淺談關聯矩陣法在生產設備更新中的應用

張育丹

摘 要：通過運用工業工程系統評價中關聯矩陣法，以某企業生產設備為例，就設備如何更新的問題，進行了分析評價，并提出了更新思路。這種方法也適用于其它企業。

關鍵詞：工業工程 關聯矩陣法 生產設備更新

中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0062-02

隨著科學技術日新月異，市場競爭的日益激烈，生產設備如何更新已成為企業面臨的新問題。文章針對實際情況提出三種方案，通過使用工業工程中對權重的計算以及關聯矩陣法使用，得出了最優的更新方案，進而對方案進行了細化。

1 生產設備更新

該文中所提到的生產設備主要是指直接參加生產的設備，即直接參加生產的各類機床。生產設備的技術性能和技術狀態不但直接影響產品質量，還關系工時、材料及能源的有效利用，生產設備是關系到企業生產的重要物質和技術基礎，與企業產品的質量、數量和生產成本等都有密切的關系。一個生產設備陳舊的企業必然缺乏競爭力，因此，企業要在競爭中取得優勢，展示良好的加工能力，對生產設備的更新就必須重視。

生產設備更新就是采用新的設備替代技術性能落后、經濟效益差的原有設備[1]。其更新的意義在于：第一，生產設備更新是企業維持再生產必不可少的條件。我國大多數國企片面強調維修的重要性，設備一修再修，幾乎現在車間的生產設備都進行過大修，仍不進行更新。重復修理導致設備技術性能劣化，故障增多，維修費用大大提高，產品的質量降低，現使用設備日趨老化。只有對生產設備進行合理的更新才能保持乃至提高技術水平，保持旺盛的市場競爭力。第二，生產設備更新更有利于提高企業綜合經濟效益。企業經濟效益的提高有賴于產品的技術創新，產品的技術創新建立在生產設備更新的基礎之上。第三，生產設備的更新有利于提高操作人員能力的提高。只有根據企業的實際情況進行了及時的設備更新，緊跟時代的腳步，并對設備操作人員進行實時培訓，才能真正的實現效益最大化。

2 案例提出

為了能更清楚的將關聯矩陣法闡述，下面以某企業為例，運用工業工程的方法計算該企業如何進行設備的更新。

表1為某企業的設備現狀。

3 生產設備更新方案評價

3.1 提出方案

生產設備的磨損如果可以消除，則可通過大修理恢復其功能，針對該企業生產設備現狀，主要有以下三種方案可供選擇。

方案一（A1）：對所有舊生產設備進行大修，估計費用為15萬元，大修后可繼續使用三年，每年維持費用預計3萬元，生產產品銷售預計可獲利潤240萬元；

方案二（A2）：對原生產設備全部進行更新，購置費用為300萬元，無需大修理可使用8年，每年維持費用預計5萬元，生產產品銷售預計可獲利潤800萬元；

方案三（A3）：對原有部分生產設備進行更新，購置費用為100萬元，購進部分無需大修理可使用8年，舊設備維修費用預計共1.8萬元，每年維持費用預計1萬元，生產產品銷售預計可獲利潤460萬元；

使用工業工程系統評價的關聯矩陣法對以上方案進行分析的具體步驟如下。

3.2 建立矩陣

關聯矩陣法是常用的系統綜合評價 法[2]，它主要是用矩陣形式來表示個替代方案有關評價指標及其重要度與方案關于具體指標的價值評定量之間的關系。建立矩陣是非常關鍵的步驟。

設有：A1、A2、A3為設備更新的3種方案；

f1、f2、f3是設備更新方案的3個評價指標；

W1、W2、W3是三個評價指標的權重；

v1、v2、v3是設備更新方案A1、A2、A3的關于f1、f2、f3指標的價值評定值。

根據這三個方案評價指標的效果如表2所示：

3.3 確定權重

每個評價指標的相對重要度（即權重Wj），該文采用A·古林法（KLEE法）求出。結果如表3所示。在表中，按評價指標自上而下地兩兩比較其重要性，對于一個企業可知，維修費（購置費）的重要性是每年維持費的0.5倍，即R1=0.5；銷售利潤的重要性是每年維持費的3倍，即R2=3；以數字來確定各評價指標的相對重要度Rj。以每年維持費為基準，取其K=1，K2=R2×1，K1=R1×R2×1。每年維持費作為評價指標的基準，沒有別的指標與它相比較，故沒有R值。代入公式1計算即可：

