EML—AHP—CA在烟叶机械卸货系统效率提升中的应用研究

陈兴侯　侯开虎　张志成　陈辉　姚洪发　张慧

摘 要：云南麒麟复烤厂通过开发烟叶入库机械卸货系统，改变了烟叶收储入库物流模式，提高了卸货效率。但初期的机械卸货系统存无法满足高峰期卸货需求的问题。为提高麒麟复烤厂烟包卸货系统装框效率，提出了EML-AHP-CA（专家会议法-层次分析法-因果分析法）方法，该方法对影响卸货系统装框时间的因素进行定性和定量分析，利用专家会议法对影响卸货系统装框时间的因素进行确定，使用层次分析法构建判断矩阵、计算其权重及结果的一致性检验，采用因果分析法得出定量化烟包卸货系统因果分析图，为缩短烟包卸货系统装框时间提供了改善设计的依据。实施结果表明：该方法有效减少了装框运行时间、降低了运行成本和提高了装框效率，该方法简单易用，是一种符合企业群体决策的方法。

关键词：烟包卸货系统；装框时间；EML-AHP-CA；专家会议法；层次分析法；因果分析法

中图分类号：TP 274 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2018）02-0

215-05

Abstract：Yunnan Kirin Redrying Factory，with the help of tobacco storage machinery unloading system，changed the tobacco storage and storage logistics mode，improved the efficiency of unloading.However，the initial mechanical cigarette unloading system still had a long time to unload and could not meet the peak demand for unloading.In order to solve the problem of long-time loading in tobacco bag unloading system，the method of EML-AHP-CA（Expert Meeting Method-Analytic Hierarchy Process-Causal Analysis）was put forward.The method is used to qualitatively and quantitatively analyze the factors influencing the time of unloading in unloading system.The method of expert conference is used to determine the factors that influence the unloading time of unloading system.The analytic hierarchy process is used to construct the discriminant matrix and to calculate the consistency of the unwinding system.A causal analysis chart of the quantitative cigarette unloading system was obtained by using the causal analysis method，which provided the basis for improving the design time to shorten the frame unloading time of the cigarette unloading system.The implementation results show that the method effectively reduces the operation time of the frame assembly and reduces the operation Cost and improve the efficiency of the boxing，that the method is simple and easy to use，is a way to meet the business community decision-making.

Key words：cigarette pack unloading system；framing time；EML-AHP-CA；expert meeting method；analytic hierarchy process；causal analysis

0 引 言

隨着中国经济的迅速崛起，市场竞争日趋激烈，更多的企业或个人需要面临更加复杂的决策问题。企业或个人必须更快做出决策，更好地解决决策过程中所遇到的困难。故而，决策分析的理论与方法研究，不仅对管理科学的发展具有重大的理论意义，而且对解决许多复杂的决策问题也有特别重要的现实意义[1]。郭金玉[2]等人总结层次分析在安全评估中的应用，并提出在职业卫生领域的应用；古莹奎[3]等人利用层次分析法对机械运动方案进行优选决策；王天夫[4]等人对因果分析在社会中的应用进行了总结，并阐述了因果分析法的普遍性和解释力；郝娟[5]等人将因果分析法与其他社会科学研究方法进行比较研究；刘悦[6]等人利用专家会议法对医院护理不良事件的上报内容进行了初步探索研究；张丽琴[7]采用层次分析法和专家会议法建立了国内医疗网站质量评估的初级指标体系；魏萌萌[8]借助专家会议法和层次分析法建立了糖尿病网络健康信息质量评估指标体系；张海鹰[9]等人结合层次分析法和因果分析方法对工程质量控制的关键指标进行了研究。查阅国内外文献发现，并未有学者将专家会议法、层次分析法和因果分析法结合运用，文中首次提出将这3种方法结合运用，即EML-AHP-CA法。

