信息系統(tǒng)的使用在鋼鐵行業(yè)企業(yè)中已經(jīng)非常普遍，一個(gè)相對(duì)完整設(shè)備管理系統(tǒng)的使用對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取提供了便利手段。通常情況下上述28個(gè)指標(biāo)大多數(shù)都可以從業(yè)務(wù)系統(tǒng)中獲取到數(shù)據(jù)并加以計(jì)算，在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，個(gè)別指標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)無(wú)法滿(mǎn)足的情況下，可采用手動(dòng)填報(bào)的形式補(bǔ)充，采用計(jì)算機(jī)處理大量數(shù)據(jù)的算法可行且可靠。

2 TOPSIS分析法工作原理及計(jì)算

2.1 TOPSIS分析法工作原理

TOPSIS分析法根據(jù)有限個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，是在現(xiàn)有的對(duì)象中進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)。TOPSIS分析法是一種逼近于理想解的排序法。

TOPSIS分析法綜合評(píng)價(jià)有如下特點(diǎn)：有多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些指標(biāo)是可測(cè)量或可量化的，有一個(gè)或多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，根據(jù)多指標(biāo)信息計(jì)算一個(gè)綜合指標(biāo)，把多維空間問(wèn)題簡(jiǎn)化為一維空間問(wèn)題中解決，可以依據(jù)綜合指標(biāo)值大小評(píng)價(jià)對(duì)象優(yōu)劣程度進(jìn)行排序。

TOPSIS分析法的上述特點(diǎn)，恰好與設(shè)備績(jī)效管理評(píng)價(jià)的全部要點(diǎn)吻合，即把設(shè)備管理領(lǐng)域中所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的多維評(píng)價(jià)問(wèn)題用TOPSIS分析法簡(jiǎn)化為設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)結(jié)果一維評(píng)價(jià)問(wèn)題。通過(guò)設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)結(jié)果綜合反映各生產(chǎn)單元設(shè)備管理水平，并根據(jù)單項(xiàng)類(lèi)別的評(píng)價(jià)反映管理薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地提出改進(jìn)措施。

2.2 TOPSIS分析法計(jì)算步驟

采用相對(duì)接近測(cè)度，設(shè)決策問(wèn)題有m個(gè)目標(biāo)fj(j=1,2,…,m)，n個(gè)可行解Zi=(Zi1,Zi2,…,Zim)(i=1,2,…,n)

第一步：將決策矩陣A通過(guò)向量規(guī)范化求得規(guī)范決策矩陣Z′

(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)

第二步：構(gòu)造規(guī)范化的加權(quán)決策矩陣Z

第三步：確定理想和負(fù)理想解

第四步：計(jì)算各方案到理想解與負(fù)理想解的距離

第五步：計(jì)算各方案與理想解的接近程度

3 設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

3.1 兩層級(jí)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

績(jī)效評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建是開(kāi)展精益維護(hù)的基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備本質(zhì)和使用特性，通過(guò)分析確定構(gòu)建以設(shè)備保障能力為核心的指標(biāo)體系[3]。本文將28個(gè)指標(biāo)作為設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)內(nèi)容集合，同時(shí)將28個(gè)結(jié)果分屬到不同的八個(gè)類(lèi)別中，分別定義為：綜合管理、維修成本、狀態(tài)管理、點(diǎn)檢管理、檢修管理、備件管理、技術(shù)管理和計(jì)量管理。兩層級(jí)評(píng)價(jià)體系見(jiàn)表1。

3.2 TOPSIS分析法與設(shè)備績(jī)效評(píng)價(jià)體系的結(jié)合

為改變績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)離散的狀態(tài)，通過(guò)分類(lèi)將績(jī)效指標(biāo)歸類(lèi)為不同的管理類(lèi)別，同時(shí)應(yīng)用TOPSIS分析法把多維空間問(wèn)題簡(jiǎn)化為一維空間問(wèn)題的能力來(lái)測(cè)算每個(gè)指標(biāo)結(jié)果與最理想結(jié)果的差距，TOPSIS分析法的引入確保了兩層績(jī)效評(píng)價(jià)體系擁有了可實(shí)現(xiàn)、規(guī)范的落地手段，具體實(shí)現(xiàn)方法見(jiàn)圖1。

3.3 TOPSIS分析法評(píng)價(jià)實(shí)例

可通過(guò)一個(gè)具體的案例說(shuō)明TOPSIS分析法在設(shè)備績(jī)效管理評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，表2數(shù)據(jù)是某大型鋼鐵企業(yè)2019年各生產(chǎn)基地的28項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際考核數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)脫敏處理，同時(shí)各生產(chǎn)基地用字母A/B/C/D表示。