（1）

依次類推，可根據上述計算方法得出各評價指標的權重為：維修費（購置費）0.27，每年維持費0.18，銷售利潤0.55。

3.4 對指標值無量綱化

在指標無量綱化，一般有線性插值法和均值插值法。該文采用線性插值法對各方案進行分析。

（1）對指標越大越好的進行分析：

如圖1所示，v軸表示評價指標的評價值，f軸表示某個評價指標。利用線性插值法，fjmax時，vj取10；fjmin時，vj取1。對企業來說，銷售利潤應該是越大越好，則可根據公式2進行計算，得出數值。

（2）

（2）對指標越小越好的進行分析：

利用線性插值法，同理，易知維修費（購置費）、維持費越低越好，可根據公式3進行計算，得出數值。

（3）

3.5 方案的價值分析

取評價值權重1～10，維修費（購置費）越低越好，即A1為10，A2為1；維持費也是越低越好，即A3為10，A2為1；而對銷售利潤來說，應該是越高越好，即A2為10，A1為1。在上述確定權重的計算中知：維修費（購置費）W1=0.27，每年維持費W2=0.18，銷售利潤W3=0.55。

現對設備更新的三種方案進行價值分析，見表4：

利用公式2對銷售利潤計算如下。

利用公式（3）對維修費（購置費）計算如下：

利用公式（3）對維持費計算如下：

3.6 方案價值評定

根據上述價值分析表，以下將使用表4所有數據對三種方案進行評價：

A1方案評價值=10×0.27+5.5×0.18

+1×0.55=4.24

A2方案評價值=1×0.27+1×0.18+10

×0.55=5.95

A3方案評價值=7.3×0.27+10×0.18+4.5×0.55=6.246

將這三種方案進行比對，顯然方案A3的綜合評價值最大，即只對原有部分生產設備進行更新。

3.7 更新思路

考慮到企業的經濟實力、加工零件工藝要求及上文提到的更新原則、時機選擇等各個方面的因素，可以按照表5對設備進行部分更新。

4 結語

該文以某企業為案例，應用了工業工程中關聯矩陣法對生產設備更新方案進行了評價，是工業工程與企業設備管理方法的有效結合，對任一企業都有通用性。總之，要對企業的生產設備進行更新，必須對研究方案的進行合理的分析、評價，并結合本企業的實際，進行有效的更新。

參考文獻

[1] 張友誠.現代企業設備管理[M].北京：中國計劃出版社，2006：161.

[2] 汪應洛.工業工程[M].陜西：西安交通大學，1994：286-289.

摘 要：通過運用工業工程系統評價中關聯矩陣法，以某企業生產設備為例，就設備如何更新的問題，進行了分析評價，并提出了更新思路。這種方法也適用于其它企業。

關鍵詞：工業工程 關聯矩陣法 生產設備更新

中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0062-02

隨著科學技術日新月異，市場競爭的日益激烈，生產設備如何更新已成為企業面臨的新問題。文章針對實際情況提出三種方案，通過使用工業工程中對權重的計算以及關聯矩陣法使用，得出了最優的更新方案，進而對方案進行了細化。

1 生產設備更新

該文中所提到的生產設備主要是指直接參加生產的設備，即直接參加生產的各類機床。生產設備的技術性能和技術狀態不但直接影響產品質量，還關系工時、材料及能源的有效利用，生產設備是關系到企業生產的重要物質和技術基礎，與企業產品的質量、數量和生產成本等都有密切的關系。一個生產設備陳舊的企業必然缺乏競爭力，因此，企業要在競爭中取得優勢，展示良好的加工能力，對生產設備的更新就必須重視。

