生产系统的多目标分析与优化学士学位论文

沈阳理工大学学士学位论文I摘摘 要要随着产业结构的调整,我国成为全球制造中心的趋势将越来越明显，但作为一个“劳动密集型”为主的国家，我国人均劳动生产率和产品合格率与国外相比存在着较大的差距。本文正是在这种背景下，结合系统工程、基础工业工程、人因工程、运筹学等学科的理论和方法展开研究的。本文以天津耀华机械厂生产系统为研究对象，首先，利用系统工程的的方法对生产系统中生产效率、作业环境、成本、产品质量、安全多个目标进行分析，根据分析结果建立影响生产系统效率因素的结构模型图。其次，对影响生产系统因素运用层次分析法，对各因素进行排序，找出主要问题因素。最后，运用工业工程和人因工程学中的方法（如方法研究）对生产系统进行改善，得出改善结果，并进行改善后的评价，得到一个最优、满意、高效的生产系统。关键词：生产系统；多目标；系统工程；层次分析法；方法研究沈阳理工大学学士学位论文IIAbstractWith the adjustment of industrial structure, China has become the worlds manufacturing center of the trend will become increasingly evident, but as a labor-intensive based country, Chinas per capita labor productivity and product qualification rate compared with other countries there are large gap. This article is in this context that combines systems engineering, basic industrial engineering, human factors engineering, operations research and other disciplines, theories and methods for Research.In this paper, Tianjin Yaohua machinery factory production system as the research object, first of all, the use of systems engineering approach to production efficiency production system, operating environment, cost, product quality, safety analysis of multiple targets, according to the results of the analysis to establish affecting production systems efficiency factor structural model diagram. Secondly, the factors affecting the production system using AHP to sort the various factors to identify key issues factor. Finally, the use of industrial engineering and human factors engineering methods in (such as a method of) the improvement of the production system, to improve the results obtained, and make improvements after evaluation, to get an optimal and satisfactory and efficient production systems.Keywords: production systems; multi-objective; systems engineering; AHP; Methods沈阳理工大学学士学位论文III目录目录摘 要 .IABSTRACT.II目录 .III1 绪论 .11.1 选题背景和意义 .11.2 国内外现状研究 .21.3 文章结构简介 .22 生产系统分析与优化的相关概念与理论 .32.1 多目标规划的基本概念 .32.1.1 多目标规划的定义 .32.1.2 多目标规划的产生与发展 .32.2 生产系统的基本概念 .52.2.1 生产系统的定义及主要要素 .52.2.2 系统改进的原因 .62.2.3 系统分析定义及主要内容 .72.3 层次分析相关理论 .82.3.1 层次分析法的基本原理与步骤.82.3.2 递阶层次结构的建立与特点.82.4 方法研究 .92.4.1 方法研究的定义与内容.92.4.2 方法研究的层次.102.4.3 程序分析.103 生产系统多目标分析与结构模型 .123.1 企业概况 .123.1.1 公司基本情况.123.1.2 公司组织结构图.133.2 多目标分析 .143.3 生产系统结构模型 .173.2.2 生产系统各要素可达矩阵的建立.173.2.3 可达矩阵 R 的区域与级别划分.183.2.4 生产系统分析解析结构模型的建立.194 层次分析法对生产系统的分析 .21沈阳理工大学学士学位论文IV4.1 建立层次结构模型 .214.2 建立判断矩阵并计算 .224.2.