盧莎莎，王曉林

（中國(guó)計(jì)量學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，杭州 310018）

企業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃多目標(biāo)決策方法的應(yīng)用研究

盧莎莎，王曉林

（中國(guó)計(jì)量學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，杭州 310018）

0 引言

現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)模式多為面向客戶定制的小批量生產(chǎn)模式,其主要是通過(guò)接收客戶訂單來(lái)進(jìn)行組織生產(chǎn)。對(duì)此,企業(yè)在接受訂單時(shí),往往要對(duì)訂單做出一個(gè)評(píng)價(jià),衡量企業(yè)各方面的條件是否能夠順利完成該訂單和獲取高利潤(rùn)。對(duì)于占企業(yè)年生產(chǎn)總值1/3甚至1/2的大訂單,企業(yè)為減少風(fēng)險(xiǎn)和不確定性,必須對(duì)其做一個(gè)較全面的生產(chǎn)規(guī)劃,以評(píng)價(jià)該訂單的可行性和給企業(yè)帶來(lái)的利潤(rùn)。

對(duì)中小型制造企業(yè)來(lái)說(shuō),其最關(guān)注的就是訂單成本問(wèn)題,而研究表明,制造型企業(yè)的成本競(jìng)爭(zhēng)力主要集中在企業(yè)物流成本,一旦物流成本得到優(yōu)化,企業(yè)利潤(rùn)空間將會(huì)大大提升[1]?；谶@樣的背景,提出了基于企業(yè)物流成本優(yōu)化的生產(chǎn)規(guī)劃方法的研究。

1 生產(chǎn)規(guī)劃方案層次結(jié)構(gòu)分析[2,3]

該生產(chǎn)規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括四個(gè)方面,企業(yè)生產(chǎn)能力的評(píng)定和生產(chǎn)周期的劃分,企業(yè)物流成本分析優(yōu)化和企業(yè)物流能力的適應(yīng)性分析以及最后的多解最優(yōu)方案的選擇。

企業(yè)生產(chǎn)能力分析主要是確定滿足生產(chǎn)能力所需的設(shè)備、產(chǎn)地以及人力資源;生產(chǎn)周期的劃分是確定生產(chǎn)節(jié)拍以減少企業(yè)生產(chǎn)淡旺季以及緊急插單等不確定因素的不良影響。

企業(yè)物流成本分析優(yōu)化時(shí)確定企業(yè)產(chǎn)生物流成本的幾個(gè)主要方面,對(duì)其加以研究?jī)?yōu)化,達(dá)到成本最優(yōu)的目的。

企業(yè)物流能力的自適應(yīng)分析是為了企業(yè)能夠具有柔性生產(chǎn)物流能力,以應(yīng)對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)訂單。

在整個(gè)生產(chǎn)規(guī)劃中我們發(fā)現(xiàn),在不同生產(chǎn)周期的條件下,主要的影響因素有訂購(gòu)成本、存儲(chǔ)成本、運(yùn)輸成本、生產(chǎn)狀況(設(shè)備數(shù)量)和人力資源配置。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在不同的生產(chǎn)周期下,其計(jì)算出的成本方案均不同,因此在設(shè)計(jì)方案選擇時(shí),應(yīng)采用多目標(biāo)決策系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)。

2 多目標(biāo)的多級(jí)決策系統(tǒng)方法設(shè)計(jì)[4,5]

在確定屬性時(shí),采用層次分析法(AHP)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。層次分析法是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茲堡大學(xué)教授薩迪教授(Saaty T L)提出的,其特點(diǎn)是能對(duì)復(fù)雜的決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,利用較少的定量信息使決策的思維過(guò)程數(shù)學(xué)化,從而為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題提供簡(jiǎn)便的決策方法。其基本步驟如下:

1)將決策問(wèn)題進(jìn)行層次結(jié)構(gòu)分析,得到層次結(jié)構(gòu)圖,如下所示:

2)建立決策矩陣A。假設(shè)目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)M個(gè)目標(biāo):y1,y2,…ym和決策方案x1,x2,…xn。 方案xi(i =1,2,…i…,n)和目標(biāo)yj( j =1,2,…j…m)下的屬性值為aij, 則決策矩陣A為:

圖1 層次分析結(jié)構(gòu)圖

3)利用Satty給出的公認(rèn)屬性重要性等級(jí)表(表1所示),對(duì)矩陣A中的屬性值aij進(jìn)行評(píng)價(jià),并根據(jù)相互比較重要性進(jìn)行賦值。

表1 重要性等級(jí)表

4)用Saaty給出的近似方法求解最大本征值λmax和權(quán)重ω。,具體算法如下:

(1)將矩陣A中每行元素連乘再進(jìn)行n次開(kāi)方

(2)求權(quán)重:

(3)對(duì)矩陣A每列元素求和:

(4)計(jì)算λmax的值:

5)對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。要求λmax＜,為n階矩陣的臨界本征值,具體數(shù)值見(jiàn)表2。當(dāng)λmax符合以上要求時(shí),則通過(guò)一致性檢驗(yàn),否則,則調(diào)整矩陣A,直至滿足λmax＜, 此時(shí)計(jì)算的ω為有效值。