生產設備更新就是采用新的設備替代技術性能落后、經濟效益差的原有設備[1]。其更新的意義在于：第一，生產設備更新是企業維持再生產必不可少的條件。我國大多數國企片面強調維修的重要性，設備一修再修，幾乎現在車間的生產設備都進行過大修，仍不進行更新。重復修理導致設備技術性能劣化，故障增多，維修費用大大提高，產品的質量降低，現使用設備日趨老化。只有對生產設備進行合理的更新才能保持乃至提高技術水平，保持旺盛的市場競爭力。第二，生產設備更新更有利于提高企業綜合經濟效益。企業經濟效益的提高有賴于產品的技術創新，產品的技術創新建立在生產設備更新的基礎之上。第三，生產設備的更新有利于提高操作人員能力的提高。只有根據企業的實際情況進行了及時的設備更新，緊跟時代的腳步，并對設備操作人員進行實時培訓，才能真正的實現效益最大化。

2 案例提出

為了能更清楚的將關聯矩陣法闡述，下面以某企業為例，運用工業工程的方法計算該企業如何進行設備的更新。

表1為某企業的設備現狀。

3 生產設備更新方案評價

3.1 提出方案

生產設備的磨損如果可以消除，則可通過大修理恢復其功能，針對該企業生產設備現狀，主要有以下三種方案可供選擇。

方案一（A1）：對所有舊生產設備進行大修，估計費用為15萬元，大修后可繼續使用三年，每年維持費用預計3萬元，生產產品銷售預計可獲利潤240萬元；

方案二（A2）：對原生產設備全部進行更新，購置費用為300萬元，無需大修理可使用8年，每年維持費用預計5萬元，生產產品銷售預計可獲利潤800萬元；

方案三（A3）：對原有部分生產設備進行更新，購置費用為100萬元，購進部分無需大修理可使用8年，舊設備維修費用預計共1.8萬元，每年維持費用預計1萬元，生產產品銷售預計可獲利潤460萬元；

使用工業工程系統評價的關聯矩陣法對以上方案進行分析的具體步驟如下。

3.2 建立矩陣

關聯矩陣法是常用的系統綜合評價 法[2]，它主要是用矩陣形式來表示個替代方案有關評價指標及其重要度與方案關于具體指標的價值評定量之間的關系。建立矩陣是非常關鍵的步驟。

設有：A1、A2、A3為設備更新的3種方案；

f1、f2、f3是設備更新方案的3個評價指標；

W1、W2、W3是三個評價指標的權重；

v1、v2、v3是設備更新方案A1、A2、A3的關于f1、f2、f3指標的價值評定值。

根據這三個方案評價指標的效果如表2所示：

3.3 確定權重

每個評價指標的相對重要度（即權重Wj），該文采用A·古林法（KLEE法）求出。結果如表3所示。在表中，按評價指標自上而下地兩兩比較其重要性，對于一個企業可知，維修費（購置費）的重要性是每年維持費的0.5倍，即R1=0.5；銷售利潤的重要性是每年維持費的3倍，即R2=3；以數字來確定各評價指標的相對重要度Rj。以每年維持費為基準，取其K=1，K2=R2×1，K1=R1×R2×1。每年維持費作為評價指標的基準，沒有別的指標與它相比較，故沒有R值。代入公式1計算即可：

（1）

依次類推，可根據上述計算方法得出各評價指標的權重為：維修費（購置費）0.27，每年維持費0.18，銷售利潤0.55。

3.4 對指標值無量綱化

在指標無量綱化，一般有線性插值法和均值插值法。該文采用線性插值法對各方案進行分析。

（1）對指標越大越好的進行分析：

如圖1所示，v軸表示評價指標的評價值，f軸表示某個評價指標。利用線性插值法，fjmax時，vj取10；fjmin時，vj取1。對企業來說，銷售利潤應該是越大越好，則可根據公式2進行計算，得出數值。

（2）

（2）對指標越小越好的進行分析：

利用線性插值法，同理，易知維修費（購置費）、維持費越低越好，可根據公式3進行計算，得出數值。

（3）

3.5 方案的價值分析

取評價值權重1～10，維修費（購置費）越低越好，即A1為10，A2為1；維持費也是越低越好，即A3為10，A2為1；而對銷售利潤來說，應該是越高越好，即A2為10，A1為1。在上述確定權重的計算中知：維修費（購置費）W1=0.27，每年維持費W2=0.18，銷售利潤W3=0.55。

