基于熵權(quán)TOPSIS的服裝流水線智能化評估模型

楊 艷，陸春立，陶雅蕓，汪 蓉，曹進露，強寶珠，何少鋒，范 敏

(江蘇陽光集團有限公司，江蘇 江陰 214426)

服裝流水線可看成是一種排隊系統(tǒng)。隨著服裝生產(chǎn)日益向多品種、小批量、快交貨的方向發(fā)展，服裝企業(yè)的生產(chǎn)管理面臨嚴峻挑戰(zhàn)，原有生產(chǎn)模式已無法滿足企業(yè)發(fā)展的需要，迫切需要進行智能化升級改造。智能化硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理等成為數(shù)字化流水線的基本要求[1-4]，在智能化推進過程中，各企業(yè)的智能化程度各不相同，缺少統(tǒng)一評估標準。本文通過對10家服裝流水線的智能化狀況進行數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建了服裝流水線智能化評價指標體系，利用熵權(quán)TOPSIS方法建立的綜合評價模型，對流水線的智能化進行評價。

1 建立指標體系

1.1 指標體系構(gòu)建原則

隨著智能制造的不斷推進，各服裝企業(yè)也積極投入到智能化的升級改造中。本文結(jié)合各服裝企業(yè)的智能化生產(chǎn)特點，提出服裝流水線智能化評價體系。

由于涉及服裝流水線智能化評估的因素較多，若要準確、全面地反映服裝流水線的智能化情況，評價指標體系應(yīng)具有層次性，這種分層不僅能得到總的評價結(jié)果，而且能了解到各個層面的發(fā)展態(tài)勢和形成要因。構(gòu)建服裝流水線智能化指標體系時需遵循4個原則：一是針對性原則，評價體系要反映服裝生產(chǎn)的特性，有針對性地準確評價服裝智能化發(fā)展水平。二是科學(xué)性原則，評價指標的選擇和指標體系的構(gòu)建圍繞智能化展開，設(shè)計的每項指標都應(yīng)反映服裝生產(chǎn)智能化的推進狀況。三是實用性的原則，評價指標的選取應(yīng)建立在充分調(diào)研、系統(tǒng)研究的科學(xué)基礎(chǔ)上，指標體系應(yīng)盡可能涵蓋服裝流水線智能化目標，評價體系需要進行有效測評，具有一定的可比性。四是全面性原則，指標體系作為一個系統(tǒng)，應(yīng)成為全面衡量服裝流水線智能化發(fā)展水平的工具，從不同角度反映智能化發(fā)展的主要特征和狀況。

1.2 服裝智能流水線指標體系

遵循前述4項原則，結(jié)合實際采集的數(shù)據(jù)，初步構(gòu)建了服裝流水線智能化評估體系，將建立的評估體系分別征求服裝專家意見，依此進行調(diào)整修改，最終確定的評估體系層次結(jié)構(gòu)如表1所示。

2 基于熵權(quán)TOPSIS的服裝智能流水線評價模型構(gòu)建

2.1 熵權(quán)模型

熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，原理是根據(jù)各評價指標數(shù)值的變異程度所反映的信息量大小來確定權(quán)數(shù)[5]。信息是系統(tǒng)有序程度的一種度量，熵是系統(tǒng)無序程度的一種度量，兩者絕對值相等，符號相反。通過熵權(quán)法計算可得到各個指標的信息熵：信息熵越小，信息的無序度越低，信息的效用值或指標的權(quán)重越大；反之，信息熵越大，信息的無序度越高，信息的效用值或指標的權(quán)重也越小。熵權(quán)法最大特點是直接利用決策矩陣所給的信息來計算權(quán)重，而沒有引入決策者的主觀判斷，從而得出較為客觀的綜合評價結(jié)果。

表1 評價體系層次結(jié)構(gòu)

設(shè)有m個企業(yè)，n項評價指標，每個企業(yè)相對于每項評價指標的觀察值為Xij，形成決策矩陣：A=(Xij)m×n。

若決策矩陣(Xij)當中的項j指標值ij的差異越大，則該指標在綜合評價中所起的作用就越大；如果某項指標的指標值全部相等，說明該指標在綜合評價中不起作用，可將該指標剔除，然后對剩余指標引入熵權(quán)。

