軌道交通裝備制造業精益生產模式評價

程強，高江，韋江

(1.大連交通大學 機械工程學院，遼寧 大連 116028;2.中國北車集團 大連機車車輛有限公司，遼寧大連116021)*

0 引言

根據中長期鐵路網規劃，預計2015年鐵路總營業里程約為12.5萬公里，全國將新建89條城市軌道交通線、總里程為2 300 km，對應的城市軌道車輛需求量將達19870多輛［1］.同時，市場競爭的加劇，鐵路民營企業即將引入，鐵路市場招投標管理等帶來一系列時間、質量、成本和服務(簡稱TQCS)方面的競爭.為適應我國軌道交通快速發展的需要，軌道交通裝備制造型企業必須抓住這次發展機遇，進行全面改革，而軌道交通裝備制造業的特點是典型的多品種、小批量，為了達到TQCS方面的標準，企業正積極推行精益生產模式，從產業結構調整、產品優化升級和自主創新能力等方面，使得軌道交通裝備制造業滿足可持續發展的綜合水平.為了使企業在實施過程中，迅速查找不足，明確改進方向，以軌道交通裝備制造業為背景，借鑒已有的精益生產水平評價研究成果［2］，借鑒不同領域的績效評價［3-4］，建立一套相對完整的精益生產模式評價體系.

1 精益生產模式評價體系

構建評價體系是將相互關聯、相互制約的多層次、多因素的問題條理化、清晰化，反映了評價目標的主要特征和層次結構，區分各個層次目標和單個目標對系統整體評價的影響程度［5］.影響軌道交通裝備制造業的因素很多，通過收集相關資料，廣泛調查和深入了解，并結合軌道交通裝備制造業目前的實際情況，分析和比較各影響因素之間的關系，對指標進行篩選，設置適度的評價指標數量.經過初步擬定、專家咨詢、信息反饋、統計處理和綜合歸納等環節，按照系統性原則、一致性原則、獨立性原則、科學性原則、可行性原則、可比性原則等［6］，最終確定軌道交通裝備制造業精益生產模式評價指標體系如圖1所示.

該精益生產模式評價體系的設計滿足了先進性和實用性的要求，在實施精益生產的過程中，各個指標滿足了精益生產的各個基本要素，并與國際上的先進生產方式以及國際鐵路行業標準(IRIS)［7］相接軌.另外，在制定精益生產評價體系時，主要針對軌道交通裝備制造型企業在生產中確實存在的弊端和缺陷.

2 精益生產模式評價方法

隨著國內外數學理論技術的研究，很多綜合評價方法和思想都將引用到綜合評價實踐中來，并已取得了顯著的效果.其中，數據包絡分析法能夠在大系統中很容易找出其薄弱環節進行改進，但該方法只表明評價單元的相對發展指標，無法表示實際發展水平;灰色理論法一般處理相對高層次的問題，且不受隨機因素的干擾，但將給系統分析帶來不便;神經網絡算法一般用于現場數據比較豐富，并且準確可靠;模糊綜合評價法能夠全面考慮與被評價事物相關的各個因素，經過模糊變換、運算后，其評價效果與傳統評價方法相比，其結果更加準確、更加可靠，但模糊綜合評價時對評價集(因素集)權數的選擇主觀性太強.由于軌道交通裝備制造業實施精益生產尚處于發展期，模糊綜合評價法相對適合該評價體系，為了彌補該方法的不足，首先利用層次分析法對評價系統的權數進行確定，最后運用基于雷達圖的分析法分析企業的現實狀況.

圖1 軌道交通裝備制造業精益生產模式評價指標體系

2.1 利用層次分析法(AHP)進行指標權重設定

(1)構造兩兩比較判斷矩陣

在建立評價系統以后，根據上下層次之間元素的隸屬關系，按照1～9比例標度給出相應的分值，如:對n個元素A1，…，An來說，通過兩兩比較，得到兩兩比較判斷矩陣如式(1):

(2)將判斷矩陣正規化，得到所求權重特征向量w及最大特征值λmax如式(2):

將所得到的w經歸一化后作為元素A1，…，An在準則下的排序權重.

(3)判斷矩陣的一致性檢驗，首先計算一致性指標 C.I.如式(3):

通過查找，計算一致性比例如式(4):

當C.R.＜0.1時，為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應對判斷矩陣作適當的修正.

(4)分別計算第k－1層次的計算結果C.I.k、R.I.k和 C.R.k－1，則第 k 層次的綜合一致性比例指標如式(5):

當C.R.k＜ 0.1時，為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應對判斷矩陣作適當的修正.

