基于層次分析法的服裝流水線影響因素等級評價

宋 瑩

(遼東學院 服裝與紡織學院，遼寧 丹東 118003)

一條高效率的服裝流水線可以節(jié)省作業(yè)時間、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高作業(yè)產(chǎn)量、保證產(chǎn)品質(zhì)量，并使人員與設(shè)備得到充分利用。因此，流水線的運行效率成為決定整個服裝企業(yè)生產(chǎn)效率的核心環(huán)節(jié)[1]。國內(nèi)外關(guān)于服裝流水線運行效率方面的研究主要集中在流水線的平衡效率和仿真優(yōu)化方面[2]，如通過工序重組[3]、IE量化類方法[4]、軟件模擬仿真[5-6]以及流水線優(yōu)化[7]等方法，對流水線的工位設(shè)置、設(shè)備布局、節(jié)拍設(shè)定以及流水線瓶頸等進行優(yōu)化、預(yù)判評估，為實現(xiàn)提高流水線運行效率提供有針對性的解決方案。但是以上研究主要側(cè)重于提高流水線運行效率的方法，對影響流水線運行效率因素的影響程度和影響等級缺少深入細致的研究與量化評價。本文從影響服裝流水線運行效率的人員因素、工序因素、設(shè)備因素3個主要因素入手,建立評價指標體系，利用層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)，構(gòu)建各因素對流水線運行效率影響等級的綜合評判數(shù)學模型，通過對主客觀數(shù)據(jù)進行綜合分析，將影響流水線運行效率的主要因素分層量化，確定影響等級。并將評價結(jié)果通過正交試驗結(jié)果應(yīng)用到服裝企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，從而進一步驗證各因素及評價指標對服裝流水線運行效率的影響程度。有助于服裝企業(yè)準確掌握影響流水線運行效率各主要因素所占權(quán)重，以制定最佳的流水線優(yōu)化方案、提高生產(chǎn)效率。

1 建立評價指標體系

1.1 服裝流水線影響因素

服裝企業(yè)在實際加工生產(chǎn)過程中，其流水線運行效率會受到諸多因素的影響，如員工技能水平、員工操作熟練程度、作業(yè)人數(shù)、設(shè)備運行狀況、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備擺放布局、工序難易程度以及工序編排復(fù)雜程度等都會在不同方面對服裝流水線的實際運行效率產(chǎn)生不同程度的影響。

1.2 評價指標體系

本文根據(jù)影響服裝流水線實際運行效率各因素的實際特點與具體內(nèi)容，通過訪談的形式，對10名從事服裝工程專業(yè)教學的高校教師、20名多年從事服裝企業(yè)生產(chǎn)管理與技術(shù)人員進行調(diào)查，根據(jù)訪談結(jié)果將人員、工序及設(shè)備因素確定為一級指標，在此基礎(chǔ)上將影響一級指標的各因素進行細化，確立具有代表性和可行性的二級評價指標，并建立評價指標體系，見表1。

表1 評價指標體系

2 AHP綜合分析過程

2.1 層次模型建立

AHP是對非定量事物進行量化分析的一種定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛[8]。根據(jù)AHP的分析原理，本文構(gòu)建的服裝流水線影響因素模型主要分為3個層次：目標層A、準則層C(一級評價指標)和方案層P(二級評價指標)。層次分析模型見圖1。

圖1 層次分析模型

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

利用AHP中每一指標與對應(yīng)的上一層次指標的重要性程度構(gòu)建兩兩比較判斷矩陣，從而確定各級指標的權(quán)重系數(shù)，矩陣中2個指標之間的相對權(quán)重通常采用1～9及其倒數(shù)來進行標度[9]，如在目標矩陣A中，元素ai、aj的重要性比為aij，當aij=1時，表示ai與aj相比重要性相同；當aij=3時，表示ai與aj相比ai重要性略微高于aj；當aij=2時，表示ai與aj相比ai重要性位于1和3之間，以此類推[10]，等級標度含義見表2。

表2 等級標度含義

根據(jù)圖1服裝流水線影響因素的層次結(jié)構(gòu)，利用每個指標與上一層次對應(yīng)指標重要性程度構(gòu)建兩兩判斷矩陣。為保證矩陣的科學性，本文對前期參與調(diào)研的30位專家再次進行實證調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，利用AHP的特征根法得到兩兩判斷矩陣，計算得出矩陣中各評價指標的相對權(quán)重Wi以及最大特征根λmax。

