電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)方法研究電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)方法研究
摘要:針對目前產(chǎn)品水平評價(jià)中存在的片面性和主觀性問題，采用的評價(jià)原則，深入探討了電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)指標(biāo)體系，在尊重用戶意見的基礎(chǔ)上，提出了專家的主觀權(quán)值和理論計(jì)算客觀權(quán)值相結(jié)合綜合度量值．研究了不同類別指標(biāo)的熵權(quán)和模糊計(jì)算模型，以及多指標(biāo)加權(quán)綜合評價(jià)方法．該方法有助于解決當(dāng)前產(chǎn)品水平評價(jià)中的共性問題，也為用戶選擇產(chǎn)品提供了理論參考．
關(guān)鍵詞:電磁流量計(jì);產(chǎn)品水平;模糊理論;綜合評價(jià)
0引言
產(chǎn)品水平鑒定和評價(jià)中，常被要求冠以“”、“”、“國內(nèi)”、“進(jìn)”等結(jié)論，而這些結(jié)論往往是根據(jù)某一、二項(xiàng)性能或其他技術(shù)參數(shù)超過或達(dá)到同類產(chǎn)品的指標(biāo)而得出的，常帶有片面性和主觀性．實(shí)質(zhì)上，產(chǎn)品水平是與多項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)的，如產(chǎn)品的性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、操作性，標(biāo)準(zhǔn)化程度等．為此，德國工程師學(xué)會(vdi)曾提出了“必須充分考慮使用價(jià)值，采用多項(xiàng)指標(biāo)加權(quán)綜合評價(jià)的方法”，而權(quán)重值的確定應(yīng)以用戶的滿意度為基礎(chǔ)．這一原則被學(xué)術(shù)界和工程界廣泛贊同，并做了大量研究．文［1－2］采用因子分析法分別對建筑業(yè)和學(xué)科科研水平進(jìn)行綜合評價(jià)，該方法的特點(diǎn)是能將具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量綜合為少數(shù)幾個核心因子，但變量必須有區(qū)間尺度，且沉降數(shù)值至少為變量總量的3倍．文［3－5］采用層次分析法分別對汽車系統(tǒng)、項(xiàng)目評標(biāo)及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)，該方法的缺點(diǎn)是定性成分太多，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大，且權(quán)重難以確定．文［6］采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法［7］對番茄品種進(jìn)行綜合評價(jià)，該方法實(shí)質(zhì)上是幾種曲線間的比較分析，即認(rèn)為幾何形狀越相似，則發(fā)展態(tài)勢就越接近，其關(guān)聯(lián)程度也就越大．這種幾何形狀的判斷雖然直觀，但不能量化．如果有若干條曲線形狀相似，很難用直接的方法來判斷各條曲線的關(guān)聯(lián)程度．文［8］對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)法進(jìn)行了研究，文［9］采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)法對人體體質(zhì)進(jìn)行了綜合評價(jià)，該方法的特點(diǎn)是需要大樣本數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)和隱含神經(jīng)元數(shù)影響整個網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率，且在學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程中，容易陷入局部，必然影響評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性．文［10］采用主成分分析法進(jìn)行綜合評價(jià)，但只進(jìn)行了定量分析，沒有考慮定性指標(biāo)．本文以電磁流量計(jì)為例，探討了產(chǎn)品水平綜合評價(jià)方法．在充分社會調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定了評價(jià)指標(biāo)體系，包含定量指標(biāo)和定性指標(biāo)．應(yīng)用熵權(quán)理論和模糊理論，建立了電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平評價(jià)模型，經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證達(dá)到了預(yù)期效果．