2.2 TOPSIS模型

TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)是一種多目標決策方法[6]，又稱接近理想點法。運用TOPSIS法對被評價對象指標進行綜合評價，基本原理是通過計量被評價對象的指標評價值向量與綜合評價問題的理想解和負理想解的相對距離，并進行排序，其中距離指(加權(quán)以后的)歐幾里德距離。

計算時，可將每個被評價對象的指標評價值向量與最優(yōu)解、最劣解作比較，考察它們之間的距離，若某被評價對象的指標評價值向量最接近于最優(yōu)解同時又最遠離最劣解，則該被評價對象為最佳；反之為最差，用這種方法可以對各被評價對象進行排序。

3 實驗與結(jié)果分析

3.1 數(shù)據(jù)采集

文本選取10家服裝智能化企業(yè)作為研究對象，編號分別為1#～10#。在此僅對3級指標層利用熵權(quán)法計算各指標的權(quán)重，再借助TOPSIS法對10家服裝智能企業(yè)進行綜合評價及排序。

根據(jù)表1的3級指標層設(shè)計5段量表問卷進行實地數(shù)據(jù)采集，其中：1為非常不贊同，2為不贊同，3為一般，4為贊同，5為非常贊同。采集整理的原始數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 服裝流水線智能化推進的數(shù)據(jù)

3.2 評估

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)，構(gòu)建服裝流水線智能化的綜合評價決策矩陣，計算各指標的熵值(Ej)、差異系數(shù)(dj)及權(quán)重(wj)。計算過程使用Mlatlab編程實現(xiàn)，計算結(jié)果如表3所示。

表3 各指標的熵值Ej、差異系數(shù)dj、權(quán)重wj

由表3可知，指標權(quán)重在0.05以上的有10個，依次是A31、A32、A41、B11、B13、B21、B22、C11、C21、E21，其中指標A32對服裝流水線的智能化影響最大，其次是C11，最后是A41。

根據(jù)表3得出的權(quán)重，求得正距離、負距離和相對接近度，被研究企業(yè)的綜合評價結(jié)果和排序如表4所示。

3.3 結(jié)果分析

由表4數(shù)據(jù)分析和排名結(jié)果可知，在被研究的10家企業(yè)中，智能化水平的排序分別為8#>10#>9#>7#>6#>5#>4#>1#>2#>3#。

根據(jù)這一結(jié)果，實地調(diào)研驗證分析各服裝流水線的智能化水平，發(fā)現(xiàn)前四位企業(yè)的智能化特點是：(1)具有MTM樣板系統(tǒng)，建立了智能樣板庫；可以根據(jù)量體數(shù)據(jù)自動生成樣板，如8#、10#企業(yè)。(2)具有GST工藝系統(tǒng)，建立了智能工藝庫，如8#、10#、7#企業(yè)。(3)實現(xiàn)RFID卡或條碼全流程監(jiān)控，如8#、10#企業(yè)。(4)有智能吊掛線，并根據(jù)加工方案自動傳輸，如8#、10#、9#企業(yè)。(5)基于MES系統(tǒng)對生產(chǎn)全流程進行智能監(jiān)控；有計劃與調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集進行生產(chǎn)調(diào)度，瓶頸工序提前預(yù)警，如8#、9#企業(yè)。(6)有面輔料倉儲管理系統(tǒng)，如8#、9#、7#企業(yè)。(7)實現(xiàn)智能設(shè)備間的互聯(lián)互通與信息采集與發(fā)送，如8#、10#、9#、7#企業(yè)。

表4 被研究企業(yè)的綜合評價和排名

4 結(jié)語

通過對服裝流水線進行數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建了服裝流水線智能化評價指標體系，利用熵權(quán)TOPSIS方法建立的綜合評價模型，可用于服裝流水線的智能化評價。通過對10家服裝企業(yè)進行數(shù)據(jù)采集，對企業(yè)的智能化水平進行排序，得出8#企業(yè)的智能化水平最高，通過實地調(diào)研的驗證分析表明：該方法可行，為服裝流水線的智能化評價提供了較好的分析工具。