表2 n階矩陣的臨界本征值

表2 n階矩陣的臨界本征值

n 2 3 4 5 6 λ’max 3.116 4.07 5.54 6.62 n 7 8 9 10 λ’max 7.79 8.99 10.16 11.34

3 計(jì)算結(jié)果與比較

此算法中,由于各方案在個(gè)目標(biāo)下屬性值,均可量化,所以在步驟5)中采用第一種方法進(jìn)行計(jì)算,但對(duì)于屬性值的量值要進(jìn)行無(wú)量綱化處理。選用5個(gè)不同的周期來(lái)進(jìn)行計(jì)算比較,分別為4、5、6、7、8生產(chǎn)周期。將(1)人力資源、(2)生產(chǎn)狀況(設(shè)備和場(chǎng)地)、(3)訂購(gòu)成本、(4)庫(kù)存成本、(5)運(yùn)輸成本作為衡量最佳周期選擇的屬性特征,根據(jù)屬性之間的重要性,列出矩陣A為:

由式(1)可得:

由式(2)可得:

由式(4)可得:λmax= 5.0072

對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn),由于n=5,查表2可知

λmax= 5.0072＜5.54,所以滿足一致性檢驗(yàn)條件。因此得到屬性權(quán)重為:

由于是多品種生產(chǎn),企業(yè)不可能將全部資源和時(shí)間用來(lái)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品,根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)資源和擴(kuò)大再生產(chǎn)的能力和資金實(shí)力,將生產(chǎn)周期劃分為4、5、6、7、8個(gè)周期,對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的最優(yōu)方案為X1、X2、X3、X4、X5,并將上述5個(gè)屬性進(jìn)行定量計(jì)算,計(jì)算結(jié)果下表所示:

表3 各方案屬性計(jì)算結(jié)果

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,得到下表:

表4 進(jìn)行無(wú)量綱化處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果

從上表可以看出,所選方案優(yōu)先順序?yàn)?X5?X1?X2?X4?X3。

據(jù)此,企業(yè)在組織生產(chǎn)時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇8個(gè)周期生產(chǎn)方案。

4 結(jié)論

生產(chǎn)規(guī)劃時(shí)企業(yè)組織生產(chǎn)運(yùn)作的前期工作,制造業(yè)企業(yè)通過(guò)對(duì)生產(chǎn)物流的優(yōu)化來(lái)獲取更高的利潤(rùn)空間。對(duì)此,在企業(yè)幾個(gè)不同生產(chǎn)周期的情況下,對(duì)影響生產(chǎn)物流成本的幾個(gè)屬性或因素進(jìn)行核算,并運(yùn)用層次分析法對(duì)以身背數(shù)量、人力資源配置、訂購(gòu)成本、存儲(chǔ)成本、運(yùn)輸成本5個(gè)屬性構(gòu)成的多目標(biāo)決策系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)加權(quán)和法計(jì)算出備選方案綜合評(píng)價(jià)排序,從而得到最優(yōu)方案,為企業(yè)選擇成本最優(yōu)的組織生產(chǎn)方案提供了決策依據(jù)。

[1]范興美. 現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)物流成本管理研究[J]. 改革與戰(zhàn)略, 2007, 03.

[2]姜啟源, 等. 數(shù)學(xué)模型[M]. 高等教育出版社, 2003: 224-231.

[3]Dubrovin, V. and Mironova, N. Usage of the Analytic Hierarchy Process for Production Optimization,Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications,and Computer Science, 2006. TCSET 2006. International Conference, 2006, 3: 576-577.

[4]王曉林, 等, 敏捷制造環(huán)境下生產(chǎn)組織多目標(biāo)決策方法[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2008.1.

[5]李志浩, 王萬(wàn)軍, 胡建軍. 一種混合指標(biāo)的多目標(biāo)決策方法及應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù), 2007, 16.

Application and research of multi-objective decision-making in enterprise production planning

LU Sha-sha, WANG Xiao-lin

企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃時(shí)，物流成本應(yīng)是企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。企業(yè)生產(chǎn)物流成本，主要根據(jù)生產(chǎn)周期的不同劃分，對(duì)企業(yè)訂購(gòu)成本、存儲(chǔ)成本、運(yùn)輸成本、設(shè)備購(gòu)買以及人員配置等進(jìn)行分析核算，針對(duì)不同的生產(chǎn)周期規(guī)劃，以庫(kù)存模型為基礎(chǔ)推算出相應(yīng)的生產(chǎn)物流成本，隨后，再運(yùn)用多目標(biāo)決策方法結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，針對(duì)多個(gè)可行的生產(chǎn)規(guī)劃方案進(jìn)行了擇優(yōu)評(píng)價(jià)。

物流成本；層次分析法；成本計(jì)算；多目標(biāo)決策

盧莎莎(1986－),女,研究生,研究方向?yàn)榛谏a(chǎn)物流成本優(yōu)化的企業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃。

F270.7

A

1009-0134(2011)1(上)-0148-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2011.1(上).44

2010-11-15