基于TOPSIS法的企业生产系统柔性综合评价研究

基于TOPSIS法的企业生产系统柔性综合评价研究

宗丽莎朱红杰龚明（河海大学商学院，常州213022）

Abstract:Flexibilityisoneofimportantmeansforenterpriseproductionsystemtodealwiththechangefuldemandofmarket.Itiscrucialforenterpriseproductionsystemtoenhanceitsadaptabilityandstability.Thepaperanalysesthefactorsoftheflexibilityofenterpriseproductionsystem，thenestablishesthecomprehensiveevaluationmodel.Inthecourseofsolvent，itusesentropytoobtaintheimportanceofeveryindexanddeterminesamathematicalmodelofcomprehensiveevaluationbythetechniqueoforderpreferencebysimilaritytoidealsolution（TOPSISmethod）.Sotheevaluationcanbemorescientificandobjective.

关键词：生产系统；柔性；TOPSIS；指标体系；熵

Abstract:productionsystem；flexibility；TOPSIS；theindexsystem；entropy

中图分类号：F406·2;TH165文献标识码：A文章编号：1006-4311（200９）11-0103-03

0引言

随着科技的进步和人们生活水平的提高，人们对企业生产系统的要求也发生变化，即市场需求的日趋多样化，并且市场趋于饱和，市场竞争也日趋加剧，这样使得企业生产系统面对的生产更加多变，如果生产系统没有应变能力就很难生存和发展。另外企业在进行生产系统投资时必须考虑未来变化的环境对生产系统提出的柔性需求，以确保企业在进行产品调整时，现有的生产系统不至于由于刚性太强，调整费用过高和调整时间过长而面临淘汰。因此企业在进行生产系统投资决策时，必须考虑生产系统的柔性问题，生产系统的柔性是企业获得竞争优势的重要资源[1-2]。

柔性对企业生产系统的意义在于：①有利于不同品种、批量产品的生产；②系统可以经济快速地转换生产对象；③减少了产品生产前的等待时间；④减少库存，加速资金周转；⑤提高设备利用率[3]。

企业生产系统柔性的评价属于多目标多方案的评价决策过程。本文针对企业生产系统柔性的特点，建立了评价指标体系，根据信息论中的熵技术来确定各评价指标的权重，利用TOPSIS方法对企业生产系统柔性进行了评价研究，并用相应案例来说明模型的应用。

1企业生产系统柔性评价指标体系的建立

在建立生产系统柔性评价指标时一般应遵循以下的原则：①简洁、完备性原则，生产系统柔性指标体系应能全面反映生产系统运作效率的情况，但指标数目尽可能的少，各指标之间不应有强相关性。②客观、可考核原则，指标设定过程尽量不受主观因素的影响，数据来源要真实可靠以确保结果的真实性和可考核性。③可扩充原则，柔性指标应根据企业不同阶段的要求对指标体系进行修改、增加和删除，并可根据具体情况将效率指标进一步具体化。

在上述的原则指导下，我们建立起如表1的指标体系[1，4-8]。即生产系统柔性具有反应柔性、应变柔性、缓冲柔性等方面含义。所谓反应柔性主要指生产系统对外界环境变化的感受速度，如果外界环境变化已经影响到生产系统，而生产系统迟钝，则其反应柔性差。应变柔性主要指生产系统中的生产要素和生产组织管理应当具备随市场需求的变化而迅速更新或重新组合的能力。缓冲柔性主要指生产系统中生产要素和生产组织管理应当具备吸收或减弱市场需求变化对生产系统正常运行影响的能力。

2TOPSIS方法原理

TOPSIS方法（TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoIdealSolution）是一种多目标决策方法，被称为在决策分析中一种逼近于理想解的排序方法，该方法的关键是要寻找决策方案的“理想解”和“负理想解”，所谓理想解是指一设想的最好的解，它的各指标值均达到各候选方案中最好的值，而负理想解是另一设想的最坏的解，它的指标值是各方案中最坏的值。有了理想解和负理想解，就可以考察各方案，看哪个方案距离理想解最近，同时距离负理想解最远，那么这个方案即为所有方案中最好的。该方法选优的过程也是一个排序的过程，本文尝试用TOPSIS方法对不同的企业生产系统柔性进行排序评价。