式中：AW為矩陣A與W相乘;N為矩陣階數(shù);Wi為第i個評價指標的相對權(quán)重。

準則層C—A判斷矩陣見表3，P1—P3對C1的判斷矩陣見表4，P4—P6對C2的判斷矩陣見表5，P7—P9對C3的判斷矩陣見表6。

表3 準則層C—A判斷矩陣

注：隨機一致性比例CR為0.031；對總目標權(quán)重為1.000

表4 P1—P3對C1的判斷矩陣

表5 P4—P6對C2的判斷矩陣

表6 P7—P9對C3的判斷矩陣

2.3 矩陣一致性檢驗

利用式(1)對矩陣進行一致性檢驗，將式(1)結(jié)果代入式(2)判斷矩陣是否滿足一致性要求。

(1)

(2)

式中：λmax為矩陣最大特征根；N為矩陣階數(shù)；CI為矩陣的一致性指標；CR為檢驗指標；RI為矩陣隨機一致性指標。

本文判斷矩陣均為3階矩陣，隨機一致性指標均為0.58，當CR<0.1時認為該判斷矩陣通過一致性檢驗且具有滿意一致性，即本文兩兩判斷矩陣中各指標的權(quán)重分配合理，符合AHP法一致性要求。

2.4 層次綜合排序

確定各項指標的矩陣權(quán)重并通過一致性檢驗后，進行P層評價指標的權(quán)重進行總排序權(quán)重，可以由表4、5、6得到P層總排序權(quán)重矩陣。P層總排序權(quán)重矩陣見表7。

表7 P層總排序權(quán)重矩陣

由表7將P層所有評價指標的重要性與最高層A層的重要性進行比較，并排序得到層次排序后的權(quán)重見表8。

表8 層次排序后的權(quán)重

3 評價模型確立

3.1 建立評價模型

根據(jù)權(quán)重分析結(jié)果，確立服裝流水線影響因素等級評價模型見表9。

表9 服裝流水線影響因素等級評價模型

從表4～7可以看出，各評價因素對目標層A的權(quán)重，在一級指標中人員因素的權(quán)重最大為0.634；工序因素的權(quán)重緊隨其后為0.260；設(shè)備因素權(quán)重最小僅占0.106。說明流水線的實際運行中受人員因素影響最為顯著，在一級指標中人員因素對流水線運行效率影響等級最高。

從表8、9可以看出，在P層的評價指標中，人員技術(shù)水平、工序編排情況和人員工位分配分別以與總目標的相對權(quán)重0.424、0.165和0.154領(lǐng)先于其他評價指標，說明在影響流水線運行效率的評價指標中，企業(yè)員工的操作技能水平等級最高，影響相對顯著；此外，對服裝流水線的運行效率工序的編排效率以及工人工位的合理布局同樣也對流水線的運行效率產(chǎn)生較大影響，具有較高影響等級。

3.2 模型實際應(yīng)用驗證

本文與丹東市某服裝公司合作，運用上述因素與模型，對該公司即將投入生產(chǎn)的一款女式半身裙，以目標層人員因素、工序因素和設(shè)備因素作為驗證因子，將與之對應(yīng)的方案層評價指標作為因子水平，采用3因素3水平設(shè)計正交驗證方案[11]，見表10。并按照試驗方案對流水線不同的因素組合進行優(yōu)化改進，進行產(chǎn)前模擬得出驗證方案3#的流水線實際運行效率為97.8%，為所有方案中最高，說明對人員技術(shù)水平、工序編排狀況和設(shè)備運行狀況進行優(yōu)化組合，可以更大限度的提升流水線實際運行效率；驗證方案中整體流水線實際運行效率由高到低的依次為3#、2#、1#、9#、5#、6#、7#、8#、4#；說明在所有的評價指標中，人員技術(shù)水平對流水線運行效率的影響最為明顯，等級最高。從而得出本文前述評價標準與等級判定合理有效。

表10 正交試驗方案

4 結(jié) 論

①在影響服裝流水線運行效率的3個主要因素中，權(quán)重比例由高到低分別為：人員因素、工序因素、設(shè)備因素；在二級評價指標中，人員技術(shù)水平相對權(quán)重最高，其次為人員工位分配。說明人員因素對服裝流水線實際運行效率的影響等級最高，其次為工序因素，設(shè)備因素影響最弱；在人員因素中，員工技能水平對流水線運行效率的影響明顯高于其他二級評價指標。

②通過AHP綜合分析，將主觀經(jīng)驗判斷所得出的結(jié)論，通過定量、定性的形式進行表達分析；并對分析結(jié)果通過正交試驗進行實際應(yīng)用驗證，從而減少主觀判斷因素所造成的誤差，確保評價結(jié)果的科學性和可信度。

③將正交試驗所得結(jié)論進行實際應(yīng)用后，結(jié)果表明，準確量化并掌握各因素對服裝流水線運行效率的影響等級，有助于服裝企業(yè)有針對性的優(yōu)化流水線、減少作業(yè)時間、降低生產(chǎn)成本、保證生產(chǎn)質(zhì)量并最終提高企業(yè)生產(chǎn)效率。