基于FAHP-Entropy法的線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)體系研究

摘 要：為了提升制造企業(yè)生產(chǎn)車間線邊倉管理成效，建立線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)體系。首先，從補(bǔ)料、取料、庫存和管理4個(gè)方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)。其次，基于模糊層次分析法（FAHP）和熵權(quán)法（Entropy）確定指標(biāo)的綜合權(quán)重，并采用模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算最終評(píng)價(jià)結(jié)果。最后，以D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間為例，得出該車間線邊倉運(yùn)作水平得分。結(jié)果表明，該線邊倉評(píng)價(jià)結(jié)果處于一般水平。對(duì)線邊倉進(jìn)行綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)，結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果有利于制造企業(yè)識(shí)別線邊倉管理中的關(guān)鍵因素與主要不足之處，從而提高線邊倉管理水平。

關(guān)鍵詞：線邊倉；模糊層次分析法；熵權(quán)法；模糊綜合評(píng)價(jià)法

中圖分類號(hào)：F 253 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

線邊倉是制造企業(yè)生產(chǎn)車間生產(chǎn)線所用物料的暫存區(qū)域，線邊倉運(yùn)作水平關(guān)乎生產(chǎn)線效率以及車間生產(chǎn)物流的順暢程度[1]。對(duì)線邊倉進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)有利于企業(yè)找到線邊倉優(yōu)化方向，從而提高線邊倉管理成效。

學(xué)者EKREN "Y B、ORNEK A M[2]認(rèn)為，基于有限的工廠空間，線邊倉的庫存水平和配送頻率對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量至關(guān)重要；EMDE S、BOYSEN N[3]提出車間的空間利用率和生產(chǎn)效率受線邊倉的位置、數(shù)量的影響。明菲菲[4]建立基于層次分析法的生產(chǎn)物流評(píng)價(jià)模型，為層次分析法在后續(xù)的庫存管理中的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)；李永斌[1]通過庫存時(shí)間、庫存金額等評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)線邊倉的庫存水平進(jìn)行評(píng)估。上述文獻(xiàn)在線邊倉的評(píng)價(jià)方面大都以單一角度切入，缺乏系統(tǒng)性、全面性，而指標(biāo)權(quán)重的確立多基于主觀賦權(quán)，客觀性不足。本文從整體角度出發(fā)，建立能夠全面評(píng)價(jià)線邊倉的綜合評(píng)價(jià)體系，以D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間為例，驗(yàn)證該評(píng)價(jià)方案的有效性和合理性。

1 線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)

本文采用文獻(xiàn)研究法和專家咨詢法選取指標(biāo)。首先，對(duì)涉及線邊倉評(píng)價(jià)的文獻(xiàn)進(jìn)行全面檢索，從而形成評(píng)價(jià)指標(biāo)的大集合。其次，在咨詢專家意見的基礎(chǔ)上，結(jié)合線邊倉基本功能與管理需要，對(duì)集合中的指標(biāo)進(jìn)行歸類、合并、刪減或者增加。最后，形成基于補(bǔ)料、取料、庫存以及管理4個(gè)層面的指標(biāo)體系。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1。

2 基于FAHP-Entropy法的指標(biāo)權(quán)重確定

采用主觀權(quán)重計(jì)算法——模糊層次分析法（FAHP）和客觀權(quán)重計(jì)算法——熵權(quán)法（Entropy）分別計(jì)算2種不同方式下的權(quán)重結(jié)果，再根據(jù)距離函數(shù)將二者結(jié)合，得到最終的權(quán)重計(jì)算結(jié)果。權(quán)重確定流程如圖1所示。

2.1 主觀權(quán)重的確定——模糊層次分析法

模糊層次分析法（FAHP）是一種多準(zhǔn)則決策方法，用模糊數(shù)來表示人對(duì)事物的認(rèn)知強(qiáng)弱程度。采用模糊層次分析法計(jì)算權(quán)重的步驟如下。

2.1.1 建立模糊互補(bǔ)判斷矩陣

采用0.1～0.9標(biāo)度法對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行數(shù)值劃分，見表2。

根據(jù)表2數(shù)值得出n個(gè)指標(biāo)兩兩間重要程度相對(duì)模糊判斷矩陣A，即A=（aij）n*n（i，j=1，2，...，n），aij為同層第i個(gè)元素與第j個(gè)元素的相對(duì)重要程度。