专家打分 .224.2.2 构造判断矩阵及一致性检验.244.2.3 层次总排序及一致性检验.284.2.4 运用排列图找出关键因素.305 生产系统的多目标优化 .315.1 方法研究对生产系统的优化 .315.1.1 轴承套圈磨加工工艺程序的分析与优化.325.1.2 轴承套圈车加工流程程序的分析与优化.355.1.3 热处理车间布置和路径的分析与优化.395.1.4 外购件接收管理事务的分析与优化.415.2 设备性能优化 .435.2.1 设备的故障规律.445.2.2 设备更新.455.2.3 制定耀华机械厂设备维修保养制度.475.3 工作环境改善 .495.3.1 噪声环境改善.495.3.2 微气候环境改善.525.4 其他方案优化 .53结论 .54致谢 .56参考文献 .57附录 A.59THE ABCS OF SUPPLY CHAIN MANAGEMENT.59附录 B .67供应链管理 ABC.67沈阳理工大学学士学位论文11 绪论绪论1.1 选题背景和意义选题背景和意义 对于许多规划问题,常常需要考虑多个问题,即多个目标的优化,如企业经济效益、生态效益、社会效益以求出对企业最有利的实施方案。这就需要用到多目标规划方法来解决问题。多目标分析作为系统分析的一种，是为了发挥系统的功能及达到系统的目标，利用科学的方法和工具，对系统的目的、功能、结构、环境、费用与效益等问题进行周详的分析、比较、改进和实验。采用系统工程思想对事物进行探讨时，决策者可以获得对问题的综合的和整体的认识，既不忽略内部各因素的相互关系，又能顾全外部环境变化所可能带来的影响，特别是通过信息，及时反映系统的作用状态，随时都能了解和掌握新形势的发展。在已知的情况下，以最有效的策略解决复杂的问题，一期顺利地达到系统的各项目标。本论文研究的对象是一个制造企业，制造业直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素，制造业在世界发达国家（developed countries）的国民经济中占有重要份额。同时，制造业是我国的核心力量和支撑行业，我国的制造业发展迅速，但是大而不强，存在生产率低，浪费严重等不足，作为经济社会发展的重要依托，制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。2012 年下半年由于日货在国内被第二次抵制，加上国内爆发的大规模抵制日货行为。因此，中国制造业感受到了来自外界和内界的巨大生存压力，包括员工的分配压力，员工数量上的缺失双重压力，因此，中国开始注重培养制造业的员工，并大力扶植中国的制造产业。本文在参阅有关多目标规划学研究和应用文献的基础上,阐述和归纳了多目标规划的基本概念、基本研究方法和研究内容。从系统工程的角度出发运用了目标规划理论和方法完成了企业生产系统改善方案的整体设计,确定了生产系统改善方案的设计目标和设计原则,在降低生产成本和提高经济效益等方面提出了具体的方案设计,并提出了相应的整改措施,对改善后的预期效果进行了分析。从车间现场现状入手,对企业生产系统中的各种因素,作了详细调查和分析,总结并归纳了目前存在的问题，在实践中探索如何利用工业工程的方法减少制造过程中的浪费，提高生产率，提高产品质量，提沈阳理工大学学士学位论文2升企业整体效益。1.2 国内外现状研究国内外现状研究本学科起源于欧洲，形成于美国，是数学规划的一个分支。研究多于一个的目标函数在给定区域上的最优化,又称多目标最优化。通常记为 MOP（multi-objective programming） 。 在很多实际问题中，例如经济、管理、军事、科学和工程设计等领域，衡量一个方案的好坏往往难以用一个指标来判断，而需要用多个目标来比较，而这些目标有时不甚协调，甚至是矛盾的。因此有许多学者致力于这方面的研究。1947 年，J.冯诺伊曼和 O.莫根施特恩从对策论的角度提出了有多个决策者在彼此有矛盾的情况下的多目标问题。1951 年，T.C.库普曼斯从生产和分配的活动中提出多目标最优化问题，引入有效解的概念，并得到一些基本结果。同年，H.W.库恩 A.W.塔克尔从研究数学规划的角度提出向量极值问题，引入库恩-塔克尔有效解概念，并研究了它的必要和充分条件。1963 年，L.A.扎德从控制论方面提出多指标最优化问题，也给出了一些基本结果。1968 年，A.M.日夫里翁为了排除变态的有效解，引进了真有效解概念，并得到了有关的结果。虽然前辈们为之付出了巨大的努力，但是至今关于多目标最优解尚无一种完全令人满意的定义，所以在理论上多目标规划仍处于发展阶段。1.3 文章结构简介文章结构简介绪论生产系统的相关理论建立生产系统结构模型生产系统层次分析生产系统的优化第一章第二章第三章第四章第五章本文大纲理论研究找出问题问题分析解决问题沈阳理工大学学士学位论文3图1.1 结构框架2 生产系统分析与优化的相关概念与理论生产系统分析与优化的相关概念与理论2.1 多目标规划的基本概念多目标规划的基本概念2.1.1 多目标规划的定义多目标规划的定义多目标是数学规划的一个分支。研究多于一个目标函数在给定区域上的最优化。又称多目标最优化。通常记为 VMP。在很多实际问题中，例如经济、管理、军事、科学和工程设计等领域，衡量一个方案的好坏往往难以用一个指标来判断，而需要用多个目标来比较，而这些目标有时不甚协调，甚至是矛盾的。因此有许多学者致力于这方面的研究。 1896 年法国经济学家 V.帕雷托最早研究不可比较目标的优化问题，之后， J.冯诺伊曼、H.W.库恩、A.W.塔克尔、A.M.日夫里翁等数学家做了深入的探讨，但是尚未有一个完全令人满意的定义。求解多目标规划的方法大体上有以下几种：一种是化多为少的方法，即把多目标化为比较容易求解的单目标或双目标，如主要目标法、线性加权法、理想点法等；另一种叫分层序列法，即把目标按其重要性给出一个序列，每次都在前一目标最优 解集内求下一个目标最优解，直到求出共同的最优解。对多目标的线性规划除以上方法外还可以适当修正单纯形法来求解；还有一种称为层次分析法，是由美国运筹 学家沙旦于 70 年代提出的，这是一种定性与定量相结合的多目标决策与分析方法，对于目标结构复杂且缺乏必要的数据的情况更为实用。2.1.2 多目标规划的产生与发展多目标规划的产生与发展多目标最优化思想，最早是在 1896 年由法国经济学家 V.帕雷托提出来的。