表1 兩層級(jí)評(píng)價(jià)體系簡(jiǎn)表

圖1 TOPSIS綜合分析法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)圖

序號(hào)分類(lèi)指標(biāo)名稱(chēng)單位目標(biāo)實(shí)績(jī)ABCD1綜合設(shè)備綜合效率(OEE)%80.183.25485.21882.86682.4362綜合日歷作業(yè)率%8181.54483.19677.05676.2953綜合A類(lèi)環(huán)保設(shè)備同步投運(yùn)率%89.189.9989.9699089.3014綜合設(shè)備原因造成的產(chǎn)品質(zhì)量損失發(fā)生率%0.20.137不統(tǒng)計(jì)0.1120.1385維修成本維修費(fèi)用總額億元26.6212.13712298.687216維修成本噸鋼坯生產(chǎn)性設(shè)備維修費(fèi)(全口徑)元/噸183.883185.556138.283115.793134.4357維修成本冶煉區(qū)域噸鋼坯生產(chǎn)性設(shè)備維修費(fèi)元/噸67.573.43163.11861.03644.4068狀態(tài)管理一、二級(jí)設(shè)備事故次數(shù)次000009狀態(tài)管理每條主作業(yè)線(xiàn)月均設(shè)備故障時(shí)間小時(shí)/月,條7.86.7677.4685.0878.4910狀態(tài)管理主作業(yè)線(xiàn)月均故障時(shí)間小時(shí)/月276175.966104.552116.416399.06711狀態(tài)管理每條主作業(yè)線(xiàn)月均設(shè)備故障次數(shù)次/月,條5.48.187.612.8111.2912狀態(tài)管理每條重要作業(yè)線(xiàn)月均設(shè)備故障時(shí)間小時(shí)/月,條4.7043.7325.0021.1385.04813狀態(tài)管理每條重要作業(yè)線(xiàn)月均設(shè)備故障次數(shù)次/月,條1.6921.1281.7660.2933.172

注：A/B/C/D代表不同生產(chǎn)基地，數(shù)據(jù)非真實(shí)，做過(guò)脫敏處理

從表2數(shù)據(jù)中可以真實(shí)反映出各基地每一項(xiàng)考核指標(biāo)的完成情況，從單一指標(biāo)來(lái)看，可以簡(jiǎn)單得出或好或壞的結(jié)論，但從設(shè)備管理分類(lèi)業(yè)務(wù)以及綜合管理水平角度確很難簡(jiǎn)單得出明確的答案。按照TOPSIS分析法的計(jì)算過(guò)程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分類(lèi)與加工處理。

首先選取狀態(tài)管理下的6項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)為例，獲取狀態(tài)管理的評(píng)價(jià)結(jié)果，狀態(tài)管理結(jié)果表2已經(jīng)表達(dá)完整，首先轉(zhuǎn)為效益型屬性決策矩陣。

其次使用決策矩陣Z′構(gòu)造規(guī)范化的加權(quán)計(jì)算矩陣Z，結(jié)果如下：

最終使用計(jì)算矩陣Z計(jì)算各指標(biāo)到理想與負(fù)理想的距離，最終計(jì)算狀態(tài)管理的最終評(píng)價(jià)得分，結(jié)果見(jiàn)表3。

按照同樣的道理，我們可以分別計(jì)算出綜合管理、點(diǎn)檢管理、檢修管理等其他7個(gè)業(yè)務(wù)分類(lèi)的得分，再一次使用TOPSIS分析法計(jì)算最終的綜合得分從而形成最終的得分排名，具體結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 狀態(tài)管理評(píng)價(jià)得分

表4 綜合得分排名

通過(guò)兩個(gè)層級(jí)的TOPSIS分析法綜合分析已經(jīng)清晰地展示各個(gè)生產(chǎn)基地在設(shè)備績(jī)效管理綜合得分上的排序，為促進(jìn)管理進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。

同時(shí)通過(guò)各分項(xiàng)的評(píng)分，結(jié)合雷達(dá)圖(見(jiàn)圖2)等直觀的表現(xiàn)手段，可直觀展示各基地的管理優(yōu)劣點(diǎn)，為提高各生產(chǎn)單元設(shè)備管理能力提供了相互學(xué)習(xí)的多維視角。

圖2 各基地設(shè)備管理的雷達(dá)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)備績(jī)效管理中引入TOPSIS分析法，應(yīng)用可靠的科學(xué)算法將離散的管理指標(biāo)通過(guò)綜合分析方法形成分類(lèi)評(píng)價(jià)結(jié)果，很好地解決了單一指標(biāo)評(píng)價(jià)帶來(lái)的不科學(xué)性；通過(guò)信息化手段和計(jì)算機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算分析的功能，企業(yè)依據(jù)這套評(píng)價(jià)體系，可以系統(tǒng)性掌握設(shè)備績(jī)效管理優(yōu)劣，精準(zhǔn)施策，為企業(yè)整體設(shè)備管理水平的提升提供更為便捷、高效的實(shí)現(xiàn)手段。