現對設備更新的三種方案進行價值分析，見表4：

利用公式2對銷售利潤計算如下。

利用公式（3）對維修費（購置費）計算如下：

利用公式（3）對維持費計算如下：

3.6 方案價值評定

根據上述價值分析表，以下將使用表4所有數據對三種方案進行評價：

A1方案評價值=10×0.27+5.5×0.18

+1×0.55=4.24

A2方案評價值=1×0.27+1×0.18+10

×0.55=5.95

A3方案評價值=7.3×0.27+10×0.18+4.5×0.55=6.246

將這三種方案進行比對，顯然方案A3的綜合評價值最大，即只對原有部分生產設備進行更新。

3.7 更新思路

考慮到企業的經濟實力、加工零件工藝要求及上文提到的更新原則、時機選擇等各個方面的因素，可以按照表5對設備進行部分更新。

4 結語

該文以某企業為案例，應用了工業工程中關聯矩陣法對生產設備更新方案進行了評價，是工業工程與企業設備管理方法的有效結合，對任一企業都有通用性。總之，要對企業的生產設備進行更新，必須對研究方案的進行合理的分析、評價，并結合本企業的實際，進行有效的更新。

參考文獻

[1] 張友誠.現代企業設備管理[M].北京：中國計劃出版社，2006：161.

[2] 汪應洛.工業工程[M].陜西：西安交通大學，1994：286-289.

摘 要：通過運用工業工程系統評價中關聯矩陣法，以某企業生產設備為例，就設備如何更新的問題，進行了分析評價，并提出了更新思路。這種方法也適用于其它企業。

關鍵詞：工業工程 關聯矩陣法 生產設備更新

中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0062-02

隨著科學技術日新月異，市場競爭的日益激烈，生產設備如何更新已成為企業面臨的新問題。文章針對實際情況提出三種方案，通過使用工業工程中對權重的計算以及關聯矩陣法使用，得出了最優的更新方案，進而對方案進行了細化。

1 生產設備更新

該文中所提到的生產設備主要是指直接參加生產的設備，即直接參加生產的各類機床。生產設備的技術性能和技術狀態不但直接影響產品質量，還關系工時、材料及能源的有效利用，生產設備是關系到企業生產的重要物質和技術基礎，與企業產品的質量、數量和生產成本等都有密切的關系。一個生產設備陳舊的企業必然缺乏競爭力，因此，企業要在競爭中取得優勢，展示良好的加工能力，對生產設備的更新就必須重視。

生產設備更新就是采用新的設備替代技術性能落后、經濟效益差的原有設備[1]。其更新的意義在于：第一，生產設備更新是企業維持再生產必不可少的條件。我國大多數國企片面強調維修的重要性，設備一修再修，幾乎現在車間的生產設備都進行過大修，仍不進行更新。重復修理導致設備技術性能劣化，故障增多，維修費用大大提高，產品的質量降低，現使用設備日趨老化。只有對生產設備進行合理的更新才能保持乃至提高技術水平，保持旺盛的市場競爭力。第二，生產設備更新更有利于提高企業綜合經濟效益。企業經濟效益的提高有賴于產品的技術創新，產品的技術創新建立在生產設備更新的基礎之上。第三，生產設備的更新有利于提高操作人員能力的提高。只有根據企業的實際情況進行了及時的設備更新，緊跟時代的腳步，并對設備操作人員進行實時培訓，才能真正的實現效益最大化。

2 案例提出

為了能更清楚的將關聯矩陣法闡述，下面以某企業為例，運用工業工程的方法計算該企業如何進行設備的更新。

表1為某企業的設備現狀。

3 生產設備更新方案評價

3.1 提出方案

生產設備的磨損如果可以消除，則可通過大修理恢復其功能，針對該企業生產設備現狀，主要有以下三種方案可供選擇。

方案一（A1）：對所有舊生產設備進行大修，估計費用為15萬元，大修后可繼續使用三年，每年維持費用預計3萬元，生產產品銷售預計可獲利潤240萬元；

方案二（A2）：對原生產設備全部進行更新，購置費用為300萬元，無需大修理可使用8年，每年維持費用預計5萬元，生產產品銷售預計可獲利潤800萬元；

方案三（A3）：對原有部分生產設備進行更新，購置費用為100萬元，購進部分無需大修理可使用8年，舊設備維修費用預計共1.8萬元，每年維持費用預計1萬元，生產產品銷售預計可獲利潤460萬元；