他从政治、经济学的角度考虑把本质上是不可比较的许多目标化成单个目标的最优化问题，从而涉及了多目标规划问题和多目标的概念。1947 年，J.冯诺伊曼和 O.莫根施特恩从对策论的角度提出了有多个决策者在彼此有矛盾的情况下的多目标问题。1951 年，沈阳理工大学学士学位论文4T.C.库普曼斯从生产和分配的活动中提出多目标最优化问题，引入有效解的概念，并得到一些基本结果。同年，H.W.库恩和 A.W.塔克尔从研究数学规划的角度提出向量极值问题，引入库恩-塔克尔有效解概念，并研究了它的必要和充分条件。1963 年，L.A.扎德从控制论方面 提出多指标最优化问题，也给出了一些基本结果。1968 年，A.M.日夫里翁为了排除变态的有效解，引进了真有效解概念，并得到了有关的结果。自 70 年代以来，多目标规划的研究越来越受到人们的重视。至今关于多目标最优解尚无一种完全令人满意的定义，所以在理论上多目标规划仍处于发展阶段。1、劣解和非劣解（1）劣解：如某方案的各目标均劣于其他目标，则该方案可以直接舍去。这种通过比较可直接舍弃的方案称为劣解。（2）非劣解：既不能立即舍去，又不能立即确定为最优的方案称为非劣解。 非劣解在多目标决策中起非常重要的作用。单目标决策问题中的任意两个方案都可比较优劣，但在多目标时任何两个解不 一定都可以比较出其优劣。如图 1.2，希望 f1和 f2两个目标越大越好，则方案 A 和 B、方案 D 和 E 相比就无法简单定出其优劣。但是方案E 和方案I 比较，显然 E 比 I 劣。而对方案 I 和 H 来说，没有其它方案比它们更好。而其它的解，有的两对之间无法比较，但总能找到令一个解比它们优。I、H 这一类解就叫非劣解，而 A、B、C、D、E、F、G 叫作劣解。如果能够判别某一解是劣解，则可淘汰之。如果是非劣解，因为没有别的解比它优，就无法简单淘汰。倘若非劣解只有一个，当然就选它。问题是在一般情况下非劣解远不止一个，这就有待于决策者选择，选出来的解叫选好解。对于 m 个目标，一般用 m 个目标函数 f1(x),f2(x),fm(x)刻划，其中 x 表示方案，而 x 的约束就是备选方案范围。最优解：设最优解为 x*，它满足 )()(*xfxfiini, 2 , 1（3）选好解：在处理多目标决策时，先找最优解，若无最优解，就尽力在各待选方案中找出非劣解，然后权衡非劣解，从中找出一个比较满意的方案。这个比较f2目标值f1目标值BDFHEGACI图1.2 劣解与非劣解沈阳理工大学学士学位论文5满意的方案就称为选好解。单目标决策主要是通过对各方案两两比较，即通过辨优的方法求得最优方案。而多目标决策除了需要辩优以确定哪些方案是劣解或非劣解外，还需要通过权衡的方法来求得决策者认为比较满意的解。权衡的过程实际上就反映了决策者的主观价值和意图1。2.2 生产系统的基本概念生产系统的基本概念2.2.1 生产系统的定义及主要要素生产系统的定义及主要要素生产系统是将输入资源转换为期望输出的过程，转换的过程可分为下列几种类型：实体的：如制造业位置的：如运输业交换的：如零售业储存的：如仓储业生理的：如医疗照护资讯的：如通讯业研究企业生产系统应从六大主要要素着手：人、机、料、法、环、检。人：指在现场的所有人员，包括主管、司机、生产员工、搬运工等一切存在的人，人是生产系统管理与开发中的难点，如何提高生产效率，就首先从现有的人员中去发掘，尽可能的发挥他们的特点，激发员工的工作热情，提高工作的积极性。机：就是指生产中所使用的设备、工具等辅助生产用具。生产中，设备的是否正常运作，工具的好坏都是影响生产进度，产品质量的又一要素。一个企业在发展，除了人的素质有所提高，企业外部形象在提升，公司内部的设备也在更新。料：物料，半成品、配件、原料等产品用料。现在的工业产品的生产，分工细化，一般都有几种几十种配件或部件是几个部门同时运作。当某一部件未完成时，整个产品都不能组装，造成装配工序停工待料。法：指生产过程中所需遵循的规章制度。它包括：工艺指导书，标准工序指引，生产图纸，生产计划表，产品作业标准，检验标准，各种操作规程等。他们在这里的作用是能及时准确的反映产品的生产和产品质量的要求。严格按照规程作业，是保证沈阳理工大学学士学位论文6产品质量和生产进度的一个条件。环：指环境。对于某些产品（电脑、高科技产品）对环境的要求很高。环境也会影响产品的质量。比如：音响的调试时，周围环境要求应当很静。食品行业对环境也有专门的规定，否则，产品的卫生不能达到国家规定的标准。检：指质量检测和考核测评。产品质量的好坏与生产任务的完成能否必须要有检做保证2。2.2.2 系统改进的原因系统改进的原因1、企业生产系统改进的内部原因：生产系统在经过了一段时间的运转后，一方面系统本身的缺陷会暴露出来需要改进完善；另一方面，系统本身的设计功能会因系统某些要素的老化使系统指标变劣，竞争能力减弱，这时必须采取改革的手段。具体表现在以下方面：产品老化、设备老化、质量指标下降、成本上高；系统内部工作效率低下、员工士气不高。在这里，企业重要的是如何发现种种不良倾向，及时采取改进措施。以上列出的几条，有些是可以很容易定量计算的，如废品率，单位产品成本，员工的缺勤率，辞职率等。对可以计算的指标，要确定企业标准，以规定的形式定期记录下来，经常与标准作比较分析，以便发现问题。但是，有些因素却难以计算，如服务质量、员工的不满情绪等。在这种情况下，那些潜在的问题发展到能够被发现以前，是不可能采取改进措施的。而当发现了问题再采取措施，则代价又是比较大的，这全靠各级管理人员对生产现场的熟悉程度。所以，生产经理要做的工作比检查考核指标，批阅工作汇报要多得多，他们必须深入到生产第一线，和基层员工交换情况和意见，了解并理解员工的心情，从中去发现隐藏在表面现象背后的不良因素，及早采取改进措施。2、企生产系统改进的外部原因:企业是一个复杂的系统，有自身的特定功能。它又是个开放系统，是外部更大的系统社会系统的一个子系统，与外部大系统有着大量的信息、能量和物质的交换。企业之所以能存在下去，完全取决于它能否与外部环境成功地进行信息、能量和物质的交换。