采用AHP方法計算圖1的各級指標權重如下:一級指標 6 個權值為［0.2057，0.3422，0.1219，0.0753，0.0492，0.2057］;二級指標 17 個權值 為［0.5396，0.2970，0.1634］，［0.3334，0.6666］，［0.0872，0.1280，0.4585，0.2673，0.0590］，［0.5000，0.5000］，［0.6483，0.2297，0.1220］，［0.7500，0.2500］;三級指標 67 個權值為 ［0.1843，0.1843，0.1843，0.0980，0.3491］，［0.6370，0.2583，0.1047］，［0.3221，0.3221，0.1880，0.1150，0.0528］，［0.3334，0.3333，0.3333］，［0.3054，0.3054，0.1709，0.1035，0.0754，0.0754］，［0.3334，0.6666］，［0.5584，0.3196，0.1220］，［0.3031，0.3031，0.1645，0.1645，0.0648］， ［0.1375，0.3936，0.3936，0.0753］，［0.5000，0.5000］，［0.2064，0.2064，0.2064，0.1086，0.0658，0.2064］， ［0.3793，0.2198，0.2198，0.1268，0.0561］，［0.6370，0.2583，0.1047］，［0.5232，0.2398，0.1518，0.0852］，［0.5584，0.3196，0.1220］，［0.4852，0.2968，0.1090，0.1090］，［0.5595，0.2495，0.0955，0.0955］.

2.2 模糊綜合評價模型

(1)該評價體系劃分為三級，一級為評價模塊 Ui(i=1，…，6)，權重分配為 Wi(i=1，…，6);二級為評價項目Uij(j=1，…，17)，權重分配為Wij(j=1，…，17);三級為評價指標 Uijk(k=1，…，67)，權重分配為 Wijk(k=1，…，67)，其中每個節點有唯一的父節點;

(2)按定性指標模糊評判集為V=(v1，v2，v3，v4)=(優，良，中，差);

(3)對評價集各個單因素進行評判，形成隸屬度矩陣如式(6).

(4)單層次模糊綜合評價模型的建立如式(7).

多層次模糊綜合評價模型的建立如式(8).

(5)最后根據隸屬度最大原則，做出評判結果.

針對某軌道交通裝備制造型企業，請10名專家按評價標準進行現場評價，將得到的結果進行分析運算，得到準時化模塊模糊綜合評價數據如附表.

附表 準時化指標模糊綜合評價數據表

根據隸屬度最大原則，準時化指標綜合評價為中;同理，計算高質量、高柔性、現場改善與持續改善、高素質員工及利潤最大化的綜合評價分別為:中、中、良、良及中.并根據式(8)計算得到該公司實施精益生產的綜合評價為中.

2.3 基于雷達圖的分析法

采用雷達圖分析企業在精益生產方面的整體水平及指標的優劣勢，雷達圖的半軸分別代表各個評價指標序列，各個軸線上0～1比率分別代表相應的評價指標水平.在雷達圖中，指標在軸線上的比率反映該指標的能力.再將軸線上各指標點用線段連接，指標折線所包圍的面積反映該企業在該行業的總體位置.

由附表可知準時化指標的最終分值為0.462 1，同理計算高質量、高柔性、現場改善與持續改善、高素質員工及利潤最大化的分值分別為0.563 6、0.464 5、0.382 4、0.481 5、0.470 2，并用直線連接各指標點，形成該企業精益生產水平一級指標的雷達圖如圖2.可以看出該企業比較重視產品質量，相對在現場改善方面比較薄弱，應該加以重視，而企業在準時化、高柔性、高素質員工與利潤最大化方面比較適中，這與企業實際情況相符合.

圖2 企業精益生產水平一級指標雷達圖

為了明確改進方向，運用雷達圖對該企業的現場改善方面繼續分析，6S管理(0.480 4)、標準作業(0.402 3)，可知，企業應該重視標準作業的改進.

3 結論

本文針對某軌道交通制造型企業實施精益生產的情況，并結合精益生產及相關理論，建立了一套定性與定量相結合的評價體系，有助于企業管理者科學地把握其實際狀況.在此基礎上，通過采用層次分析法對軌道交通裝備制造業精益生產模式評價體系進行權數設定，使得各指標權重集相對穩定，避免了企業專家在模糊綜合評價時，權重集選擇的主觀性.另外，通過雷達圖的分析，驗證了軌道交通裝備制造業精益生產模式評價體系的合理性.

通過對軌道交通裝備制造業精益生產模式評價體系的研究，軌道交通裝備制造業集團可以運用該體系找到其在同行業中的位置，通過繪制雷達圖了解下屬子公司的實際情況，比較其子公司的相對排名;各子公司也可以通過雷達圖的繪制，快速找到企業的弊端，加以改進，有利于企業未來的發展.

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