2.1构建初始数据矩阵

设有m个企业，n个评价指标，用xij表示第i个企业生产系统的第j个指标的评价值，则企业生产系统的指标评价值的初始数据矩阵为：

为消除指标量纲影响，对初始数据标准化处理：

y=xx

2.2确定指标的权重集合W

W=（w，w，…，w），且w=1；其中w表示第j项指标的权重。在这里，以信息论中的熵技术来确定各个指标的权重，下面为具体计算步骤：

假设对m个企业的n个指标因素行评价，得到表2。表中各行是某被调查者赋予各因素的权。

2.2.1计算第j项指标下，第i个企业指标数值的比重

p=λλ1?燮i?燮m；1?燮j?燮n

2.2.2计算第j项指标的熵值e：

e=-plnplnmj=1，2，…，n

2.2.3计算第j项指标的偏差g

对于给定的j，e越大，指标的偏差度越小，则指标在综合评价中所起的作用越小。定义偏差度g=1-e；1?燮j?燮n，则当g越大时，指标越重要。

2.2.4确定权数w

j=1，2，…，n，则w就是利用熵测度来表示的第j个指标的权重。

2.3计算企业生产系统的指标加权评价值矩阵

2.4确定参考样本

2.5计算距离

计算每一个企业生产系统与最优企业生产系统与最劣企业生产系统的距离。与最优企业生产系统的距离为：

i=1，2，…，m

与最劣企业生产系统的距离为：

i=1，2，…，m

2.6计算相对接近度

第企业生产系统与最优企业生产系统与最劣企业生产系统之间的相对接近度为：

i=1，2，…，m

2.7排序

对计算出的每个C从大到小进行排序，此即为各企业生产系统的相对名次。

3算例

为方便计算，我们利用企业的缓冲柔性做为算例。假设有如下的企业生产系统的缓冲柔性评价值表（每项指标的满分为10分），见表3。

利用熵，得到各指标权重为：

W={0.359，0.283，0.063，0.295}；

故：V=0.07850.06470.01130.04100.10100.04040.01450.06560.08980.05660.01290.04920.08980.04850.01290.07380.07850.07280.01130.0656

所以，最优理想方案值为：

V+={0.1010，0.0728，0.0145，0.0738}

最劣方案值为：

V={0.0785，0.0404，0.0113，0.0410}

利用上述公式，即可计算出C={0.626，0.499，0.596，0.429，0.372}；从C即可看出，企业A相对最优，然后依次为企业C、企业B、企业D、企业E。

4结束语

本文采用TOPSIS方法对企业生产系统柔性进行了分析评价，方法简便易行，与其它方法相比具有自己鲜明的特性。需要注意的是，什么样的评价体系能够成为企业生产系统柔性较为可行的和全面的检验标准，还存在着争议。本文采用的评价指标体系仅供参考，是否合理、切合实际、具有可操作性等尚待进一步的研究和讨论。

————————————

参考文献：

[1]张仁华、黎志成、张金隆：《不确定环境与生产系统柔性》[J]；《华中理工大学学报（社会科学版）》1995（3）：51-55。

[2]张青山、乔芳丽、徐剑：《生产系统柔性水平的最佳选择》[J]；《管理工程学报》2002（1）：12-14。

[3]王晶、齐京华、刘晓宇：《生产系统柔性的度量方法研究》[J]；《管理工程学报》2003（3）：63-66。

[4]刘丽文、李家庆：《论生产系统的柔性》[J]；《管理工程学报》1999（1）：19-22。

[5]庞庆华、杜栋：《现代生产系统中的柔性决策研究》[J]；《科技管理研究》2004（4）：98-99。

[6]庞庆华：《多品种小批量生产环境下的企业柔性管理》[J]；《科技管理研究》2003（6）：39-41。

[7]庞庆华、潘郁：《多品种小批量生产环境下的柔性调度研究》[J]；《南京工业大学学报（自然科学版）》2003（2）：65-70。

[8]庞庆华、杜栋：《基于AHP方法的企业生产系统柔性评价》[J]；《科技管理研究》2005（9）：191-192。