企业的功能就是从外部获取所需要的资源，按市场需求将资源转换成产品或劳务，返回市场进行交换。交换成功，则进行下一轮循环过程，如交换不成功，则意味着企业无法继续从外部获取维持再生产所必需的资源，生产不能继续，经营就会陷入困境。企业必须要生产适销对路的产品。除此以外，企业的外部系统是社会系统，沈阳理工大学学士学位论文7还有一些更复杂因素要适应。这样就对生产系统提出了改进的要求。 （1）顾客需求爱好变化 在竞争日益加剧的销售市场上，顾客的偏好变得很快，企业能否敏锐地觉察顾客的需求变化，并采取措施满足这种变化，取得经营的主动权，显得十分重要。这就涉及到生产系统的改进，使它具有提供新产品的能力。 （2）技术原因 技术的发展呈现出加速度规律，每当新技术的产生，都会对企业产生较大的推动力。一项新的技术问世可能会使企业的现有产品变得落后过时，也可能使现有的加工手段变得很不经济，这时生产系统的改进迫在眉睫。 （3）竞争对手原因 在市场经济中，竞争对手之间始终存在着一股无形的压力，在无情的竞争中，不进则退，对手的任何一项改进都会提高它的竞争优势，而给对方以新的压力，这样就迫使企业不敢有丝毫的怠慢，不断地改进完善自己的生产系统，保持自己的竞争实力。 （4）政治和法律的原因 社会的价值观念方面的变化，会反映在新制订的法律和政府的某些规定之中。如关于环境保护方面的政策与法规，对大多数企业的生产系统都会提出改进的要求3。2.2.3 系统分析定义及主要内容系统分析定义及主要内容系统分析最早是由美国兰德公司在二战结束前后提出并加以使用的。1945 年，美国的道格拉斯飞机公司，组织了各个学科领域的科技专家为美国空军研究“洲际战争”问题，目的是为空军提供关于技术和设备方面的建议，当时称为“研究与开发”（Research and Development，缩写为 R & D）计划。1948 年 5 月，执行该计划的部门从 道格拉斯公司 独立出来，成立了兰德公司， “兰德”（RAND）是“研究与开发”英文的缩写。长期以来，兰德公司发展并总结了一套解决浮渣问题的方法和步骤，他们称之为 “系统分析”。系统分析的定义有广义狭义之分。广义的解释是把系统分析作为系统工程的同义语，认为系统分析就是系统工程。狭义的解释是把系统分析作为系统工程的一个逻辑步骤，系统工程在处理大型浮渣系统的规划、研制和运用问题时，必须经过的这个逻辑步骤。沈阳理工大学学士学位论文8所谓系统分析，就是为了发挥系统的功能及达到系统的目标，利用科学的分析方法和工具，对系统的目的、功能、结构、 环境、费用、效益与效益等问题进行周详的分析、比较、考察和实验，制定一套经 济有效的处理步骤或程序，为决策提供所需的科学依据和信息。 具体的讲系统要明确主要问题，确定系统目标，开发可行方案，建立系统模型，进行定性与定量结合的分析，全面评价和优化方案，从而为领导者选择最优方案或满意方案提供可靠的依据。系统分析的主要内容有收集与整理资料，开展环境分析；进行目的分析，明确系统的目的、要求、功能，判断其合理性、可行性与经济性；剖析系统的组成要素，了解他们间的相互关系，及其与实现目标间的关系（结构分析） ，提供合适的解决方案集；塑造模型、仿真分析和模拟实验；经济分析、计算个方案的费用与效益；评价、比较和系统优化；提出结论和建议等等。2.3 层次分析相关理论层次分析相关理论2.3.1 层次分析法的基本原理与步骤层次分析法的基本原理与步骤人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中，面临的常常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统。层次分析法为这类问题的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。运用层次分析法建模，大体上可按下面四个步骤进行：1、建立递阶层次结构模型；2、构造出各层次中的所有判断矩阵；3、层次单排序及一致性检验；4、层次总排序及一致性检验。2.3.2 递阶层次结构的建立与特点递阶层次结构的建立与特点应用 AHP 分析决策问题时，首先要把问题条理化、层次化，构造出一个有层次的结构模型。在这个模型下，复杂问题被分解为元素的组成部分。这些元素又按其属性及关系形成若干层次。上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。沈阳理工大学学士学位论文91、最高层：这一层次中只有一个元素，一般它是分析问题的预定目标或理想结果，因此也称为目标层。2、中间层：这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干个层次组成，包括所需考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。3、最底层：这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等，因此也称为措施层或方案层。递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关，一般地层次数不受限制。每一层次中各元素所支配的元素一般不要超过 9 个。这是因为支配的元素过多会给两两比较判断带来困难。2.4 方法研究方法研究2.4.1 方法研究的定义方法研究的定义与内容与内容1、方法研究1就是运用各种分析技术对现有工作（加工、制造、装配、操作、管理、服务等）方法进行详细的记录、严格的考察、系统的分析和改进，设计出最经济、最合理、最有效的工作方法，从而减少人员、机器的无效动作和资源的消耗，并使方法标准化的一系列活动2、方法研究以生产过程中的瓶颈环节和工作作为重点对象，着眼于全局，是从宏观到微观，从整体到局部，从粗到细的研究过程2。其具体研究内容如图 2.1 所示。