【正文】 目 錄 制造系統(tǒng)總的決策目標 制造系統(tǒng)總的決策分析方法 1 2 模塊二：制造系統(tǒng)總體決策框架模型及分析方法 評價與分析方法概述 3 功能視圖 過程視圖 資源視圖 組 織 視 圖 信 息 視 圖 回顧：制造系統(tǒng)的體系結構 一、制造系統(tǒng)總體決策目標 TCQEF制 造 系 統(tǒng) 的 五 角 形 制 造 決 策 目 標 框 架成本 C 系統(tǒng)設施和設備成本 材料成本 勞動力成本 能源成本 維護和培訓成本 其他雜項成本 制造企業(yè)成本的主要構成 時間 T 制造系統(tǒng)對外界變化的響應時間 制造系統(tǒng)的生產率 理論生產率與實際生產率 工藝、夾具 操作技術熟練程度 系統(tǒng)可靠性 柔性 F 機器柔性 工藝柔性 產品柔性 維護柔性 生產能力柔性 擴展柔性 運行柔性 機器加工不同零件的難易程度 工藝流程不變自身適應產品或原材料變化的能力； 產品或原材料變化時改變相應工藝的難易程度。 系統(tǒng)生產出新產品的能力；對老產品的繼承和兼容能力 多種方式查詢和處理故障的能力 產量變化時系統(tǒng)能夠經濟運行的能力 系統(tǒng)容易擴展結構、增加模塊 系統(tǒng)適應外部環(huán)境變化的能力；適應內部變化的能力 質量 Q 產品設計質量 產品制造質量 生產工藝滿足產品設計參數(shù)（技術特征、性能、技術要求等）的程度。 產品結構和外形的幾何特征； 產品所用材料表現(xiàn)出來的物理和化學性能； 產品被市場接受的能力。 環(huán)境性 E 生態(tài)環(huán)境影響 資源綜合利用 職業(yè)健康 安全性 制造過程產生的廢氣、廢液、廢物；產品壽命結束后的處置 原材料、能源、土地和水資源等的優(yōu)化利用 制造系統(tǒng)在運行過程中對勞動者職業(yè)健康造成的損害 因故障等原因產生的危害和不安全性 全球關注的三大問題：資源、環(huán)境、人口 TCQEF制 造 系 統(tǒng) 的 五 角 形 制 造 決 策 目 標 框 架多目標決策問題。 目標之間存在效益背反??！ 一般的數(shù)學方法難以解決大系統(tǒng)、多要素、關系交錯的復雜系統(tǒng)的決策問題。 常用決策方法 因果推斷 概率推斷 系統(tǒng)分析 模糊分析法 層次分析法 灰色關聯(lián)分析 、 二、制造系統(tǒng)總體決策分析方法 層次分析法 (AHP) 層次分析法是美國著名運籌學家、匹茲堡大學 Thomas Saaty于20世紀 70年代初提出，其實質是將決策主體對復雜系統(tǒng)的評價思維過程層次化和數(shù)量化。 選擇重要度最大的方案作為最優(yōu)方案。 層次分析法是一種 定性與定量相結合 的多目標決策分析方法，為分析 相互關聯(lián) , 相互制約 的復雜問題提供了一種簡單實用的分析方法 . 通過分析復雜系統(tǒng)的有關要素及其相互關系，簡化為有序的 遞階層次結構 ，使這些要素歸并為不同的層次， 形成一個多層次的分析結構模型 . 最終把系統(tǒng)分析歸結為 最低層 (供決策的方案 ,措施等 )相對于最高層 (總目標 )的相對重要性權值 的確定問題 . AHP的思想 （ 1) AHP基本原理 假設有 n個物體 A1， A2， … ， An， 它們的重量分別記為 W1， W2， … ， Wn。 現(xiàn)將每個物體的重量兩兩進行比較如下： 若以矩陣來表示各物體的這種相互重量關系， A＝ A稱為 判斷矩陣 。 若取重量向量 W＝ [W1， W2， … ， Wn]T， 則有： AW＝ n?W n是 A的一個特征值， W是判斷矩陣 A的特征向量，即 每個物體的重量是 A對應于特征根 n的特征向量的各個分量 。 根據線性代數(shù)知識可以證明， n是矩陣 A的唯一非零的，也是最大的特征值 。 ??????????????nn2n1nn22212n12111W/WW/WW/WW/WW/WW/WW/WW/WW/W??????? 上述事實告訴我們，如果有一組物體，需要知道它們的重量，而又沒有稱重工具，那么就可以通過兩兩比較它們的相互重量，得出每一對物體重量比的判斷，從而構成判斷矩陣；然后通過求解判斷矩陣的 最大特征值 λ max和它所 對應的特征向量 ，就可以得出這一組物體的相對重量。 