1產(chǎn)品水平綜合評價(jià)指標(biāo)體系
為使產(chǎn)品水平評價(jià)更全面、合理，參考gb/t18660－2002“封閉管道中導(dǎo)電液體流量的測量電磁流量計(jì)的性能評定方法”及其他可修復(fù)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)指標(biāo)體系［11－12］，建立了電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)指標(biāo)體系，即y=(y1，y2，…，ym)電磁流量計(jì)產(chǎn)品水平綜合評價(jià)指標(biāo)體系如表1所示．其中，功能性指標(biāo)取電磁流量計(jì)的流量．可參照生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品選型樣本，流量單位為m3/h．可靠性指標(biāo)選取電磁流量計(jì)的mtbf．可根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的市場調(diào)查信息，或?qū)收蠑?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用概率圖法獲得mtbf的點(diǎn)估計(jì)值．
2熵權(quán)的計(jì)算
設(shè)產(chǎn)品有m個評價(jià)指標(biāo)，n個待評狀態(tài)，則有原始評價(jià)指標(biāo)矩陣y=(yij)m×n=y11…y1n…ym1…yéêêëùúúûmn若每種待評狀態(tài)出現(xiàn)的概率為pj(j=1，2，3，…，n)，則產(chǎn)品的信息熵定義為［13］h=－kσn j=1pj ln pj(1)對于某個指標(biāo)yi(i=1，2，3，…，m)的信息熵為hi=－kσnj=1pij ln pij(2)式中k=1ln n，n為待評狀態(tài)數(shù)，p ij為第i項(xiàng)指標(biāo)下第j種狀態(tài)指標(biāo)值的比重，且有pij=yijσmi=1yij(3)第i項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)定義為wih=1－h(huán)iσmi=1(1－h(huán)i)(4)由此，得到基于熵權(quán)法的評價(jià)指標(biāo)權(quán)向量為wh=(w1h，w2h，…，wmh)(5)如果某個指標(biāo)的熵越小，表明其指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越大，在綜合評價(jià)中所起的作用越大，其權(quán)重也應(yīng)該越大．所以在具體分析過程中，可以根據(jù)各個指標(biāo)的變異程度，利用熵來計(jì)算各指標(biāo)的客觀權(quán)重．
3模糊評價(jià)方法
模糊綜合評價(jià)的基本步驟如圖1所示［14］．
3.1標(biāo)準(zhǔn)化評價(jià)指標(biāo)矩陣c若原始評價(jià)指標(biāo)矩陣y=(yij)m×n中出現(xiàn)的指標(biāo)量綱不同，可采用topsis法［15］，對各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理．具體計(jì)算公式如下:cij=y ijσnj=1y2槡ij(6)由式(6)可得出各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，即c=(cij)m×n(7)
3.2評判等級v和單因素評價(jià)集r
根據(jù)社會調(diào)查，將產(chǎn)品水平分為5個評判等級，分別為很低，低，一般，高，很高，即v=(很低，低，一般，高，很高)在充分考慮產(chǎn)品使用價(jià)值和尊重用戶意見的基礎(chǔ)上，將電磁流量計(jì)的定量、定性評價(jià)指標(biāo)均分為5個等級，如表2所示．根據(jù)各評價(jià)指標(biāo)的分等界限值，構(gòu)造三角隸屬函數(shù)示意圖如圖2所示．利用以下三角形隸屬函數(shù)公式μi1=1 xi≤ai(bi－xi)/(bi－ai)xi∈(ai，bi)0 xi≥b{iμi2=0 xi≤ai(xi－ai)/(bi－ai)xi∈(ai，bi)(ci－xi)/(ci－bi)xi∈(bi，ci)0 xi≥cìíîïïïïiμi5=0 xi≤di(xi－di)/(ei－di)xi∈(di，ei)1 xi≥e{üýþïïïïïïïïïïïïïïi(8)式中，i=1，2，3，…，m．可得ri=［μi1，μi2，…，μi5］(9)式中i=1，2，3，…，m．根據(jù)式(9)，單因素評價(jià)集r為r=［r1，r2，…，rm］(10)
3.3確定評價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重w