方法研究程序分析作业分析动作分析自然过程劳动过程生产准备过程基本生产过程辅助生产过程工艺过程检验过程运输过程由工艺工序构成由检验工序构成由运输工序构成成产过程生产服务过程由操作构成由动作构成由动素构成 图 2.1 方法研究的内容2.4.2 方法研究的层次方法研究的层次 方法研究的分析过程具有一定的层次性。一般首先进行程序分析，使工作流程化优化标准化，然后，作业分析，最后再进行工作分析。程序分析是对整个过程的分析，研究的最小单位是工序；作业分析是对某项具体的工序进行的分析，研究的最小单位是操作；动作分析是对作业者操作过程中动作的进一步分析，研究的最小单位是动素。方法研究的分析过程是从粗到细，从宏观到微观，从整体到局部的过程。沈阳理工大学学士学位论文102.4.3 程序分析程序分析1、程序分析的概念 程序分析是依照工作流程，全程全面地分析有无多余、重复、不合理的作业，程序是否合理，搬运是否过多，延迟等待是否太长等问题，通过对整个工作过程的逐步分析，改进现行的作业方法及空间布置，提高生产效率。也可以说，程序分析是通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济、不均衡、不合理的现象，提高工作效率的一种研究方法。2、程序分析的特点（1）它是对生产全过程的宏观分析，不是针对某个生产岗位、生产环节，而是以整个生产系统为分析对象。（2）它是对生产过程全面、系统而概略的分析。3、程序分析的目的（1）改善生产过程中不经济、不合理、不科学的作业方法、内容以及现场布置，以达到提高生产效率的目的（2）程序分析是是工序管理、搬运管理、布局管理、作业编制等获取基础资料的必要手段沈阳理工大学学士学位论文113 生产系统多目标分析生产系统多目标分析与结构模型与结构模型3.1 企业概况企业概况 3.1.1 公司基本情况公司基本情况天津耀华机械厂是著名民营企业，市级高新技术企业，公司位于天津市北辰区京津公路汉沟桥南。公司占地面积 54000 平方米，总建筑面积 10545 平方米，加工车间占地面积 18000 平方米，建筑面积 9000 平方米，年销售额达 5000-6000 万元/年。公司初步实现工业化、工艺化、专业化、规模化生产的企业。公司的主营业务是：轴承套圈、联轴器、机床配件（齿条、丝杠、丝母、轴、方刀台）等产品；耀华以为客户提供“精致产品和优质服务”的核心价值观为导向，以“创新、信任、执行、学习、负责”的企业精神为指导，遵循“积极主动、快速反应、严谨认真、精益求精”的工作作风，不断创新，不断进步。 3.1.2 公司组织结构图公司组织结构图总经理董事会生产中心锻造车间热处理车间战略委员会副总经理机加车间装配车间行政办公室人力资源中心财务中心质量中心采购中心研发中心计划中心客户中心董事会办公室董事会秘书审计办公室审计委员会总工会图3.1 组织结构图3.2 多目标分析多目标分析1、成本成本费用管理是保证企业完成既定成本目标的重要手段。通过成本费用管理可以有效地降 低产品成本，对提高企业经济效益起到一定的作用。加强成本费用管理有助于企业经营管理水平 进一步提升。沈阳理工大学学士学位论文12大成本观是企业集团根据成本管理的需要确立的成本管理观念。它并非在理论上有新的重大发现，自诩精深博大。 “大”与“观”是指视野广阔，不局限于就成本论成本，而是把成本当成经济范畴来研究。利用管理经济学对成本的全面分析，就是要跳出对企业成本的狭义理解，上下形成与“大经营”相配比的“大成本”概念。做好成本的控制，需要全面预算管理制度全面、彻底地贯彻，需要本着对企业负责的态度做好投资审批控制，需要集中管理和运作资金、加快资金周转。当然，实现以上目标又需要有效激励机制、公平与效率平衡等机制跟进，以消除管理信息不对称带来的不利影响，促使多方重复博弈后选择合作模式，最终取得企业整体利益的最大化。企业的整体成本与生产成本是相互作用的，有可能相互加强或相互对抗。如规模经济或学习效应可以强化企业在时机选择中的优势，纵向整合的成本优势也可能被生产能力利用不足所抵销。因此，企业还应重视分析两者之间的相互作用，以避免他们相互抵触，并充分利用两者相互加强的效果来获得持久竞争优势。2、安全安全生产是安全与生产的统一，其宗旨是安全促进生产，生产必须安全。搞好安全工作，改善劳动条件，可以调动职工的生产积极性；减少职工伤亡，可以减少劳动力的损失；减少财产损失，可以增加企业效益，无疑会促进生产的发展；而生产必须安全，则是因为安全是生产的前提条件，没有安全就无法生产。安全：简而言之可以理解为“无危而安，无损为全” 。它不仅要求职工身体和企业财产不受威胁，而且要求企业控制事故不造成损失，从而使员工身体健康和企业财产得到保障。“安全生产”这个概念，一般意义上讲，是指在社会生产活动中，通过人、机、物料、环境、方法的和谐运作，使生产过程中潜在的各种事故风险和伤害因素始终处于有效控制状态，切实保护劳动者的生命安全和身体健康。也就是说，为了使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行的，防止人身伤亡财产损失等生产事故，消除或控制危险有害因素，保障劳动者的安全健康和设备设施免受损坏、环境的免受破坏的一切行为。3、效率提高生产线效率的生产方式是一种双赢的推广和应用高效率生产方式的作用和意义推广和应用高效率生产方式的作用和意义 高效率生产方式之所以受到人们的普遍欢迎，就是因为它具有一些无可比拟的特点，这主要表现为以下几点： 1、高效率生产方式是简单化的 IE 技术 无论哪个企业，要扩大生产、发展生产，沈阳理工大学学士学位论文13一般来说有两条途径。一是靠资金投入，进行基本建设，这就是人们常说的外延式 扩大再生产；二是靠改进管理，走挖掘潜力、革新、改善的路，即内涵式扩大生产。从我国国情出发，大多数企业还是主要 靠后一种办法来发展生产。IE 正是符合这个要求的一门提高生产效率的技术。它通过重新组织工作系统的方法，达到提高生 产效率的目的，是一种不需要投资或只需有限投资就能提高生产效率、产生可观效益的方法。