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制造企业关键性能指标评价及其应用研究

作　者: 朱理
导　师: 苏宏业
学　校: 浙江大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 关键性能指标评价制造企业目标-过程方法协调策略 ISO22400
分类号: F425
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
下　载: 29次
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内容摘要

制造企业业务流程和制造生产过程的平稳、高效运行是提高企业经济效益,保持可持续发展能力,增强竞争力的必要手段。本文针对评价制造企业业务流程和制造生产过程面临的问题,结合我国制造企业的特点和实际情况,引入管理学中关键性能指标概念,分析和探讨了评价制造企业生产运行状况所使用的关键性能指标的体系结构、集成模型、实现方法和协调策略等方面问题。通过分析制造企业业务流程和制造生产过程评价的研究和应用现状,指出关键性能指标评价目前存在缺乏通用的关键性能指标评价体系结构、缺乏对制造企业整体的关键性能指标评价和缺乏关键性能指标之间的关系分析三个方面问题。针对第一个问题,提出了制造企业关键性能指标的评价体系结构,将关键性能指标评价分为关键性能指标的定义和关键性能指标的应用两部分。采用关键性能指标描述模型对制造企业过程控制层、制造执行层和企业资源计划层中的关键性能指标进行分析,形成关键性能指标评价集合,规范了制造企业业务流程和制造生产过程的评价。针对第二个问题,采用目标-过程建模方法建立了关键性能指标集成模型,结合制造企业的功能层次结构对关键性能指标进行层次划分,通过关键性能指标的层次分析法对不同层次的关键性能指标进行分析,全面地评价制造企业。针对第三个问题,提出了多关键性能指标的协调与评价策略,通过协调关键性能指标集合中多关键性能指标之间的关系,保持各关键性能指标之间的平衡。最后,将关键性能指标评价应用于钢铁企业,在详细分析钢铁的制造生产过程基础上,分别从轧制单元的经济效益和过程状态两个角度采用关键性能指标进行评价,得到评价结果,为企业生产计划决策的制定提供指导。本文的主要研究工作和创新点如下：1)以制造企业业务流程和制造生产过程的特点为基础,结合控制理论中的反馈思想,提出了制造企业关键性能指标的评价体系结构,通过对关键性能指标的定义和关键性能指标应用相结合的分析方法对制造企业进行合理有效评价。同时,深入分析了影响关键性能指标评价的数据因素、时间因素和数量因素,并采用关键性能指标描述模型对关键性能指标进行规范化描述和分析,分别针对制造企业的过程控制层、制造执行层和企业资源计划层列举了典型的关键性能指标,形成制造企业关键性能指标的评价集合。最后,通过对制造生产的设备综合效率指标进行深入分析,验证了关键性能指标评价的有效性。2)采用目标-过程方法建立了制造企业的关键性能指标集成模型,分析了影响关键性能指标评价的关键因素,并按照制造企业的功能结构层次将关键性能指标进行层次划分,形成了企业级、工场级、区域级、工作中心和工作单元级以及控制单元级关注的关键性能指标集合。应用关键性能指标的层次分析法分析各层级关键性能指标之间的相关度,以及各层关键性能指标与最高层关键性能指标评价的目标之间的关系,得到影响关键性能指标评价目标的主要因素,对制造企业制造生产过程的改进和优化进行指导。此外,以某钢铁企业的客户满意度为评价目标,应用此方法对不同层次的关键性能指标进行相关度分析,验证了关键性能指标集成模型的有效性和关键性能指标层次分析方法的实用性。3)以制造企业制造生产过程中使用的制造生产设备为研究对象,采用目标-过程方法建立了制造生产设备模型,分析了评价制造生产设备性能采用的关键性能指标,建立了评价制造生产设备的关键性能指标集合。同时,提出多关键性能指标协调评价策略对集合中关键性能指标之间的关系进行平衡和协调,得到了多关键性能指标评价的权衡方案,为制造企业的计划、调度等生产活动提供决策支持。最后,以甲醇-水精馏过程为应用实例,对精馏设备的生产效率关键性能指标和单位能源消耗关键性能指标之间的关系采用多关键性能指标协调评价策略进行平衡,获得了有效的权衡方案,说明了多关键性能指标协调评价策略的可行性。4)详细分析了钢铁企业的制造生产过程,采用目标-过程方法对钢铁企业的订单处理和轧制生产过程进行建模,分析了制定轧制生产单元制造生产计划方案和工艺路径选择的影响因素。同时,以轧制生产单元模型为基础,考虑现有条件下原材料、产品要求、库存容量、制造生产能力等多种约束,建立了以制造生产成本关键性能指标和库存成本关键性能指标为经济评价目标的轧制生产单元评价模型,运用多关键性能指标协调评价策略和可变加权系数的多目标优化方法得到了可行的制造生产计划方案,并对可行方案的制造生产过程状态采用库存周转率关键性能指标和设备负荷率关键性能指标进行评价,为合适的制造生产计划方案的选择和确定提供了相应的理论依据和应用指导。