對我們的啟示 —— 在復雜的決策問題研究中 ， 對于一些無法度量的因素 ， 只要引入合理的度量標度 ， 通過構造判斷矩陣 ， 就可以用這種方法來度量各因素之間的相對重要性 ， 從而為有關決策提供依據 。 這一思想 ， 實際上就是 AHP決策分析方法的基本思想 ， AHP決策分析方法的基本原理也由此而來 。 通過 決策問題 構筑層次結構模型 建立判斷矩陣 層次單排序 一致性檢驗 層次總排序 一致性檢驗 通過 決策結果 是 是 否 否 （ 2） AHP的決策步驟 例題：某企業(yè)擬引進一條新的生產線，有三種類型可以選擇。要對此問題做出決策，可根據制造系統(tǒng)決策框架模型，確定引進生產線要考慮的主要因素，即決策目標因素。從系統(tǒng)的角度引進生產線應考慮成本（價格）、質量、生產率、柔性和環(huán)境影響性，即制造系統(tǒng)的五大決策目標均應考慮，請用層次分析法來進行決策。 第一步：構建層次分析模型 H s ： 引 進 生 產 線A 1 ： 價 格CA 2 ： 質 量QA 3 ： 生 產率 （ 時間 ） TA 4 ： 柔 性FA 5 ： 環(huán) 境影 響 EB 1 ： 生 產 線 1 B 2 ： 生 產 線 2 B 3 ： 生 產 線 3決 策 層準 則 層方 案 層簡化生產線層次分析模型 H s ： 引 進 生 產 線A 1 ： 價 格CA 2 ： 質 量QA 3 ： 生 產率 （ 時間 ） TB 1 ： 生 產 線 1 B 2 ： 生 產 線 2 B 3 ： 生 產 線 3決 策 層準 則 層方 案 層柔性和環(huán)境影響可通過定性分析來加以比較。 第二步：建立判斷矩陣 參與層次分析的人員應是對研究對象富有經驗并有判斷能力的專家，他們應能對每一層次中各要素的相對重要性做出判斷。 構造判斷矩陣是層次分析法的關鍵。 1）判斷尺度的確定 標度 含 義 1 3 5 7 9 2 4 6 8 倒數(shù) 表示兩個因素相比 ,具有同樣的重要性 表示兩個因素相比 ,一個因素比另一個因素稍重要 表示兩個因素相比 ,一個因素比另一個因素重要 表示兩個因素相比 ,一個因素比另一個因素重要的多 表示兩個因素相比 ,一個因素比另一個因素極為重要 上述兩判斷的中間值 (1和 3。 3和 5) 上述兩判斷的中間值 (5和 7。 7和 9) 相應兩因素交換次序比較的重要性 2）構造判斷矩陣 H sA 1 A 2 A j A n. . . . . .A 1A 2. . .A i. . .A na 1 1 a 1 2 a 1 j a 1 n. . . . . .a 1 1 a 2 2 a 2 j a 2 n. . . . . .a i 1 a i 2 a i j a i n. . . . . .a n 1 a n 2 a n j a n n. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . .. . .Hs為上一層的某要素， A1～ An為本層次的諸要素， aij為對于 Hs而言， Ai與 Aj的相對重要性。 Ｃ u1 u2 … un u1 a11 a12 … a1n u2 a21 a22 … a2n … … … … … un an1 an2 … ann 判斷矩陣 ()ij n nAa ??aij 是元素 ui 與 uj 相對于 C的重要性的比例標度 判斷矩陣具有下述性質： 101ij ji iiija a aa? ? ?ikijjkaaa?H sA 1 A 2A 3A 1A 2A 31 1 / 333 151 / 3 1 / 51本例題的判斷矩陣為： 第三步：層次單排序 根據判斷矩陣，通過計算相對重要度對本層次的各要素相對于上一層的某要素進行重要度排序。 例 1 特征向量 w（權重系數(shù)）的計算方法： 和法 根法 冪法 將 A按列歸一化后，再按行求和。 將 A按行求幾何平均。 迭代法。 ? ????ni iinwAW1m ax?最大特征根的簡易計算方法： 和法步驟： 1））對 A按列規(guī)范 njiaaaniijijij,2,1 1?????，???njiji aw1???niiiiwww12 ）） 各行相加得和 3））再規(guī)范化，得權重系數(shù)： njiawnjiji ,2,1 1??? ??，???niiiiwww1方根法的步驟是： 1）） 按行元素求積，再求 1/n次冪，得 2））規(guī)范化，即得權重系數(shù) 1 1 / 3