但是我国生产管理人员的水平 参差不齐，整体文化素质相对较低，系统地学习 IE、应用 IE 有一定困难，高效率生产方式将 IE 技术的原理在实践中提炼并 简单化，使复杂的 IE 变得易懂、实用、效果显著。 2、高效率生产方式是制定工作标准的科学方法 应用高效率生产方式原理制定的作业标准，不仅先进、科学、合理，而且整个制定过程就是该项工作的改进过程。它不是描 述现状，而是从改进现状入手，通过一系列改进之后，用标准的形式把改进的成果固定下来，加以坚持和推广。 3、高效率生产方式是企业管理的基本技术 企业实行计划管理（确定生产能力） 、劳动管理（制定劳动定额标准） 、设备管理（挖掘设备潜力） 、生产组织（平衡生产 线能力）以及改进车间布局、克服薄弱环节、开展技术革新和生产合理化等工作，都可以以高效率生产方式和其相关资料为 基础进行。 4、高效率生产方式是企业管理的基本技术 高效率生产方式有一套思考问题的规则和工具，使人们毫无遗漏地迅速找到原因，得出有效对策。这种方法不仅适用于加工 业的生产现场、办公室、仓库、实验室，而且运用于商业、服务业，甚至政府机关。 5、高效率生产方式是一种双赢的工作方法 高效率生产方式并不是资本家残酷剥削员工的手段，其目的是寻求一种高效、舒适、省力的工作方法，既增加企业效益，又 减轻员工的劳动强度，因此深受广大管理者和作业者的欢迎。 工作方法。高效率生产并不是资本家残酷剥削员工的手段，其目的是寻求一种高效、舒适、省力的工作方法，既增加企业效益，又减轻员工的劳动强度，因此深受广大管理者和作业者的欢迎。提高生产线效率的生产方式是一种双赢的工作方法。高效率生产并不是资本家残酷剥削员工的手段，其目的是寻求一种高效、舒适、省力的工作方法，既增加企业效益，又减轻员工的劳动强度，因此深受广大管理者和作业者的欢迎。4、质量质量是企业的生命，是一个企业整体素质的展示，也是一个企业综合实力的体现。沈阳理工大学学士学位论文14伴随人类社会的进步和人们生活水平的提高，顾客对产品质量要求越来越高。因此，企业要想长期稳定发展，必须围绕质量这个核心开展生产，加强产品质量管理，借以生产出高品质的产品，让企业领导放心，让我们的客户称心！质量不仅从某些技术指标来考虑，还从制造成本、价格、使用价值和消耗等几方面来综合评价。在确定质量水平或目标时，不能脱离社会的条件和需要,不能单纯追求技术上的先进性，还应考虑使用上的经济合理性，使质量和价格达到合理的平衡。质量管理发展到全面质量管理，是质量管理工作的又一个大的进步，统计质量管理着重于应用统计方法控制生产过程质量，发挥预防性管理作用，从而保证产品质量。然而，产品质量的形成过程不仅与生产过程有关，还与其他许多过程、许多环节和因素相关联，这不是单纯依靠统计质量管理所能解决的。全面质量管理相对更加适应现代化大生产对质量管理整体性、综合性的客观要求，从过去限于局部性的管理进一步走向全面性、系统性的管理。质量管理点（控制点）的含义是生产制造现场在一定时期、一定的条件下对需要重点控制的质量特性、关键部位、薄弱环节以及主要因素等采取的特殊管理措施和办法，实行强化管理，使工厂处于很好的控制状态，保证规定的质量要求。加强这方面的管理，需要专业管理人员对企业整体作出系统分析，找出重点部位和薄弱环节并加以控制。5、工作环境工厂车间是工人劳动生产的场地.简单而重复的劳动很容易使人产生疲劳,嘈杂的机器马达声容易使人产生烦躁情绪,高度自动化的流水线容易使人神经长期处于紧张状态,以上种种因素不仅大大地降低了劳动生产效率,甚至还会产生生产安全事故,影响职工的身心健康.为了改善劳动生产强度,减轻工作疲劳,避免发生事故,提高生产效率,科学的运用自然通风功能去调节生产环境是最廉价的又是很有效的措施之一.人在舒适、愉快的工作环境中更高效是众所周知的，这种环境中，人员的工作积极性更高，所以工作环境对于生产系统的高效运行也至关重要。生产系统的环境主要包括两个方面，一个是具体的实际的环境，比如微气候、照明等，另外一个方面，环境指虚拟的环境，比如企业文化。沈阳理工大学学士学位论文153.3 生产系统结构模型生产系统结构模型3.2.2 生产系统各要素可达矩阵的建立生产系统各要素可达矩阵的建立企业生产系统分析要素很多，通过讨论和分析认为主要有：（1）成本（2）工作环境（3）管理事务（4）设备性能（5）质量（6）原料采购（7）员工工资（8）员工素质（9）安全（10）工艺流程（11）布置和路径（12）消防设施（13）效率（14）生产系统1、通过生产系统分析专家的分析与讨论，得出车间生产系统分析因素的相互关系 VAAAAAAP1VP2VVP3VVVP4VAAP5VP6VP7VVVP8VAAP9VVP10VVP11VP12VP13P14图 3.2 影响生产系统效率各因素关系在图中，1 表示成本，成本的高低影响到生产系统的优劣。故在图中对应成本这一行与生产系统这列的交叉空格上，记上符号“V” （表示成本和生产系统的前因关系） 。3 是管理事务，管理事务的效率与成本有关，于是在成本这一行与管理事务这列的交叉空格上，记上符号“A” （因为空格位于因素 3 的上部，故用 A 表示成本是管理事务的后果关系） 。以此类推可得关系图。2、根据图示关系建立可达矩阵。沈阳理工大学学士学位论文16M=10000000000000110000000000001010010000000011010100000001110010000000011000010000000011000110010000100000010000011000000011000110000000010000110000000110011100000000010110000000000010100000000000013.2.3 可达矩阵可达矩阵 R 的区域与级别划分的区域与级别划分1、分解可达矩阵。