基于模糊評價法的企業(yè)CIMS化決策參照研究

鄭 煜 王 凱

（1.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 機械工程學院，咸陽 712000；2.西安理工大學 機械與精密儀器工程學院，西安 710048）

當今市場環(huán)境，制造企業(yè)競爭日益激烈，計算機集成制造系統(tǒng)CIMS成為部分企業(yè)提高生產(chǎn)率的重要手段，但CIMS往往具備較高的成本。如何在企業(yè)CIMS化引進或改造前，對所涉方案開展科學、定量的評估，對于規(guī)避投資風險具有重要意義。

在CIMS的決策評估上，Bozdag等提出了一種基于四個不同模糊屬性的群策方法[1]；熊剛等則利用層次分析法AHP為其提供決策參照[2]；何有世提出了將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊數(shù)學相結(jié)合的評價算法[3]；Chi-Sheng Tsai利用“田口實驗”計算機模擬CIMS的改進和優(yōu)化決策問題[4]。

由于傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計方法適合于研究大量隨機性現(xiàn)象,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳等智能算法需要大量訓練樣本，不僅增加決策評價準備難度，而且容易造成局部收斂。

本文以模糊評價法為技術(shù)手段，該方法是模糊數(shù)學在評價決策中的應(yīng)用，通過層次分析，建立評價集和引入權(quán)重的綜合計算，最終能夠得到系統(tǒng)的綜合評定，具備簡單易行、成本低廉、適應(yīng)性強等優(yōu)點。

1 CIMS通用模型

CIMS是一個較為復雜的系統(tǒng)，要正確評價CIMS決策，首先要建立CIMS的通用模型。為適應(yīng)研究方法，本文在CIMS通用基本結(jié)構(gòu)圖基礎(chǔ)上做一定改善：將系統(tǒng)劃分為5個模塊，即市場營銷、設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)管理、制造生產(chǎn)和財務(wù)管理，各部門圍繞市場并存在信息與物料的交流，如圖1所示。

圖1 CIMS結(jié)構(gòu)圖

2 評價方法

2.1 劃分因素集

對CIMS五部分分別建立因素集U，考慮到單獨建立集合，注重對系統(tǒng)組成的分析，忽略了整合效應(yīng)，因此本文添加“綜合管理水平”因素集：

本文將因素集化為二級，即：

企業(yè)可針對Ui的不同對各因素uik賦值。例如，設(shè)計研發(fā)因素集為U2，企業(yè)設(shè)定的6種評價因素如表1所示，即k=6，必要時，工作人員再可將因素集深入劃分為多級。

表1 因素集U2因素取值

2.2 建立評價集

設(shè)立評價集：

企業(yè)根據(jù)百分制賦值評價集元素，即v1=100，優(yōu)異；v2=85，優(yōu)良；v3=70，一般；v4=55，較差。

2.3 設(shè)定權(quán)重

為了避免造成難以分辨的綜合評判結(jié)果，此處采用加權(quán)平均模型。專家組建立各因素集元素的評價權(quán)重向量及U因素集的權(quán)重向量分別如式（4）、式（5）所示。

2.4 因素評判與綜合得分

邀請專家組對Ui中各因素uik在評價集V上投票，建立Ui集隸屬度函數(shù)：

式中，X為總票數(shù)；xikn為uik因素第n（n=1，2，…，4）評價vn上所得票數(shù)；rikn為vn隸屬度。

建立Ui因素第n評價上的隸屬度向量：

可以求得Ui因素第n評價的隸屬度值為：

Ui隸屬度向量為：

根據(jù)最大隸屬度原則，max（rin）所在vn即為Ui評價結(jié)果。為直觀定量反映Ui評價，設(shè)立綜合得分如下：

類比上述過程，依次求得U在評價vn隸屬度向量為：

U在評價vn上的隸屬度為：

U隸屬度向量為：

根據(jù)最大隸屬度原則，max（rn）所在評價vn即為評價結(jié)果，同時可求得綜合得分如下：

3 結(jié)語

對CIMS系統(tǒng)的全面深入剖析，本身是一件非常困難的事情。企業(yè)在CIMS化引進或改造前，如不對所涉決策進行科學評估，很有可能承受較大投資風險。應(yīng)用模糊數(shù)學評價方法，在一定程度上對CIMS進行相對科學、系統(tǒng)的分析，雖不可能面面俱到，但概括性的方法在一定程度上反映了企業(yè)投資時的心理，能為企業(yè)和投資者在決策中降低風險，提升收益提供一定參照。

[1]Cafer Erhan Bozda?，Cengiz Kahraman， Da Ruan.Fuzzy Group Decision Making for Selection among Computer Integrated Manufacturing Systems[J].Computers in Industry，2003，51（1）：13-29.

[2]熊剛，許曉鳴，孫優(yōu)賢.CIMS項目的分級多目標綜合評估法[J].計算機集成制造系統(tǒng)，1998，（2）：32-35.

[3]何有世.CIMS項目風險評估的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[J].數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究，2002，19（5）：53-56.

[4]Chi-Sheng Tsai.Evaluation and Optimisation of Integrated Manufacturing System Operations Using Taguch’s Experiment Design in Computer Simulation[J].Computers &Industrial Engineering 2002，43（3）：591-604.