2.1.2 計(jì)算權(quán)重

令W=（W1，W2，...，Wi，...，Wn）為矩陣A的權(quán)重向量，基于文獻(xiàn)[5]中提出的通用公式確定模糊互補(bǔ)判斷矩陣指標(biāo)ai權(quán)重，如公式（1）所示。

（1）

2.1.3 一致性檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證步驟二中求得的權(quán)重是否合理，需要對(duì)判斷過程進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

首先，求出模糊互補(bǔ)判斷矩陣A的特征矩陣W*，如公式（2）所示。

（2）

其次，求出2個(gè)矩陣間的相容性指標(biāo)I（A，W*）（如公式（3）所示），并與特定閾值相容性指標(biāo)α（α一般取0.1）進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)相容性指標(biāo)小于α?xí)r，那么判定權(quán)重合理有效。

（3）

2.2 客觀權(quán)重的確定——熵權(quán)法

熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)包含信息量的多少來確定指標(biāo)權(quán)重的大小，權(quán)重的計(jì)算過程如下所示。1）收集處理原始數(shù)據(jù)。構(gòu)建由n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)和m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象組成的原始數(shù)據(jù)矩陣（R=（rij）m*n，rij為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)數(shù)值（i=1，…，n；j=1，…，m））。2）指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。通過指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理后，得到新的矩陣P（P=（pij）m*n，pij（0≤pij≤1）為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象在第i個(gè)指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)值（i=1，…，n；j=1，…，m））。根據(jù)指標(biāo)的含義可以將指標(biāo)分為越大越優(yōu)的效益性指標(biāo)和越小越優(yōu)的成本型指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式如公式（4）所示。3）計(jì)算權(quán)重。首先，按照公式（5）計(jì)算熵值ej。其次，計(jì)算信息效用值dj=1-ej。最后，按照公式（6）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)權(quán)重WjEntropy。

（4）

式中：rmin、rmax為原始數(shù)據(jù)矩陣R中效益型、成本型指標(biāo)的最小值和最大值。

（5）

（6）

2.3 確定綜合權(quán)重

為了綜合主觀、客觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果，引入距離函數(shù)距離函h（WiFAHP，WjEntropy）對(duì)FAHP法和Entropy法得到的2份權(quán)重進(jìn)行組合賦權(quán)，如公式（7）和公式（8）所示[6]，得到最終權(quán)重Wi°。

（7）

h2（WiFAHP，WjEntropy）=（α-β）2 （8）

式中：α、β為權(quán)重分配系數(shù)，且α+β=1。

根據(jù)實(shí)際主、客觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果得到具體分配系數(shù)，最終得到綜合權(quán)重Wi°，如公式（9）所示。

Wi°=α·WiFAHP+β·WjEntropy （9）

3 基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的得分計(jì)算

模糊綜合評(píng)價(jià)法的基本思想是將各種評(píng)價(jià)因素轉(zhuǎn)化為模糊數(shù)，利用模糊數(shù)的運(yùn)算和歸一化處理建立模糊評(píng)價(jià)模型，從而得出模糊評(píng)價(jià)結(jié)果。模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算過程如下。

3.1 確定評(píng)語集

設(shè)置五級(jí)評(píng)語等級(jí)V（V={V1，V2，V3，V4，V5}），分別代表優(yōu)秀、良好、一般、較差以及極差，對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值分別為100、75、50、25以及0。

3.2 建立綜合評(píng)價(jià)矩陣

對(duì)指標(biāo)層各因素進(jìn)行問卷調(diào)查，邀請(qǐng)相關(guān)人員和專家填寫問卷。對(duì)問卷結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算n個(gè)指標(biāo)下v個(gè)等級(jí)所占百分比（隸屬度）[7]。以各因素的隸屬度構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣L（L=（lij）n·v，lij為第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)樣本值占總樣本的比重）。

