浅谈关联矩阵法在生产设备更新中的应用

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摘 要：通过运用工业工程系统评价中关联矩阵法，以某企业生产设备为例，就设备如何更新的问题，进行了分析评价，并提出了更新思路。这种方法也适用于其它企业。

关键词：工业工程 关联矩阵法 生产设备更新

中图分类号：F224 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0062-02

随着科学技术日新月异，市场竞争的日益激烈，生产设备如何更新已成为企业面临的新问题。文章针对实际情况提出三种方案，通过使用工业工程中对权重的计算以及关联矩阵法使用，得出了最优的更新方案，进而对方案进行了细化。

1 生产设备更新

该文中所提到的生产设备主要是指直接参加生产的设备，即直接参加生产的各类机床。生产设备的技术性能和技术状态不但直接影响产品质量，还关系工时、材料及能源的有效利用，生产设备是关系到企业生产的重要物质和技术基础，与企业产品的质量、数量和生产成本等都有密切的关系。一个生产设备陈旧的企业必然缺乏竞争力，因此，企业要在竞争中取得优势，展示良好的加工能力，对生产设备的更新就必须重视。

生产设备更新就是采用新的设备替代技术性能落后、经济效益差的原有设备[1]。其更新的意义在于：第一，生产设备更新是企业维持再生产必不可少的条件。我国大多数国企片面强调维修的重要性，设备一修再修，几乎现在车间的生产设备都进行过大修，仍不进行更新。重复修理导致设备技术性能劣化，故障增多，维修费用大大提高，产品的质量降低，现使用设备日趋老化。只有对生产设备进行合理的更新才能保持乃至提高技术水平，保持旺盛的市场竞争力。第二，生产设备更新更有利于提高企业综合经济效益。企业经济效益的提高有赖于产品的技术创新，产品的技术创新建立在生产设备更新的基础之上。第三，生产设备的更新有利于提高操作人员能力的提高。只有根据企业的实际情况进行了及时的设备更新，紧跟时代的脚步，并对设备操作人员进行实时培训，才能真正的实现效益最大化。

2 案例提出

为了能更清楚的将关联矩阵法阐述，下面以某企业为例，运用工业工程的方法计算该企业如何进行设备的更新。

表1为某企业的设备现状。

3 生产设备更新方案评价

3.1 提出方案

生产设备的磨损如果可以消除，则可通过大修理恢复其功能，针对该企业生产设备现状，主要有以下三种方案可供选择。

方案一（A1）：对所有旧生产设备进行大修，估计费用为15万元，大修后可继续使用三年，每年维持费用预计3万元，生产产品销售预计可获利润240万元；

方案二（A2）：对原生产设备全部进行更新，购置费用为300万元，无需大修理可使用8年，每年维持费用预计5万元，生产产品销售预计可获利润800万元；

方案三（A3）：对原有部分生产设备进行更新，购置费用为100万元，购进部分无需大修理可使用8年，旧设备维修费用预计共1.8万元，每年维持费用预计1万元，生产产品销售预计可获利润460万元；

使用工业工程系统评价的关联矩阵法对以上方案进行分析的具体步骤如下。

3.2 建立矩阵

关联矩阵法是常用的系统综合评价 法[2]，它主要是用矩阵形式来表示个替代方案有关评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。建立矩阵是非常关键的步骤。

设有：A1、A2、A3为设备更新的3种方案；

f1、f2、f3是设备更新方案的3个评价指标；

W1、W2、W3是三个评价指标的权重；

v1、v2、v3是设备更新方案A1、A2、A3的关于f1、f2、f3指标的价值评定值。

根据这三个方案评价指标的效果如表2所示：

3.3 确定权重

每个评价指标的相对重要度（即权重Wj），该文采用A・古林法（KLEE法）求出。结果如表3所示。在表中，按评价指标自上而下地两两比较其重要性，对于一个企业可知，维修费（购置费）的重要性是每年维持费的0.5倍，即R1=0.5；销售利润的重要性是每年维持费的3倍，即R2=3；以数字来确定各评价指标的相对重要度Rj。以每年维持费为基准，取其K=1，K2=R2×1，K1=R1×R2×1。每年维持费作为评价指标的基准，没有别的指标与它相比较，故没有R值。代入公式1计算即可：

（1）

依次类推，可根据上述计算方法得出各评价指标的权重为：维修费（购置费）0.27，每年维持费0.18，销售利润0.55。

3.4 对指标值无量纲化

在指标无量纲化，一般有线性插值法和均值插值法。该文采用线性插值法对各方案进行分析。

（1）对指标越大越好的进行分析：

如图1所示，v轴表示评价指标的评价值，f轴表示某个评价指标。利用线性插值法，fjmax时，vj取10；fjmin时，vj取1。对企业来说，销售利润应该是越大越好，则可根据公式2进行计算，得出数值。

（2）

（2）对指标越小越好的进行分析：

利用线性插值法，同理，易知维修费（购置费）、维持费越低越好，可根据公式3进行计算，得出数值。

（3）

3.5 方案的价值分析

取评价值权重1～10，维修费（购置费）越低越好，即A1为10，A2为1；维持费也是越低越好，即A3为10，A2为1；而对销售利润来说，应该是越高越好，即A2为10，A1为1。在上述确定权重的计算中知：维修费（购置费）W1=0.27，每年维持费W2=0.18，销售利润W3=0.55。

现对设备更新的三种方案进行价值分析，见表4：

利用公式2对销售利润计算如下。

利用公式（3）对维修费（购置费）计算如下：

利用公式（3）对维持费计算如下：

3.6 方案价值评定

根据上述价值分析表，以下将使用表4所有数据对三种方案进行评价：

A1方案评价值=10×0.27+5.5×0.18

+1×0.55=4.24

A2方案评价值=1×0.27+1×0.18+10

×0.55=5.95

A3方案评价值=7.3×0.27+10×0.18+4.5×0.55=6.246

将这三种方案进行比对，显然方案A3的综合评价值最大，即只对原有部分生产设备进行更新。

3.7 更新思路

考虑到企业的经济实力、加工零件工艺要求及上文提到的更新原则、时机选择等各个方面的因素，可以按照表5对设备进行部分更新。

4 结语

该文以某企业为案例，应用了工业工程中关联矩阵法对生产设备更新方案进行了评价，是工业工程与企业设备管理方法的有效结合，对任一企业都有通用性。总之，要对企业的生产设备进行更新，必须对研究方案的进行合理的分析、评价，并结合本企业的实际，进行有效的更新。

参考文献

[1] 张友诚.现代企业设备管理[M].北京：中国计划出版社，2006：161.

[2] 汪应洛.工业工程[M].陕西：西安交通大学，1994：286-289.