全文目录

致谢  5-7
摘要  7-9
Abstract  9-12
目次  12-15
表格  15-17
插图  17-19
符号表  19-25
缩略语表  25-26
第1章绪论与综述  26-46
  摘要  26
  1.1 引言  26-28
  1.2 关键性能指标评价  28-37
    1.2.1 关键性能指标评价概述  28-30
    1.2.2 关键性能指标评价研究现状分析  30-33
    1.2.3 关键性能指标的评价方法  33-37
  1.3 制造企业关键性能指标评价概述  37-40
  1.4 关键性能指标评估存在的问题  40-41
  1.5 论文主要内容和结构  41-44
  1.6 本章小结  44-46
第2章关键性能指标评价体系研究  46-70
  摘要  46
  2.1 引言  46-47
  2.2 关键性能指标评价体系  47-50
  2.3 关键性能指标的要素分析  50-56
    2.3.1 数据要素  50-51
    2.3.2 时间要素  51-54
    2.3.3 数量要素  54-56
  2.4 关键性能指标的描述模型和典型关键性能指标分析  56-62
    2.4.1 过程控制层包含的关键性能指标  57-59
    2.4.2 制度执行层包含的关键性能指标  59-61
    2.4.3 企业资源计划层包含的关键性能指标  61-62
  2.5 关键性能指标的评价实例  62-68
  2.6 本章小结  68-70
第3章关键性能指标集成模型与分析方法的研究  70-94
  摘要  70
  3.1 引言  70-71
  3.2 目标-过程方法建模  71-78
  3.3 关键性能指标的分析  78-86
  3.4 关键性能指标分析应用实例  86-92
  3.5 本章小结  92-94
第4章制造生产设备多关键性能指标的协调与评价策略  94-118
  摘要  94
  4.1 引言  94-95
  4.2 制造生产设备模型  95-97
  4.3 制造生产设备评价的关键性能指标  97-106
    4.3.1 制造生产设备的生产运行活动关键性能指标  98-102
    4.3.2 制造生产设备的维护运行活动关键性能指标  102-106
  4.4 制造生产设备的多关键性能指标协调策略  106-109
  4.5 多关键性能指标协调策略的应用实例  109-116
    4.5.1 精馏过程描述  110-111
    4.5.2 评价精馏塔的关键性能指标协调目标  111
    4.5.3 评价精馏塔的关键性能指标约束条件  111-114
    4.5.4 评价精馏塔的关键性能指标求解方法  114-116
    4.5.5 评价糟馏塔的关键性能指标权衡方案  116
  4.6 本章小结  116-118
第5章钢铁企业轧制生产单元评价  118-146
  摘要  118
  5.1 引言  118-119
  5.2 钢铁制造生产过程描述  119-123
    5.2.1 炼铁区域  120-121
    5.2.2 炼钢区域  121-122
    5.2.3 轧制区域  122-123
  5.3 轧制生产单元目标-过程方法模型描述  123-129
  5.4 轧制生产单元经济指标评价  129-140
    5.4.1 评价轧制生产单元制造生产方案的关键性能指标目标  129-131
    5.4.2 评价轧制生产单元制造生产方案关键性能指标的约束条件  131-134
    5.4.3 评价轧制生产单元制造生产方案关键性能指标的求解方法  134-137
    5.4.4 评价轧制生产单元制造生产方案关键性能指标的权衡方案  137-140
  5.5 轧制生产单元过程状态评价  140-144
  5.6 本章小结  144-146
第6章总结与展望  146-150
  摘要  146
  6.1 研究工作总结  146-148
  6.2 研究工作展望  148-150
参考文献  150-162
在学期间科研成果  162-166
作者简历  166

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