柔性度量的三维指标分析，本文主要内容关键词为：柔性论文,度量论文,指标论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、柔性的三维特性
柔性的概念最初源于柔性制造系统(FMS)，它指的是FMS的制造柔性。根据Mandelbaum(1978)对柔性的定义，柔性是生产系统应付变化的环境或环境带来的不稳定性的能力。柔性作为一种能力，存在程度或水平问题，即是否“有效”，这种有效性通常要通过一些指标来加度量。柔性难于度量，主要有三方面原因：一是柔性不同于成本、生产率及质量等其它生产目标，它是系统的一种潜在能力，而不是系统的一种行为，它伴随着不确定性而存在，在它没有表现出来时很难度量；二是柔性不是单一的概念，它是相对系统而言的，必须与某些生产要素结合在一起，共同表现一种能力，因此，柔性的种类多种多样，度量的方法也各不相同；三是柔性通常被理解为两层含义：能变化的范围，对变化的反应程度，即柔性的三维性，也就是范围、时间和费用。
柔性具有范围、时间、费用多方面含义，这就是柔性的多维性。柔性的三维特性具体含义如下：
(1)范围(range)，一个系统能表现状态或采取行为的范围。
(2)费用(cost)。从一种状态转移到另一种状态所需要的费用。
(3)时间(time)。从一种状态转移到另一种状态所需要的时间。
因此，柔性可以看作是一个三维空间，任何一种柔性水平可以看作是此三维空间中的一个点。通常，柔性的时间要素和费用要素是负相关的，缩短状态转移的时间要增加额外的费用，状态转移费用的降低也可以通过延长状态转移的时间来实现。由于技术上的约束，柔性空间是一个有限空间，同时存在一个合理边界，即边界内的点是技术上可行、经济上合理的点。
根据柔性的三维特性，柔性的度量通常采用两种方法，一是用系统所能变化的范围；另一种是用变化的费用和时间。前者是一种静态的度量方法，后者是一种动态的度量方法，体现对变化的“反应”能力。一个系统能变化的范围并不能全部描述柔性，系统从一种状态向另一种状态变化的难易程度也是十分重要的。一个系统从一种状态向另一种状态快速、平稳、经济的变化就比那些以很大的费用，或较长时间而获得同样变化的生产系统更具柔性。因此，费用和时间是阻碍柔性的因素，它们抑制了系统的反应力。应该说，如果没有时间和费用的约束，任何变化都能实现。
二、范围柔性的反应柔性
柔性的三维特性进一步体现在范围柔性(Range Flexibility)和反应柔性(Response Flexi-biliy)。范围柔性对应于范围一维，是指系统或要素能实现的能力或状态的范围。反应柔性对应于时间和费用，是指在能力范围内，对变化的反应程度。系统柔性越高，不仅意味着能达到的状态或范围越宽，而且意味着作出变化的时间越短，费用越少。范围、时间、费用三个指标在度量柔性中哪个更重要，这个问题值得研究。对不同生产类型的企业，柔性的三维指标是不同的。
目前，在大多数的生产企业中，存在着较为重视反应柔性的现象。因为反应柔性可视为短期柔性的范围，短期柔性包括机器调整次数，新产品是否合乎时尚，响应产品组合和产量变化的速度是否及时，等等。范围柔性是长期柔性的范围，它涉及到产品系列和制造系统的生产能力在更长时间增加或改变的问题，如产品可变范围的扩大，工艺过程的改进和变革，原材料的变化等等。反应柔性的度量是多维的，它是相对状态变化的。时间和费用是对变化反应程度的描述。
三、反应柔性的时间和费用分析
反应是相对变化而言的。因此，研究反应柔性，要区分由变化引起的时间和必要的时间消耗，以及由变化引起的费用和必要的费用。
反应柔性的时间维是否与生产系统高效的目标一致，这就要求区分任务变化的转换时间和单项任务的处理时间。前者属于柔性的反应时间，后者属于效率问题。例如，就机器而言，机器能加工的零件种类多，表明机器的范围柔性大，若机器加工一批零件所需时间短，表明加工时间少，机器的效率高；若更换生产另一种零件时，机器的调整准备时间短，则表明机器的反应柔性大。同样，反应柔性的费用和生产系统的低耗目标是不同的。要区分每项任务本身的费用和各项任务之间转换的费用，前者属于成本问题，后者属于柔性的反应费用。