各单元的可达集 R（）和先行集 A（）如表 3.1ieie表 3.1 区域划分表i可达集 R（）行ie先行集 A（）列ieR（）A ie（）ie11,141,3,4,6,7,10,11122,142231,3,13,143341,4,5,13,144455，144,5,6,8561，5,6,146671，7,147785,8,9,13,148899，144,8,9,11,129101,10,13,141010111,9,11,13,141111129,12,141212沈阳理工大学学士学位论文171313,143,4,8,10,11,1313141411414区域划分：可达集与先行集的交集：可达集 R（）先行集 A（）=A（）的ieieie元素集 T=2,3,4,6,7,8,10,11,12，因为Q2Q3Q4Q6Q7Q8Q10Q11Q12=14，所以为同一区域。 级别划分：按照前面的方法反复进行可以得到=14 = 1,5，9,13 = 2,3,4,6,7,8,10,11,121L2L3L2、系统级递阶结构图：1415913106347811122图 3.3 系统级递阶结构图3.2.4 生产系统分析解析结构模型的建立生产系统分析解析结构模型的建立根据区域划分与级别划分推出生产系统分析要素解析结构模型图。生产系统安全效率质量原料采购管理事务工艺流程布置和路径员工素质员工工资设备性能消防设施成本工作环境图3.4 生产系统结构模型生产系统是一个具有 3 级的递阶系统。其中，优化生产系统的直接因素是成本、安全、效率、质量和工作环境，也是系统多目标分析的主要目标。再看第 2 级和第 3级因素的关系，结合企业具体情况提出的可优化的方案：原料采购、管理事务、工艺沈阳理工大学学士学位论文18流程、布置和路径、员工素质、员工工资、设备性能、消防设施、工作环境。可以看出：1、造成成本升高的因素可能有原料采购过程中的选择不当、管理事务混乱繁复、产品工艺流程存在问题、车间布置和路径的不合理、员工工资的设定不当、设备性能在产生的费用；2、影响安全目标的因素包括布置和路径不合理存在的安全隐患、员工素质即员工安全意识不强、消防设施的不符合标准；3、与效率有直接关系的因素有管理事务是否简单高效、工艺流程是否简洁优质、布置和路径是否方便高效、员工素质即员工技术是否熟练、设备性能是否高效； 4、保证质量的因素有原材料的质量、员工素质即员工的技术水平、设备性能的优良；5、工作环境即是 2 级目标也是具体改善方案，工作环境的好坏影响着整个生产系统的优质与否，具体包括照明、噪音、颜色、微气候、空气方面的优化。4 层次分析法对生产系统的分析层次分析法对生产系统的分析4.1 建立层次结构模型建立层次结构模型生产系统分析的方法有很多，主要有（1）目标手段分析法、 （2）因果分析法、（3）KJ 法本文下面将使用目标手段分析法来对生产系统进行分析找出纯在的问题然后进行优化。1、目标手段分析法目标树的建立：对总目标进行分解而形成的一个目标层次结构成为目标树，它可以把系统的各级目标及其之间的相互关系清晰、直观的表示出来，同时便于目标间的价值权衡。我们可以根据目标树了解系统目标的体系结构，掌握系统问题的全貌，便于进一步明确问题和分析问题。目标手段分析：解决问题的过程就是目标与手段的变换、分解与组合，以及从记忆中调用解决问题、实现子目标系统的手段过程。目标手段目标手段目标手段沈阳理工大学学士学位论文19图 4.1 目标-手段系统图一目标都可以视为下一层的目标和实现上一层目标的对目标的逐步落实，就是探索实现上层目标的途径和手段的过程。如上图所示，某手段。下面就利用层次分析法对天津耀华机械厂的生产系统进行分析和改善。一级目标二级目标三级目标图4.2 生产系统结构模型生产系统安全C2效率C3质量C4原料采购P1管理事务P2工艺流程P3布置和路径P4员工素质P5员工工资P6设备性能P7消防设施P8成本C1工作环境P9沈阳理工大学学士学位论文204.2 建立判断矩阵并计算建立判断矩阵并计算4.2.1 专家打分专家打分在确定比值量值时，如果是比较要素 Bj与 Bi的某种物理特性，如质量、长度、温度等，可以用要素的物理测量值进行比较。但是在比较两件衣服哪一件跟好等问题上，则不存在精确的测量尺度，只能用一种模糊的标准，说哪一件更好，哪一件更差，而类似的比较随处可见。AHP 为了将这类比较的结果做定量化的描述，引入了判断标度。通常使用 19 标度法。沈阳理工大学学士学位论文21表 4.1 要素比较标度标度说明1Bi与 Bj相比，两个同等重要3Bi与 Bj相比，稍微重要些5Bi与 Bj相比，明显重要7Bi与 Bj相比，重要的多9Bi与 Bj相比，绝对重要2,4,6,8两相邻标度的中间值对于准则层的相对重要程度主要采用专家咨询法（德尔菲法）和查阅相关文献来共同确定。具体做法是请相关领域的专家根据自己的经验来对准则层的相关要素进行量化打分，将定性问题转化为定量。 （在打分时要充分考虑专家样本选取的客观性与公正性，并通过增加专家数量来减弱打分的主观性） 。表 4.2 员工因素与技术因素相对重要程度专家打分专家打分权数专家 1专家 2专家 3专家 4专家 5专家 619417315213131-151-271-391-4平均权数=（1+2+11+2+1）6=1所以员工因素与技术因素即：C1C2=13通过以上方法同理可以求出各个因素之间的比例，填入下表中成本本安全沈阳理工大学学士学位论文224.2.2 构造判断矩阵及一致性检验构造判断矩阵及一致性检验1.构造判断矩阵层次结构反映了因素之间的关系，但准则层中的各准则在目标衡量中所占的比重并不一定相同，在决策者的心目中，它们各占有一定的比例。在确定影响某因素的诸因子在该因素中所占的比重时，遇到的主要困难是这些比重常常不易定量化。此外，当影响某因素的因子较多时，直接考虑各因子对该因素有多大程度的影响时，常常会因考虑不周全、顾此失彼而使决策者提出与他实际认为的重要性程度不相一致的数据，甚至有可能提出一组隐含矛盾的数据。为看清这一点，可作如下假设：将一块重为 1 千克的石块砸成 n 小块，你可以精确称出它们的重量，设为W1 ,Wn，现在，请人估计这 n 小块的重量占总重量的比例（不能让他知道各小石块的重量） ，此人不仅很难给出精确的比值，而且完全可能因顾此失彼而提供彼此矛盾的数据。