劉海明+王東

摘 要：研究利用ISM模型為工業(yè)工程的過程管理提供一種實例參考。通過對生產(chǎn)管理中數(shù)控機(jī)床參數(shù)進(jìn)行專家法確定參數(shù)關(guān)系，然后使用ISM的方法進(jìn)行層次的優(yōu)化。通過技術(shù)管理的方法，得出了刀具參數(shù)的設(shè)置依據(jù)。由于每個生產(chǎn)設(shè)備的性能及參數(shù)不一樣，我們可以利用這種方法進(jìn)行宏觀的參數(shù)管理。后續(xù)工作可以進(jìn)一步細(xì)化參數(shù)，使生產(chǎn)過程達(dá)到又快又好。研究具有實際指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：ISM；生產(chǎn)管理；層次；刀具參數(shù)

1 概述

管理決策的科學(xué)性取決于管理方法、手段和技術(shù)的有效性[1]?；跊Q策學(xué)問的系統(tǒng)分析方法是科學(xué)決策的基礎(chǔ)。系統(tǒng)工程把質(zhì)量問題作為一個有機(jī)整體加以綜合分析研究，實施全員、全過程、全企業(yè)的管理[2，3]。系統(tǒng)工程發(fā)展了系列理論，很多理論用在具體細(xì)節(jié)實施上尤其有效。

然而在很多場合我們還是有經(jīng)驗優(yōu)先的習(xí)慣，這種經(jīng)驗法很多時候因為場合條件的改變而出現(xiàn)偏差。尤其是對于新的條件無經(jīng)驗可用的情況下，更是一籌莫展。所以科學(xué)的方法可以為解決這些問題提供依據(jù)。我國是制造業(yè)大國，在制造業(yè)中出現(xiàn)的問題最普遍也最需要解決。制造業(yè)中加工過程管理更是需要解決的現(xiàn)實問題。

2 制造過程工程管理問題提出

以制造業(yè)中最普遍的銑削加工為例，銑削加工的參數(shù)設(shè)置一直以來都是憑經(jīng)驗居多。銑削參數(shù)表面上只有刀具轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、背吃刀量三個要素，實際上這些參數(shù)同時受加工材料、刀具材料、機(jī)床性能、加工質(zhì)量、刀具直徑影響，甚至這三個參數(shù)之間也相互影響。如此多的八個要素間的相互影響是給參數(shù)提供定量設(shè)置方法的最大障礙。

學(xué)術(shù)界不少人做過研究。有基于統(tǒng)計學(xué)原理提出一種面向單元切削過程的切削參數(shù)優(yōu)化模型以實現(xiàn)多切削參數(shù)組優(yōu)化問題的解耦[4]。該方法為加工參數(shù)設(shè)置提供了基礎(chǔ)支持。張昆等提出用基因算法實現(xiàn)切削參數(shù)的現(xiàn)場實施優(yōu)化，該方法對現(xiàn)場加工的實時優(yōu)化具有很好效果[5]。劉海江等提出基于粒子群算法的加工切削參數(shù)優(yōu)化，該方法針對性強(qiáng)，對于批量大的產(chǎn)品，其應(yīng)用效果較好[6]。蔣亞軍等提出基于模糊粗糙集理論的模具數(shù)控切削參數(shù)優(yōu)化[7]；韓至駿等提出工藝參數(shù)智能生成系統(tǒng)研究，方法能通過記憶識別，優(yōu)選出參數(shù)[8]。

這些方法著眼于細(xì)節(jié)，因此還停留在理論的發(fā)展上，實際上應(yīng)用上也受各種條件影響，沒有從宏觀上全面解決問題，因此在實際中沒有得到很好推廣。

3 基于ISM模型的生產(chǎn)管理應(yīng)用

3.1 ISM模型概述

解析結(jié)構(gòu)模型法是系統(tǒng)工程里的一種方法，也是最為常用的結(jié)構(gòu)模型法簡稱ISM[9，10]。ISM（interpretative structural modeling）由美國J. N.Warfield教授開發(fā)，其特點(diǎn)是把復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)（要素），利用人們的時間經(jīng)驗和知識，以及電子計算機(jī)的幫助，最終將系統(tǒng)構(gòu)造成一個多級遞階的結(jié)構(gòu)模型[11，14]。這種模型法剛好與切削參數(shù)的關(guān)系相符，利用這種方法得出的科學(xué)結(jié)論也正好是生產(chǎn)實際中的需求。ISM的工作程序有：組織實施ISM的小組；設(shè)定問題；選擇構(gòu)成系統(tǒng)的要素；根據(jù)要素明細(xì)表做構(gòu)思模型，并建立鄰接矩陣和可達(dá)矩陣；對可達(dá)矩陣進(jìn)行分析后建立結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)結(jié)構(gòu)模型建立解析結(jié)構(gòu)模型。

