基于FAHP-Entropy法的線邊倉運作水平綜合評價體系研究

摘 要：為了提升制造企業生產車間線邊倉管理成效，建立線邊倉運作水平綜合評價體系。首先，從補料、取料、庫存和管理4個方面建立評價指標。其次，基于模糊層次分析法（FAHP）和熵權法（Entropy）確定指標的綜合權重，并采用模糊綜合評價法計算最終評價結果。最后，以D公司發動機總裝車間為例，得出該車間線邊倉運作水平得分。結果表明，該線邊倉評價結果處于一般水平。對線邊倉進行綜合指標評價，結合評價結果有利于制造企業識別線邊倉管理中的關鍵因素與主要不足之處，從而提高線邊倉管理水平。

關鍵詞：線邊倉；模糊層次分析法；熵權法；模糊綜合評價法

中圖分類號：F 253 文獻標志碼：A

線邊倉是制造企業生產車間生產線所用物料的暫存區域，線邊倉運作水平關乎生產線效率以及車間生產物流的順暢程度[1]。對線邊倉進行綜合評價有利于企業找到線邊倉優化方向，從而提高線邊倉管理成效。

學者EKREN "Y B、ORNEK A M[2]認為，基于有限的工廠空間，線邊倉的庫存水平和配送頻率對生產質量至關重要；EMDE S、BOYSEN N[3]提出車間的空間利用率和生產效率受線邊倉的位置、數量的影響。明菲菲[4]建立基于層次分析法的生產物流評價模型，為層次分析法在后續的庫存管理中的運用奠定基礎；李永斌[1]通過庫存時間、庫存金額等評價指標對線邊倉的庫存水平進行評估。上述文獻在線邊倉的評價方面大都以單一角度切入，缺乏系統性、全面性，而指標權重的確立多基于主觀賦權，客觀性不足。本文從整體角度出發，建立能夠全面評價線邊倉的綜合評價體系，以D公司發動機總裝車間為例，驗證該評價方案的有效性和合理性。

1 線邊倉運作水平綜合評價指標設計

本文采用文獻研究法和專家咨詢法選取指標。首先，對涉及線邊倉評價的文獻進行全面檢索，從而形成評價指標的大集合。其次，在咨詢專家意見的基礎上，結合線邊倉基本功能與管理需要，對集合中的指標進行歸類、合并、刪減或者增加。最后，形成基于補料、取料、庫存以及管理4個層面的指標體系。具體評價指標見表1。

2 基于FAHP-Entropy法的指標權重確定

采用主觀權重計算法——模糊層次分析法（FAHP）和客觀權重計算法——熵權法（Entropy）分別計算2種不同方式下的權重結果，再根據距離函數將二者結合，得到最終的權重計算結果。權重確定流程如圖1所示。

2.1 主觀權重的確定——模糊層次分析法

模糊層次分析法（FAHP）是一種多準則決策方法，用模糊數來表示人對事物的認知強弱程度。采用模糊層次分析法計算權重的步驟如下。

2.1.1 建立模糊互補判斷矩陣

采用0.1～0.9標度法對指標的重要性進行數值劃分，見表2。

根據表2數值得出n個指標兩兩間重要程度相對模糊判斷矩陣A，即A=（aij）n*n（i，j=1，2，...，n），aij為同層第i個元素與第j個元素的相對重要程度。

2.1.2 計算權重

令W=（W1，W2，...，Wi，...，Wn）為矩陣A的權重向量，基于文獻[5]中提出的通用公式確定模糊互補判斷矩陣指標ai權重，如公式（1）所示。

（1）

2.1.3 一致性檢驗

為了驗證步驟二中求得的權重是否合理，需要對判斷過程進行一致性檢驗。

首先，求出模糊互補判斷矩陣A的特征矩陣W*，如公式（2）所示。

（2）

其次，求出2個矩陣間的相容性指標I（A，W*）（如公式（3）所示），并與特定閾值相容性指標α（α一般取0.1）進行對比，當相容性指標小于α時，那么判定權重合理有效。

（3）

2.2 客觀權重的確定——熵權法

熵權法根據各指標包含信息量的多少來確定指標權重的大小，權重的計算過程如下所示。1）收集處理原始數據。構建由n個評價指標和m個評價對象組成的原始數據矩陣（R=（rij）m*n，rij為第j個評價對象的第i個評價指標的評價數值（i=1，…，n；j=1，…，m））。2）指標標準化。通過指標的標準化處理后，得到新的矩陣P（P=（pij）m*n，pij（0≤pij≤1）為第j個評價對象在第i個指標上的標準值（i=1，…，n；j=1，…，m））。根據指標的含義可以將指標分為越大越優的效益性指標和越小越優的成本型指標，標準化公式如公式（4）所示。3）計算權重。首先，按照公式（5）計算熵值ej。其次，計算信息效用值dj=1-ej。最后，按照公式（6）計算第j個指標權重WjEntropy。

（4）

式中：rmin、rmax為原始數據矩陣R中效益型、成本型指標的最小值和最大值。

（5）

（6）

2.3 確定綜合權重

為了綜合主觀、客觀權重計算結果，引入距離函數距離函h（WiFAHP，WjEntropy）對FAHP法和Entropy法得到的2份權重進行組合賦權，如公式（7）和公式（8）所示[6]，得到最終權重Wi°。