设现在要比较 n 个因子 X=X1,Xn对某因素 Z 的影响大小，怎样比较才能提供可信的数据呢 Saaty 等人建议可以采取对因子进行两两比较建立成对比较矩阵的办法。即每次取两个因子Xi和Xj，以 bij表示Xi和Xj对 Z 的影响大小之比，全部比较结果用矩阵 A=（bij）nn表示，称 A 为 AZ 之间的成对比较判断矩阵（简称判断矩阵） 。容易看出，若Xi与Xj对 Z 的影响之比为，则Xj与Xi对的影响之比应为 bji=1bij。Z定义 1 A=（bij）nn若矩阵满足（1）bij0，（2）bji=1bij（i，j=1，2，n）则称之为正互反矩阵（bii=1，易见，i=1，2，n） 。2.层次单排序及一致性检验判断矩阵 A 对应于最大特征值 max的特征向量 W，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。上述构造成对比较判断矩阵的办法虽能减少其它因素的干扰，较客观地反映出一对因子影响力的差别。但综合全部比较结果时，其中难免包含一定程度的非一致性。如果比较结果是前后完全一致的，则矩阵 A 的元素还应当满足：bijbjk=bik， （ i，j，k=1,2，n） 定义 2 满足关系式（1）的正互反矩阵称为一致矩阵。沈阳理工大学学士学位论文23定理 1 n 阶正互反矩阵 A 为一致矩阵当且仅当其最大特征根 max=n，且当正互反矩阵 A 非一致时，必有 maxn。根据定理 1，我们可以由 max是否等于 n 来检验判断矩阵 A 是否为一致矩阵。由于特征根连续地依赖于 bij，故 max比 n 大得越多，A 的非一致性程度也就越严重，max对应的标准化特征向量也就越不能真实地反映出 X=X1,Xn在对因素 A 的影响中所占的比重。因此，对决策者提供的判断矩阵有必要作一次一致性检验，以决定是否能接受它。对判断矩阵的一致性检验的步骤如下：1、计算一致性指标 C.I. （2.1）1.maxnnIC2、查找相应的平均随机一致性指标 R.I.对 n=1，9，Saaty 给出了 R.I.的值，如下表所示：表 4.3 随机一致性指标n12345678910R.I.000.580.901.121.241.321.411.451.49R.I.的值是这样得到的，用随机方法构造样本矩阵：随机地从 19 及其倒数中抽取数字构造正互反矩阵，求得最大特征根的平均值 max，并定义。 （2.2）1.maxnnIR3、计算一致性比例 C.R. （2.3）.IRICRC当 C.R.0.10 时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。表 4.4 判断矩阵 A-CAC1C2C3C4P9wC1133/43/23/20.250C21/311/41/21/20.083C34/341220.333C42/321/2110.167沈阳理工大学学士学位论文24P92/321/2110.167计算权重： （1）计算每行的几何平均值：5511=jjmbm1=1.3832m2=0.4611m3=1.8442m4=0.9221m5=0.9221 得到向量 M= m1 m2 m3 m4 m5 =1.3832 1.8442 0.4611 0.9221 0.9221TT（2）对列向量 M 做归一化处理:得到相对权重向量 W =w1 w2 w3 w4 w5 ，其中T151jjwmmw1=0.25015307.53832.1w2=0.08345307.58442.1w3=0.33345307.54611.0w4=0.16675307.59221.0w5=0.16675307.59221.0 （3）计算判断矩阵 AC 的最大特征值：=5.1618max5151)(iiiwPW（4）计算一致性指标：01C.I.=0.04051maxnn41618. 0查表得：n=5 时随机指标 R.I.=1.12。则计算得随机一致性指标得：C.R.=0.03620.10.IRIC12. 10405. 0 即 AC 判断矩阵符合一致性指标检验要求。沈阳理工大学学士学位论文25表 4.5 判断矩阵 C1- PC1P1P2P3P4P6P7wP111/31/31/31/21/20.072P231113/23/20.214P331113/23/20.214P431113/23/20.214P622/32/32/3110.143P722/32/32/3110.143用上述相同的方法可得到两两因素的比较标度，并计算权重，填入表格。同上述方法，进行一致性检验。=0，C.I. = 0, R.I = 0 C.R.=00.10.max可见判断矩阵具有满意的一致性。表 4.6 判断矩阵 C2-PC2P4P3P8wP4133/70.273P31/311/70.091P87/3710.636用上述相同的方法可得到两两因素的比较标度，并计算权重，填入表格。同上述方法，进行一致性检验。= 4.117，C.I. =0.039, C.R.= 0.430.10；max可见判断矩阵具有满意的一致性。 表 4.7 判断矩阵 C5- PC3P2P3P4P5P7wP215/75/355/20.278P37/517/377/20.389P43/53/7133/20.167P51/51/71/311/20.056P72/52/72/3210.110沈阳理工大学学士学位论文26用上述相同的方法可得到两两因素的比较标度，并计算权重，填入表格。同上述方法，进行一致性检验。max=4，C.I. =0, C.R.= 0 0.10.可见判断矩阵具有满意的一致性。表 4.8 判断矩阵 C4- PC4P1P5P7WP111/21/50.125P5212/50.25P755/210.625用上述相同的方法可得到两两因素的比较标度，并计算权重，填入表格。同上述方法，进行一致性检验。max=3，C.I. =0, C.R.= 0 0.10.可见判断矩阵具有满意的一致性。4.2.3 层次总排序及一致性检验层次总排序及一致性检验上面我们得到的是一组元素对其上一层中某元素的权重