为突破烟草复烤企业依靠人工进行烟包卸货效率低下、耗时耗力、烟叶造碎严重的落后局面。麒麟复烤厂开发了烟叶入库卸货系统（机械卸货平台），该系统由烟包抓取装置、升降皮带、储料皮带、自动装框机构、计量秤、自动移载系统（穿梭车）、空框补给系统等机构组成，初期投产安装运行以后，极大提高了卸货效率，但仍存在烟包卸货系统装框时间过长的问题。正常情况下，该烟包卸货系统装满1框（16包/框）需91 s，每小时卸货能力在40框（640包），但无法满足高峰期每小时50框800包的作业效率。为了满足生产需求，达到最大程度的降低烟叶损耗和生产成本（降低人工成本支出），需要深度挖掘各环节存在的时间浪费，以达到提高卸货效率的效果。麒麟复烤厂烟包卸货系统整线效率受烟包卸车效率、皮带机运输效率、烟框装框效率、穿梭车运行效率4个环节的效率制约，因此为缩短烟包卸货系统装框时间，文中先利用专家会议法，对影响烟包卸货系统装框时间的因素进行确定，再利用层次分析法建立烟包卸货系统装框时间层次分析模型，最后再用因果分析法表达结果和原因的关系，将所要分析的問题通过图形的形式直观的展现出来。

1 方法简介

1.1 专家会议法

依据已定的原则选择一定量的专家，以一定方式组织专家会议，通过集体专家的智能结构根效应来判断对象将来发展趋势及状况的方法叫做专家会议法（Expert Meeting Law，简称EML）[10]。EML通过专家间相互交换意见来弥补个体意见的缺乏；利用内外信息的反馈与互换而出现“思维共振”，然后将“思维共振”集中于预测对象，这样便能在相对短的时间内产生“思维共振”的成果，从而为决策提供预测依据[11]。

1.2 层次分析法

一种把定性和定量分析方法柔和的多目标分析方法称作层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）。AHP主要原理是将复杂问题分解为若干层次和若干因素，通过判断指标间的相互重要程度来建立判断矩阵，借助最大特征值和特征向量而算出不同方案重要程度的权重，以便为最优方案提供参考依据[12-15]。

1.3 因果分析法

因果分析法（Causal Analysis，简称CA）是通过因果图表现出来，因果图又称特性要因图、鱼刺图或石川图，它是1953年在日本川琦制铁公司，由质量管理专家石川馨最早使用的，是为了寻找产生某种质量问题的原因，发动大家谈看法，做分析，将群众的意见反映在一张图上，就是因果图[16-20]。

1.4 EML-AHP-CA方法

EML-AHP-CA（专家会议法-层次分析法-因果分析法）是通过综合专家会议法、层次分析法和因果分析法的优点，剔除这3种方法存在的缺点，使得分析结果更加准确和可靠，更具有实际应用价值。EML-AHP-CA方法首先是利用专家会议法对影响因素进行分析与划分，得出层次分析结构模型，然后通过构造判断矩阵计算影响因素，再利用和积法和一致性检验，找出关键影响因素，并得出研究问题的定量化因果分析图，借助定量化因果分析图对关键因素进行更直观的解释与说明，最后通过关键因素得出问题的解决方案。

2 EML-AHP-CA实施案例

2.1 因素确定与指标划分

文中首先利用专家会议法，利用非交锋式会议，得出缩短烟包卸货系统的各种思路和预测方案；借助交锋式会议，对非交锋式会议所提出的各种设想进行质疑和讨论，最后取得一致性的预测方案，并对影响因素进行确定，影响因素见表1.