（7）

h2（WiFAHP，WjEntropy）=（α-β）2 （8）

式中：α、β為權重分配系數，且α+β=1。

根據實際主、客觀權重計算結果得到具體分配系數，最終得到綜合權重Wi°，如公式（9）所示。

Wi°=α·WiFAHP+β·WjEntropy （9）

3 基于模糊綜合評價法的得分計算

模糊綜合評價法的基本思想是將各種評價因素轉化為模糊數，利用模糊數的運算和歸一化處理建立模糊評價模型，從而得出模糊評價結果。模糊綜合評價法計算過程如下。

3.1 確定評語集

設置五級評語等級V（V={V1，V2，V3，V4，V5}），分別代表優秀、良好、一般、較差以及極差，對應的評價值分別為100、75、50、25以及0。

3.2 建立綜合評價矩陣

對指標層各因素進行問卷調查，邀請相關人員和專家填寫問卷。對問卷結果進行數據統計，計算n個指標下v個等級所占百分比（隸屬度）[7]。以各因素的隸屬度構建模糊關系矩陣L（L=（lij）n·v，lij為第j項指標下第i個樣本值占總樣本的比重）。

3.3 計算最終結果

根據綜合權重值和模糊關系矩陣L得出最終評價結果G，如公式（10）所示。

G=Wi°·L=（G1，G2，G3，G4，G5） " （10）

3.4 計算綜合得分。

根據公式PUT得到最終得分X，如公式（11）所示。

X=G·[100 75 50 25 0]T " " " " " " " " "（11）

4 D公司發動機總裝車間線邊倉運作水平綜合評價

黑龍江省D公司發動機總裝車間一共包括變速器線、m系列發動機裝配線、試車線以及包裝環線等4條生產線，現以該總裝車間為例進行實例分析。

4.1 發動機總裝車間線邊倉綜合評價指標權重計算

4.1.1 主觀權重計算結果

由10名專家對D公司汽車發動機總裝車間線邊倉運作水平進行打分判斷，對打分結果取眾數，得到最終的模糊互補判斷矩陣A，如公式（12）所示。

（12）

根據公式（1）可以得到各權重，如公式（13）所示。

WiFAHP=（0.134，0.139，0.123，0.114，0.143，0.145，0.104，0.104） （13）

根據公式（2）、公式（3）計算得出相容性指標為0.08＜0.1。因此，可以認為得到的基于模糊層次分析法的權重是有效的。

4.1.2 客觀權重

通過實地調研，收集發動機總裝車間變速器線、m系列發動機裝配線以及包裝環線3條生產線周邊線邊倉的實際生產數據，構成8個評價指標下4個評價對象的原始矩陣R，如公式（14）所示。

（14）

根據公式（4）可以得到標準化處理后的矩陣P，如公式（15）所示。

（15）

根據公式（6）可以得到權重，如公式（16）所示。

WiEntropy=（0.133，0.126，0.165，0.117，0.160，0.140，0.077，0.081） " " " " " " " （16）

4.1.3 綜合權重

根據公式（7）、公式（8）得出距離函數的最終分配系數為0.45和0.55，再根據公式（9）得出各指標的綜合權重，具體數值見表3。

4.2 發動機總裝車間線邊倉運作水平綜合得分

根據10名專家的問卷調查得出的隸屬度構建模糊關系矩陣L，如公式（17）所示。

（17）

根據公式（10）得出G=（0.187，0.453，0.263，0.097，0）。

通過公式（11）求得D公司發動機總裝車間線邊倉運作水平得分X為64.6，處于一般水平。 同理，可以得出D公司發動機總裝車間線邊倉補料、取料、庫存以及管理4個準則層指標分別63分、75分、61分以及78分。如圖2所示。

4.3 評價結果分析

從D公司發動機總裝車間線邊倉運作水平綜合評價指標體系的實例驗證中可以看出，管理方面的得分最高，為良好水平。D公司目前采用現場5S管理標準對整個發動機總裝車間進行管理，且根據產線情況將整個車間分為A～E共5個小區域，每個區域分別由1位負責人進行管理。D公司也比較關注線邊倉取料環節，根據不同生產線所需的物料特點，采用線邊貨架、可移動轉工車以及線棒貨架等多種貨架組合使用的模式，線邊倉容利用率較高。然而，補料和庫存指標得分較低，存在的主要問題包括補貨流程大都依賴倉庫工作人員根據歷史缺貨情況進行主觀判斷，難以應對突發情況，也導致庫存周轉率較低，造成線邊庫存積壓，D公司應針對不同零件制定更精細的補貨策略，從而提高線邊倉的庫存水平。

5 結語

為了綜合、全方位對線邊倉運作水平進行評價，從補料、取料、庫存以及管理4個方面建立線邊倉運作水平綜合評價體系。基于FAHP-Entropy法、距離函數確定指標權重，較科學、合理地確定了線邊倉綜合運作水平評價指標的權重，解決了單一使用主觀賦權法或者客觀賦權法帶來的局限性問題。本文還對D公司汽車發動機總裝車間進行實例分析，為該企業線邊倉優化提升提供了一定理論指導和優化方向。

參考文獻

[1]李永斌. 拉動式生產模式下線邊庫存優化研究[D].蘇州：蘇州大學，2018.

[2]EKREN Y B，ORNEK A M.Determining optimum （ s ， S ） levels

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[3]EMDE S， BOYSEN N. Optimally locating in-house logistics areas to

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[4]明菲菲.基于精益生產理論的汽車總裝車間生產物流系統優化研究[D].西安：長安大學，2020.

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[6]劉光前，辜曉波.基于改進FAHP-Entropy法的危險品倉儲安全評價[J].中國安全科學學報，2023，33（3）：147-152.

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