在利用多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)過程中，因?yàn)槊宽?xiàng)指標(biāo)對產(chǎn)品水平的貢獻(xiàn)不同，需要有不同的權(quán)重分配，因此合理的分配權(quán)重是量化評估的關(guān)鍵．本文采用專家經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算的主、客觀賦權(quán)相結(jié)合的方法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣c，有下式:h'i=－kσnj=1p'ij ln p'ij(11)式中:k=1ln n;n為待評狀態(tài)數(shù);p'ij=cijσmi=1cij;p'ij為標(biāo)準(zhǔn)矩陣c中第i項(xiàng)指標(biāo)下第j種狀態(tài)指標(biāo)值的比重，計(jì)算出ci的信息熵．ci的熵權(quán)為w'ih=1－h(huán)'iσmi=1(1－h(huán)'i)(12)根據(jù)式(12)，得到基于熵權(quán)法的評價(jià)指標(biāo)權(quán)向量為w'h=(w'1h，w'2h，…，w'mh)(13)結(jié)合專家意見及用戶反饋信息，評價(jià)指標(biāo)體系中主觀權(quán)重向量定義為e=(e1，e2，…，em)(14)式中ei為專家或用戶評價(jià)權(quán)值，i=1，2，3，…，m．且e1，e2，…，e m已實(shí)現(xiàn)歸一化處理，即e1+e2+…+em=1根據(jù)w'i=w'ih eiσmi=1w'ihei(15)式中w'ih為各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后熵權(quán)法確定的權(quán)值．計(jì)算得到綜合權(quán)重向量為w=(w'1，w'2，…，w'm)(16)根據(jù)對20位專家及用戶的問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由式(16)計(jì)算出電磁流量計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)的綜合權(quán)重向量為w=(0.175，0.195，0.137，0.140，0.139，0.105，0.109)3.4選擇合成算子模糊綜合評價(jià)的基本模型為b=wr(17)根據(jù)評價(jià)模型與合成算子在模糊綜合評價(jià)中的特點(diǎn)，選用加權(quán)平均型m(·，)算子進(jìn)行運(yùn)算，再由計(jì)算結(jié)果，按照隸屬度原則，確定評價(jià)等級．
4應(yīng)用實(shí)例
評價(jià)對象為四個制造商生產(chǎn)的同口徑電磁流量計(jì)(設(shè)為a型、b型、c型和d型，其中a、b為，c為國內(nèi)中型企業(yè)生產(chǎn)，d為國內(nèi)大型企業(yè)生產(chǎn))．根據(jù)產(chǎn)品評價(jià)指標(biāo)體系(表1)，得到的a、b、c、d四種電磁流量計(jì)的單因素評價(jià)集(計(jì)算過程略)分別為ra=0 0 0 0.525 0.4750.463 0.584 0.053 0 00 0 0.051 0.789 0.160 0 0 0.043 0.9570 0 0 0.84 0.160 0 0 0.895 0.105éêêêêêêêêëùúúúúúúúúû0 0 0 0.316 0.684éêêêêêêêêëùúúúúúúúúû0 0 0 0.737 0.263rc=0 0 0.537 0.459 0.0040.392 0.608 0 0 00 0 0.583 0.411 0.0060.604 0.385 0.11 0 00 0 0.486 0.514 00 0 0 0.12 0.88éêêêêêêêêëùúúúúúúúúû000.49 0.50.01rd=0 0 0.503 0.479 00.401 0.599 0 0 00 0 0 0.699 0.3010.578 0.422 0 0 00 0 0 0.733 0.2670 0 0 0.14 0.86éêêêêêêêêëùúúúúúúúúû0 0 0 0.731 0.269根據(jù)式(17)確立的評價(jià)模型，對a、b、c、d四種電磁流量計(jì)的評價(jià)進(jìn)行綜合，運(yùn)算結(jié)果如下:ba=w·ra=(0.09，0.114，0.017，0.491，0.352)bb=w·rb=(0.123，0.072，0，0.293，0.567)bc=w·rc=(0.161，0.172，0.31，0.281，0.135)bd=w·rd=(0.159，0.176，0.088，0.38，0.237)按照隸屬度原則，模糊綜合評價(jià)結(jié)果如表3所示．表3四種電磁流量計(jì)模糊綜合評價(jià)結(jié)果編號等級a高b很高c一般d高
5結(jié)論
通過上述分析得出下面結(jié)論:1)通過實(shí)例驗(yàn)證了評價(jià)方法的有效性;2)評價(jià)結(jié)果表明，國外智能電磁流量計(jì)整體水平明顯高于國產(chǎn)的產(chǎn)品，而且不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品的水平也有明顯差異．
本文給出的方法可供用戶在選購產(chǎn)品時作為參考．同時也有助于制造商通過產(chǎn)品水平評價(jià)對比了解國內(nèi)外行情，明確提高產(chǎn)品競爭力的途徑．
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