3.2 ISM模型應(yīng)用

工作程序的前三個過程通過專家討論及工廠企業(yè)調(diào)查，最后得出構(gòu)成要素為刀具轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削用量、加工材料、刀具材料、機(jī)床性能、加工質(zhì)量和刀具直徑并明了相互關(guān)系。設(shè)S為各個節(jié)點(diǎn)的集合，S={Si|i=1，2，3，4，5，6，7，8}。刀具轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削用量、加工材料、刀具材料、機(jī)床性能、加工質(zhì)量、刀具直徑分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，S8。

根據(jù)已知的關(guān)聯(lián)關(guān)系建立矩陣A如公式（1），并計算出可達(dá)矩陣如公式（2）。

根據(jù)式（2）對模型進(jìn)行劃分得到劃分結(jié)果表1

根據(jù)T=T={nj∈N|R（nj）∩A（nj）=A（nj）}，可求出T={4，6，7，8}。因為R（4）∩R（6）∩R（7）≠？覫，所以所有要素為一個連通域。當(dāng)滿足R（）R（）∩A（）時該值為優(yōu)先級要素。由表1可知第一級要素為L1=L1={2，3}。去除兩個已知優(yōu)先級參數(shù)得表2

根據(jù)表2得到二級要素，L2={1，7，8}再去除1，7，8三個二級要素得表3。

根據(jù)表3得到三級要素，L3={5，6}。最后剩下4為底層要素即L4={4}。利用以上信息，可以得出系統(tǒng)的分級遞階結(jié)構(gòu)模型如圖1。

4 結(jié)論與展望

通過系統(tǒng)工程方法對企業(yè)工程管理的過程做了具體的優(yōu)化。得到了合理的層次關(guān)系。即圖1自下而上的設(shè)置層次關(guān)系。建立的這個模型可以供工程管理的決策使用。所以系統(tǒng)工程理論在管理學(xué)上，尤其是技術(shù)管理上的應(yīng)用非常行之有效。

關(guān)于本次研究結(jié)果，只是從宏觀上進(jìn)行了分析，沒有具體的進(jìn)行展開研究。后續(xù)可以用大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計的方法，將具體設(shè)備上的參數(shù)進(jìn)行量化處理。

參考文獻(xiàn)

[1]郭漢丁，鄭丕諤.系統(tǒng)分析方法在建設(shè)工程管理決策中的應(yīng)用[J].土木建筑與環(huán)境工程，2002，24（6）：72-76.

[2]劉忠.六西格瑪管理、ISO9000和TQM的整合及其在供電企業(yè)的應(yīng)用[D].南京理工大學(xué)，2005.

[3]黃金舟.FSK公司卓越績效準(zhǔn)則管理研究[D].大連理工大學(xué)，2009.

[4]陳志同，張保國.面向單元切削過程的切削參數(shù)優(yōu)化模型[J].機(jī)械工程學(xué)報，2009，45（5）：230-236.

[5]張昆，韓至駿.用基因算法實現(xiàn)切削參數(shù)的現(xiàn)場實時優(yōu)化[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1999（2）：27-29.

[6]劉海江，黃煒.基于粒子群算法的數(shù)控加工切削參數(shù)優(yōu)化[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，36（6）：803-806.

[7]蔣亞軍，婁臻亮，李明輝.基于模糊粗糙集理論的模具數(shù)控切削參數(shù)優(yōu)化[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2005，39（7）：1115-1118.

[8]石曉波，許娟，常江.新農(nóng)村住宅建設(shè)質(zhì)量影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（26）：12853-12854.

[9]張賓，龔俊華，賀昌政.基于客觀系統(tǒng)分析的解釋結(jié)構(gòu)模型[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2005，27（3）：453-455.

[10]羅丞.基于ISM模型的企業(yè)財務(wù)管理目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)分析[J].山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報，2005，13（2）：39-41.

[11]趙奎.基于INTRANET的群體AHP的信用評級系統(tǒng)及其實現(xiàn)[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2004.

[12]羅丞.基于ISM模型的企業(yè)財務(wù)管理目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)分析[J].山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報，2005，13（2）：39-41.

[13]石曉波，許娟，常江.新農(nóng)村住宅建設(shè)質(zhì)量影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（26）：12853-12854.

[14]張賓，龔俊華，賀昌政.基于客觀系統(tǒng)分析的解釋結(jié)構(gòu)模型[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2005，27（3）：453-455.

作者簡介：王東（1983-），男，漢族，天津人，博士研究生，主要研究方向為計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)、系統(tǒng)建模等。