使用工業工程系統評價的關聯矩陣法對以上方案進行分析的具體步驟如下。

3.2 建立矩陣

關聯矩陣法是常用的系統綜合評價 法[2]，它主要是用矩陣形式來表示個替代方案有關評價指標及其重要度與方案關于具體指標的價值評定量之間的關系。建立矩陣是非常關鍵的步驟。

設有：A1、A2、A3為設備更新的3種方案；

f1、f2、f3是設備更新方案的3個評價指標；

W1、W2、W3是三個評價指標的權重；

v1、v2、v3是設備更新方案A1、A2、A3的關于f1、f2、f3指標的價值評定值。

根據這三個方案評價指標的效果如表2所示：

3.3 確定權重

每個評價指標的相對重要度（即權重Wj），該文采用A·古林法（KLEE法）求出。結果如表3所示。在表中，按評價指標自上而下地兩兩比較其重要性，對于一個企業可知，維修費（購置費）的重要性是每年維持費的0.5倍，即R1=0.5；銷售利潤的重要性是每年維持費的3倍，即R2=3；以數字來確定各評價指標的相對重要度Rj。以每年維持費為基準，取其K=1，K2=R2×1，K1=R1×R2×1。每年維持費作為評價指標的基準，沒有別的指標與它相比較，故沒有R值。代入公式1計算即可：

（1）

依次類推，可根據上述計算方法得出各評價指標的權重為：維修費（購置費）0.27，每年維持費0.18，銷售利潤0.55。

3.4 對指標值無量綱化

在指標無量綱化，一般有線性插值法和均值插值法。該文采用線性插值法對各方案進行分析。

（1）對指標越大越好的進行分析：

如圖1所示，v軸表示評價指標的評價值，f軸表示某個評價指標。利用線性插值法，fjmax時，vj取10；fjmin時，vj取1。對企業來說，銷售利潤應該是越大越好，則可根據公式2進行計算，得出數值。

（2）

（2）對指標越小越好的進行分析：

利用線性插值法，同理，易知維修費（購置費）、維持費越低越好，可根據公式3進行計算，得出數值。

（3）

3.5 方案的價值分析

取評價值權重1～10，維修費（購置費）越低越好，即A1為10，A2為1；維持費也是越低越好，即A3為10，A2為1；而對銷售利潤來說，應該是越高越好，即A2為10，A1為1。在上述確定權重的計算中知：維修費（購置費）W1=0.27，每年維持費W2=0.18，銷售利潤W3=0.55。

現對設備更新的三種方案進行價值分析，見表4：

利用公式2對銷售利潤計算如下。

利用公式（3）對維修費（購置費）計算如下：

利用公式（3）對維持費計算如下：

3.6 方案價值評定

根據上述價值分析表，以下將使用表4所有數據對三種方案進行評價：

A1方案評價值=10×0.27+5.5×0.18

+1×0.55=4.24

A2方案評價值=1×0.27+1×0.18+10

×0.55=5.95

A3方案評價值=7.3×0.27+10×0.18+4.5×0.55=6.246

將這三種方案進行比對，顯然方案A3的綜合評價值最大，即只對原有部分生產設備進行更新。

3.7 更新思路

考慮到企業的經濟實力、加工零件工藝要求及上文提到的更新原則、時機選擇等各個方面的因素，可以按照表5對設備進行部分更新。

4 結語

該文以某企業為案例，應用了工業工程中關聯矩陣法對生產設備更新方案進行了評價，是工業工程與企業設備管理方法的有效結合，對任一企業都有通用性。總之，要對企業的生產設備進行更新，必須對研究方案的進行合理的分析、評價，并結合本企業的實際，進行有效的更新。

參考文獻

[1] 張友誠.現代企業設備管理[M].北京：中國計劃出版社，2006：161.

[2] 汪應洛.工業工程[M].陜西：西安交通大學，1994：286-289.