基于模糊数学的生产系统柔性综合评价
作为一种能力，柔性存在的程度和水平问题，往往需要特定的评价指标来加以衡量，下面是小编搜集整理的一篇探究生产系统柔性综合评价的论文范文，供大家阅读查看。
摘 要：柔性是生产系统应对复杂多变的市场需求的重要策略之一，对提高现代制造企业的稳定性和适应性至关重要。通过对现代制造企业生产系统柔性的影响因素进行分析，建立生产系统柔性的综合评价模型。由于生产系统柔性评价指标众多，可以利用模糊熵权系数法，使评价过程更加客观可信。
关键词：生产系统;柔性;模糊熵权系数法
1 柔性的概念与发展
21世纪已经进入信息时代，制造企业面临的不稳定因素日益增多，产品全生命周期因为技术变革的日新月异逐渐缩短，市场需求逐渐向个性化、多样化、定制化发展。自20世纪90年代，产品公司针对多样的外部和内部挑战采取了具体的改变，其改变的程度和速度伴随着全球化的商品和服务市场显著增加。这种为了使自身产品符合内外部环境要求，持续地调整或塑造环境的能力，即为柔性。
柔性由Browne于1984年提出，系统柔性可以分为多种，由于柔性的复杂性，导致柔性的量化评价成为了极其复杂的问题。目前国内外研究人员在柔性评价展开了大量研究工作，但是关于量化评价柔性的问题仍然没有达成统一认识。本文希望通过对相关企业的调查分析和借鉴以往评价研究中的一些科学方法，建立一套适合生产系统的柔性评价指标体系模型和方法。
2 生产系统柔性评价指标体系的建立
作为一种能力，柔性存在的程度和水平问题，往往需要特定的评价指标来加以衡量。在建立生产系统柔性评价指标时一般应遵循以下原则。
2.1 简洁、完备性原则
生产系统的柔性指标体系应当全面反映出生产系统运作效率的`能力，但指标尽可能全面，各指标之间不应具有高度相关性。
2.2 客观、可考核原则
指标的设定应尽量不受到主观因素影响，数据来源必须真实可靠，以确保结果的可考核性和真实性。
2.3 可扩充原则
根据企业不同时期的要求应修改、增加和删除柔性指标体系，并可根据具体情况将指标具体化。
因此，参考Slack关于柔性的三个维度论述，结合企业实际情况，将企业生产系统柔性评价的一级指标分为转变范围，转变时间，转变成本。
所谓转变范围是指生产系统所能表现的状态或采取的行为，当生产系统能够呈现范围更宽的状态或行为时，则它具有更大的柔性。转换时间指的是生产系统从一种状态到另一种状态的所需时间。转变成本指的是生产系统从一种状态转换另一种状态需要的费用。
对于评价体系二级指标的构建则是在参考相关文献的基础上，初步确立了柔性指标评价体系，在与相关专家深度访谈后筛选原始评价指标，确立了最终的企业生产系统的柔性评价指标体系，见表1。
3 企业生产系统柔性评价
3.1 模糊熵权系数法
当系统评价指标体系中大量评价指标需要定量分析时，可先通过专家评分法对各指标进行评分，得到各个指标的重要程度评语矩阵。然后通过模糊评判法计算出评价指标的隶属度概率并形成隶属度概率矩阵，在使用模糊熵权法计算出各个评价指标的熵权系数后，最终将专家判定的柔性指标评价初始结果与计算得到熵权系数结合起来得到各个指标的最终权重值。模糊熵权系数法将主观评判和客观计算相结合，大大增加了权重的可信度。
从图1可以看出，当转变范围，转变时间，转变成本分别为最大值1时，柔性的矢量模■达到理论最大值■。
为了划分生产系统的综合柔性水平，这里定义系统综合柔性值处于理论柔性最大值的85%～100%空间区域为系统柔性优秀，见图2绿色部分;系统综合柔性值处于理论柔性最大值的70%～85%空间区域为系统柔性良好，见图中黄色部分;系统综合柔性值处于理论柔性最大值的50%～70%空间区域为系统柔性一般，见图中棕色部分;系统综合柔性值低于理论柔性最大值的50%，为该系统属于欠柔性系统，见图中黄色部分。
从图2可以看出，不同的专家根据经验和特定环境对于生产系统的评价有不同的结果，模糊熵权系数法对与企业生产系统柔性的评价具有一定的灵活性和主观性。即使对同一企业不同阶段的生产系统进行评价，其评价结果也可能会不同。其次，科学和切合实际的建立生产系统柔性评价体系，对其评价结果是否准确客观有极大的影响。
4 算例分析
某企业现有如下生产系统方案，其生产线可以生产3种曲轴箱产品，共有生产设备29台(包括临时生产线)，其中加工中心和数控机床共4台，数控机床平均生产能力为6，普通机床平均生产能力为2，该生产线共有员工21人，掌握技能平均数为2.118。该条生产线的转产时间为2 a，其研发效率可达到0.7，生产计划完成率为0.78，该方案的研发费用占总销售额的25%。该车间日产量为204台，其售价为85元/台，每日销售成本为17 340元。该企业研发人员共3人，非研发人员18人，研发人员的产能和非研发人员产能比平均为5?X1，该生产线的成品一次校验合格率为0.782。根据表1公式可以得到相应指标评价值以及得分，见表4。
用分别计算该方案柔性值，得到柔性值为0.942，该企业车间生产系统处于一般柔性状态。从表格可以分析出，该生产系统仍存在改进空间，主要体现在以下方面：
①该企业的转变范围得分为0.414。原因在于该先进制造设备较少，并且大部分的机器设备比较陈旧，而且产品比较单一，使得作业空间的范围受到了限制，增大了转产成本，造成了生产制造系统的整体柔性水平偏低。企业中能够对加工中心进行编程的人员比较紧缺，这就导致了加工中心无法发挥其应有的效果，从而导致了企业生产加工系统的柔性偏低。
②该企业的转变时间得分为0.628，处于相对较高的水平。欠缺主要在于该企业设计新产品到进行批量生产的环节中存在制约因素，表现在设计人员对于生产工艺缺乏研究，部分产品的工艺设计无法进行，导致必须设计代替的新产品。虽然该生产车间的生产计划完成率处于较高水平，但这通常是通过加班来保证生产计划的完成，说明该生产车间的转变能力依然不足。
③该企业的转变成本得分为0.567，处于一般水平。原因在于研发费用率和研发人员投入率比较低，表明在研发投入方面该企业存在一定的欠缺。这主要体现在：企业发展模式相对落后，其资源主要投入在已有产品的生产上;企业缺乏高级研发人员，已有的研发人员通常在原有产品设计基础上对某部分进行改良。
5 结 语
本文从柔性的概念入手，认为产品公司针对多样的外部和内部挑战采取必须采取具体情况的调整。企业在设计自身的柔性过程中，必须考虑其时效性和经济性。同时企业不应当仅仅认为柔性只是一种被动应变的能力，更需要通过主动学习，使其成为企业的竞争策略。
本研究在三维度量模型的基础上，通用模糊熵权系评价企业柔性，这能够有效地为制造企业在实际生产中对其柔性能力做出判断。针对不同类型的制造企业，如何更好地提高生产加工过程的柔性因素，找出最佳柔性水平，提高企业的市场竞争能力，还需进一步研究。
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