3.3 計(jì)算最終結(jié)果

根據(jù)綜合權(quán)重值和模糊關(guān)系矩陣L得出最終評(píng)價(jià)結(jié)果G，如公式（10）所示。

G=Wi°·L=（G1，G2，G3，G4，G5） " （10）

3.4 計(jì)算綜合得分。

根據(jù)公式PUT得到最終得分X，如公式（11）所示。

X=G·[100 75 50 25 0]T " " " " " " " " "（11）

4 D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)

黑龍江省D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間一共包括變速器線、m系列發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線、試車線以及包裝環(huán)線等4條生產(chǎn)線，現(xiàn)以該總裝車間為例進(jìn)行實(shí)例分析。

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

4.1.1 主觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果

由10名專家對(duì)D公司汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉運(yùn)作水平進(jìn)行打分判斷，對(duì)打分結(jié)果取眾數(shù)，得到最終的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A，如公式（12）所示。

（12）

根據(jù)公式（1）可以得到各權(quán)重，如公式（13）所示。

WiFAHP=（0.134，0.139，0.123，0.114，0.143，0.145，0.104，0.104） （13）

根據(jù)公式（2）、公式（3）計(jì)算得出相容性指標(biāo)為0.08＜0.1。因此，可以認(rèn)為得到的基于模糊層次分析法的權(quán)重是有效的。

4.1.2 客觀權(quán)重

通過實(shí)地調(diào)研，收集發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間變速器線、m系列發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線以及包裝環(huán)線3條生產(chǎn)線周邊線邊倉的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)成8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下4個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的原始矩陣R，如公式（14）所示。

（14）

根據(jù)公式（4）可以得到標(biāo)準(zhǔn)化處理后的矩陣P，如公式（15）所示。

（15）

根據(jù)公式（6）可以得到權(quán)重，如公式（16）所示。

WiEntropy=（0.133，0.126，0.165，0.117，0.160，0.140，0.077，0.081） " " " " " " " （16）

4.1.3 綜合權(quán)重

根據(jù)公式（7）、公式（8）得出距離函數(shù)的最終分配系數(shù)為0.45和0.55，再根據(jù)公式（9）得出各指標(biāo)的綜合權(quán)重，具體數(shù)值見表3。

4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉運(yùn)作水平綜合得分

根據(jù)10名專家的問卷調(diào)查得出的隸屬度構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣L，如公式（17）所示。

（17）

根據(jù)公式（10）得出G=（0.187，0.453，0.263，0.097，0）。

通過公式（11）求得D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉運(yùn)作水平得分X為64.6，處于一般水平。 同理，可以得出D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉補(bǔ)料、取料、庫存以及管理4個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)分別63分、75分、61分以及78分。如圖2所示。

4.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

從D公司發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)例驗(yàn)證中可以看出，管理方面的得分最高，為良好水平。D公司目前采用現(xiàn)場(chǎng)5S管理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間進(jìn)行管理，且根據(jù)產(chǎn)線情況將整個(gè)車間分為A～E共5個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別由1位負(fù)責(zé)人進(jìn)行管理。D公司也比較關(guān)注線邊倉取料環(huán)節(jié)，根據(jù)不同生產(chǎn)線所需的物料特點(diǎn)，采用線邊貨架、可移動(dòng)轉(zhuǎn)工車以及線棒貨架等多種貨架組合使用的模式，線邊倉容利用率較高。然而，補(bǔ)料和庫存指標(biāo)得分較低，存在的主要問題包括補(bǔ)貨流程大都依賴倉庫工作人員根據(jù)歷史缺貨情況進(jìn)行主觀判斷，難以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，也導(dǎo)致庫存周轉(zhuǎn)率較低，造成線邊庫存積壓，D公司應(yīng)針對(duì)不同零件制定更精細(xì)的補(bǔ)貨策略，從而提高線邊倉的庫存水平。

5 結(jié)語

為了綜合、全方位對(duì)線邊倉運(yùn)作水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，從補(bǔ)料、取料、庫存以及管理4個(gè)方面建立線邊倉運(yùn)作水平綜合評(píng)價(jià)體系?；贔AHP-Entropy法、距離函數(shù)確定指標(biāo)權(quán)重，較科學(xué)、合理地確定了線邊倉綜合運(yùn)作水平評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，解決了單一使用主觀賦權(quán)法或者客觀賦權(quán)法帶來的局限性問題。本文還對(duì)D公司汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總裝車間進(jìn)行實(shí)例分析，為該企業(yè)線邊倉優(yōu)化提升提供了一定理論指導(dǎo)和優(yōu)化方向。

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