因此，产品响应时间分为“变化”和“非变化”两部分，提高系统的响应速度，有两方面的含义。一是提高每个系统资源的效率，二是提高系统的时间反应柔性；同样，降低系统的消耗也包括两方面内容，一是降低每一过程和每一环节的费用，二是提高系统的费用反应柔性。
由此看来，柔性的目标和企业一贯追求的效率费用目标是相融的，不同的是侧重点不一样。
时间与费用是柔性的两个制约因素，它们表明了变化的难度，也是度量反应柔性的两个重要指标。柔性的多维性给柔性的度量带来了极大的困难，为使柔性的度量在实践中便于操作，本文试图简化柔性的度量问题，提出能否将柔性的三维（状态、时间、费用）简化为二维。如果可以，那么在反应柔性中，时间和费用究竟哪一维更重要？更能反应系统的柔性？
企业历来强调经济效益，高效、低耗是他们始终追求的目标。传统的制造方法以低成本制造大量的产品，追求规模经济策略。以往评价产品设计和工艺设计方案的标准大多基于费用。如价值工程、VRP等，研究的是产品的多样化和控制费用的问题。价值工程是以最低费用实现产品必要功能的管理技术，是不断改进企业现有产品设计、工艺，以及不断减低新产品、新工艺费用的有效管理手段。VRP将产品费用分“功能费用”、“变化费用”和“控制费用”加以考虑，通过寻求三种费用的均衡来达到控制费用实现产品多样化的目的。
但是，在目前市场竞争的环境下，时间比费用更为重要，时间因素已经提到首要地位。企业的管理目标从过去单纯地追求低成本高效率逐步过渡到增加系统的响应速度。Stalk于1980年首次提出了基于时间竞争(time-based competition)的概念。他认为“时间是下一个竞争优势所在”，他讨论了时间的重要性，以及基于时间的制造、销售和采购，产品革新和战略决策的特点。基于时间的竞争包括顾客响应策略和快速的新产品策略，以及具有竞争优势的质量和费用。基于时间竞争的实质是压缩产品开发和制造各阶段的时间，将其转换为主要的竞争优势。1990年Stalk在《与时间竞争》一书中进一步探讨了基于时间的竞争与商业、金融、客户和技术革新的关系。Tucker于1991年提出“速度是90年代主要的驱动力”。CIMS提到的企业绩效TQCS，将时间(T)放在首位，也从一定程度上说明时间的相对重要性。
因此，本文在度量反应柔性时，更着重于时间这一维，用响应变化的时间来反应系统的柔性。其实，时间和费用又是相关的。一般来说，对变化反应的时间越短，相应的费用越高。若反应时间较长，费用相对可能要低一些。
四、柔性度量多维性的层次分析
柔性的度量是一个极其复杂的问题，有众多的研究者致力于柔性的度量，尽管研究者们在这方面作了大量的工作，但都没有很好地解决这个问题。他们提出的许多方法都是针对很特殊的问题，而且往往考虑的是很简单的情形，很多指标缺乏可操作性。
柔性的度量在柔性研究中极其重要，要柔性管理的基础。如果能对柔性进行测度，那么就可以比较不同系统柔性的大小，并可对提高柔性的方法进行评判，找到有效的方法和策略。
为便于柔性的度量和柔性的管理，本文提出了柔性度量多维性的层次分析结构。基本思路是简化柔性的多维问题，将柔性的三维（范围、时间、费用）从易到难依次分解为柔性的状态水平、柔性的时效性（范围和时间）和柔性的经济性（范围和费用）三个问题分别讨论。
柔性的状态水平研究的是范围柔性，也是柔性的一维度量问题。柔性的经济性问题以往许多经济分析的方法也都提到。柔性的时效性是本文提出的观点。柔性的时效性描述的是反应柔性，也是柔性的二维度量（范围、时间）方法。在此基础上，综合考虑范围、时间和费用，将三者综合成一个复合指标是柔性的三维度量。尽管非常困难，但它是柔性进一步研究的方向。
因此，柔性时效性的二维度量有两种方法：一是采用二维向量，或者借助于图和表，详细地描述各要素及其时间变化关系；二是将二维向量的值折合出一个综合指标。前者用范围空间法，能反应细节；后者是综合法，便于比较。