通过层次分析法为各种因果关系进行定量排序。先把预测对象进行层次划分，将其所包含的各个因素进行分组，每组作为一个层次，按等级依次进行排列，最终建立烟包卸货系统装框时间层次分析结构模型，如图1所示。

2.2 判断矩阵的构造及计算

2.2.1 构造判断矩阵

判断矩阵是指用数值表示每一层各个因素之间相对的重要性，这些数值之间以矩阵的形式构成。判断矩阵表示的含义是与上一层的某个因素有关的各因素之间的相对重要性。各因素之间的相对重要性不是随便给出的，一般是通过群体决策的方式得到，如专家会议法。例如：设A层中的某因素Am和与Am相关的因素B1～Bn，B1～Bn对Am的影响重要度从表2所示的矩阵列出。

2.2.2 层次排序

层次排序是与上层次某一因素相关的因素之间的影响度的权值计算的过程，层次排序是层次分析法的核心部分，一般通过计算特征向量来实现，实质上就是判断矩阵的特征根和特征向量的计算问题，层次排序还有最小偏差和对数拟合两种实现方式。

能否确认层次排序需要进行一致性的检验，要采用一致性计算指标

2.2.4 计算机械卸烟系统装框时间判断矩阵

在分析过程中麒麟复烤厂组织开展了专家会议，对涉及到的影响因素进行了打分，形成了机械卸烟系统装框时间判断矩阵。通过上述的和积法计算流程，对麒麟复烤厂对机械卸烟系统装框时间判断矩阵进行计算，各因素计算结果见表5～表9.

利用和积法，通过对判断矩阵A，B1，B2，B3和B4的计算，经过一致性检验，发现所有判断矩阵的CR均小于0.10，均达到满意的一致性，因此因果分析图中可使用其特征向量W的值进行定量描述。

3 烟包卸货系统装框时间定量化因果分析图

定量化因果分析图是指借助层次分析法中计算出的各判断矩阵的特征向量，将各个影响因素的观测值（W的值）体现在因果分析图上，形成定量化的因果分析图。图2为烟包卸货系统装框时间定量化因果分析图。

通过EML-AHP-CA方法，分析出影响麒麟复烤厂卸烟系统的效率的主要因素是机械设备，其次是原料、人员、维护因素。针对卸烟系统的机械设备，该厂QC小组提出了应对的措施，见表10.措施有效实施后缩短了装框时间，从而提高了经济效益，验证结果见表11，表12.这进一步说明使用EML-AHP-CA方法在烟包卸货系统装框时间控制中寻求关键影响因素是非常有效的。

4 结 语

由上述烟包卸货系统装框时间定量化因果分析可以看出，目前影响麒麟复烤厂烟叶入库卸货系统装框时间的主要因素为机械设备的运转情况和原料的合理性投放，它们所占权重分别为0.462和0.327；而在机械设备的运转情况方面，运行路径和设备运转速度影响最大，其值分别为0.477和0.310.同样，对于原料如何投放，原料投放的合理性占了原料标准化的0.564，足以看出投料合理性的重要程度。事实上，在原烟收储入库过程中，由于烟叶等级过多，但未进行有效的分装，因而同产地不同等级烟叶如何合理分配投放成为影响卸货效率的关键因素。

EML-AHP-CA法的运用，能够针对每一个影响因素进行定量和定性描述，为如何缩短机械卸烟系统装框时间指明了方向，让管理者能够运筹帷幄，找出主要因素，忽略次要因素，避免过度浪费时间和金钱；让决策者能对装框运行情况一目了然，对影响机械卸烟系统装框运行时间的因素能够有据可依。

通过EML-AHP-CA法对麒麟复烤厂烟包卸货系统装框时间过长的研究，该厂抓住主要影响装框时间的关键因素：机械设备运转过慢和运行路径过长的问题，对该卸货平台进行了针对性改造，使得每次装框时间较改造前减少21秒，装框效率提高23.3%，减少装卸费用25 625元，使成本降低了11.1%，可见实施效果显著，并大大提高了烟包卸货系统的装框效率，有效地降低了装框时间，提高了企业的经济效益。故EML-AHP-CA方法在烟包卸货系统装框时间控制过程中寻求主要影响因素方案是有效的，实施效果是显著的。

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（责任编辑：王 强）