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电磁流量计

电磁流量计产品水平综合评价指标体系

        针对目前产品水平评价中存在的片面性和主观性问题,采用国际上公认的评价原则,深入探讨了电磁流量计产品水平综合评价指标体系,在尊重用户意见的基础上,提出了专家的主观权值和理论计算客观权值相结合综合度量值。研究了不同类别指标的熵权和模糊计算模型,以及多指标加权综合评价方法。该方法有助于解决当前产品水平评价中的共性问题,也为用户选择产品提供了理论参考。

                                  

产品水平鉴定和评价中,常被要求冠以“国际领先”、“国际先进”、“国内领先”、“国内先进”等结论,而这些结论往往是根据某一、二项性能或其他技术参数超过或达到同类产品的指标而得出的,常带有片面性和主观性。实质上,产品水平是与多项指标相关的,如产品的性能、可靠性、经济性、操作性,标准化程度等。为此,德国工程师学会(VDI)曾提出了“必须充分考虑使用价值,采用多项指标加权综合评价的方法”,而权重值的确定应以用户的满意度为基础.这一原则被学术界和工程界广泛赞同,并做了大量研究。采用因子分析法分别对建筑业和学科科研水平进行综合评价,该方法的特点是能将具有错综复杂关系的变量综合为少数几个核心因子,但变量必须有区间尺度,且沉降数值至少为变量总量的3倍。采用层次分析法分别对汽车系统、项目评标及网络产品进行综合评价,该方法的缺点是定性成分太多,数据统计量大,且权重难以确定。采用灰色关联度分析法对番茄品种进行综合评价,该方法实质上是几种曲线间的比较分析,即认为几何形状越相似,则发展态势就越接近,其关联程度也就越大。这种几何形状的判断虽然直观,但不能量化。如果有若干条曲线形状相似,很难用直接的方法来判断各条曲线的关联程度。对人工神经网络评价法进行了研究,采用人工神经网络评价法对人体体质进行了综合评价,该方法的特点是需要大样本数,网络的层数和隐含神经元数影响整个网络的学习能力和学习效率,且在学习训练过程中,容易陷入局部蕞优,必然影响评价结果的准确性。采用主成分分析法进行综合评价,但只进行了定量分析,没有考虑定性指标。

 

本文以电磁流量计为例,探讨了产品水平综合评价方法。在充分社会调查的基础上,确定了评价指标体系,包含定量指标和定性指标。应用熵权理论和模糊理论,建立了电磁流量计产品水平评价模型,经实例验证达到了预期效果。

 

1 产品水平综合评价指标体系

 

为使产品水平评价更全面、合理,参考GB/T18660-2002“封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法”及其他可修复产品水平综合评价指标体系,建立了电磁流量计产品水平综合评价指标体系,即

 

电磁流量计产品水平综合评价指标体系如表1所示。

 

其中,功能性指标取电磁流量计的蕞大流量。可参照生产厂家提供的产品选型样本,蕞大流量单位为m3/h。可靠性指标选取电磁流量计的MT-BF。可根据生产厂家提供的市场调查信息,或对故障数据进行统计分析,利用概率图法获得MTBF的点估计值。

 

表1 电磁流量计产品水平综合评价指标体系

 

2 熵权的计算

 

设产品有m个评价指标,n个待评状态,则有原始评价指标矩阵

 

若每种待评状态出现的概率为pj(j=1,2,3,…,n),则产品的信息熵定义为

 

对于某个指标yi(i=1,2,3,…,m)的信息熵为

 

式中,n为待评状态数,pij为第i项指标下第j种状态指标值的比重,且有

 

第i项指标的熵权定义为

 

由此,得到基于熵权法的评价指标权向量为

 

如果某个指标的熵越小,表明其指标值的变异程度越大,提供的信息量越大,在综合评价中所起的作用越大,其权重也应该越大。所以在具体分析过程中,可以根据各个指标的变异程度,利用熵来计算各指标的客观权重。

 

3 模糊评价方法

 

模糊综合评价的基本步骤如图1所示。

 

图1 模糊综合评价基本步骤

 

3.1 标准化评价指标矩阵C

 

若原始评价指标矩阵Y=(yij)m´n中出现的指标量纲不同,可采用TOPSIS法,对各指标进行标准化处理.具体计算公式如下:

 

由式(6)可得出各指标的标准化矩阵,即

 

3.2 评判等级V和单因素评价集R

 

根据社会调查,将产品水平分为5个评判等级,分别为很低,低,一般,高,很高,即

 

V=(很低,低,一般,高,很高)

 

在充分考虑产品使用价值和尊重用户意见的基础上,将电磁流量计的定量、定性评价指标均分为5个等级,如表2所示。

 

表2 评价指标分等界限值

 

根据各评价指标的分等界限值,构造三角隶属函数示意图如图2所示。

 

图2 三角形隶属函数示意图

 

利用以下三角形隶属函数公式

 

式中,i=1,2,3,…,m.

 

可得

 

式中i=1,2,3,…,m。

 

根据式(9),单因素评价集R为

 

3.3 确定评价指标综合权重W

 

在利用多项指标进行综合评价过程中,因为每项指标对产品水平的贡献不同,需要有不同的权重分配,因此合理的分配权重是量化评估的关键.本文采用专家经验和理论计算的主、客观赋权相结合的方法确定各项指标的权重。

 

根据标准化矩阵C,有下式:

 

式中:;n为待评状态数;p'ij为标准矩阵C中第i项指标下第j种状态指标值的比重,计算出ci的信息熵。

 

ci的熵权为

 

根据式(12),得到基于熵权法的评价指标权向量为

 

结合专家意见及用户反馈信息,评价指标体系中主观权重向量定义为

 

式中ei为专家或用户评价权值,i=1,2,3,…,m。

 

且e1,e2,…,em已实现归一化处理,即

 

式中w'iH为各指标标准化处理后熵权法确定的权值。

 

计算得到综合权重向量为

 

根据对20位专家及用户的问卷调查统计结果,由式(16)计算出电磁流量计的各项指标的综合权重向量为

 

3.4 选择合成算子

 

模糊综合评价的基本模型为

 

根据评价模型与合成算子在模糊综合评价中的特点,选用加权平均型M(·,Å)算子进行运算,再由计算结果,按照蕞大隶属度原则,确定评价等级。

 

4 应用实例

 

评价对象为四个制造商生产的同口径电磁流量计(设为A型、B型、C型和D型,其中A、B为原装进口,C为国内中型企业生产,D为国内大型企业生产)。根据产品评价指标体系(表1),得到的A、B、C、D四种电磁流量计的单因素评价集(计算过程略)分别为

 

根据式(17)确立的评价模型,对A、B、C、D四种电磁流量计的评价进行综合,运算结果如下:

 

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)

 

按照蕞大隶属度原则,模糊综合评价结果如表3所示。

 

表3 四种电磁流量计模糊综合评价结果

 

通过上述分析得出下面结论:

 

1)通过实例验证了评价方法的有效性;

 

2)评价结果表明,国外电磁流量计整体水平明显高于国产的产品,而且不同企业生产的产品的水平也有明显差异.

 

3)本文给出的方法可供用户在选购产品时作为参考.同时也有助于制造商通过产品水平评价对比了解国内外行情,明确提高产品竞争力的途径。

点击次数:  更新时间:2016-07-28  【打印此页】  【关闭

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