電磁流量計產品質量水平綜合評價方法

本文以電磁流量計為例，探討了產品水平綜合評價方法。在充分社會調查的基礎上，確定了評價指標體系，包含定量指標和定性指標。應用熵權理論和模糊理論，建立了電磁流量計產品水平評價模型，經實例驗證達到了預期效果。

    1 產品水平綜合評價指標體系

    為使產品水平評價更全面、合理，參考GB/T18660－2002“封閉管道中導電液體流量的測量電磁流量計的性能評定方法”及其他可修復產品水平綜合評價指標體系，建立了電磁流量計產品水平綜合評價指標體系，即

    電磁流量計產品水平綜合評價指標體系如表1所示。

    其中，功能性指標取電磁流量計的zui大流量。可參照生產廠家提供的產品選型樣本，zui大流量單位為m³/h。可靠性指標選取電磁流量計的MT-BF。可根據生產廠家提供的市場調查信息，或對故障數據進行統計分析，利用概率圖法獲得MTBF的點估計值。

表1 電磁流量計產品水平綜合評價指標體系

    2 熵權的計算

    設產品有m個評價指標，n個待評狀態，則有原始評價指標矩陣

    若每種待評狀態出現的概率為pj（j=1，2，3，…，n），則產品的信息熵定義為

        （1）

    對于某個指標yi（i=1，2，3，…，m）的信息熵為

       （2）

    式中，n為待評狀態數，p_ij為第i項指標下第j種狀態指標值的比重，且有

        （3）

    第i項指標的熵權定義為

        （4）

    由此，得到基于熵權法的評價指標權向量為

       （5）      

    如果某個指標的熵越小，表明其指標值的變異程度越大，提供的信息量越大，在綜合評價中所起的作用越大，其權重也應該越大。所以在具體分析過程中，可以根據各個指標的變異程度，利用熵來計算各指標的客觀權重。

    3 模糊評價方法

    模糊綜合評價的基本步驟如圖1所示。    

圖1 模糊綜合評價基本步驟

    3.1 標準化評價指標矩陣C

    若原始評價指標矩陣Y=（y_ij）_m′n中出現的指標量綱不同，可采用TOPSIS法，對各指標進行標準化處理．具體計算公式如下：    

        （6）

    由式（6）可得出各指標的標準化矩陣，即

        （7）

    3.2 評判等級V和單因素評價集R

    根據社會調查，將產品水平分為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）    

    在充分考慮產品使用價值和尊重用戶意見的基礎上，將電磁流量計的定量、定性評價指標均分為5個等級，如表2所示。

表2 評價指標分等界限值

    根據各評價指標的分等界限值，構造三角隸屬函數示意圖如圖2所示。    

圖2 三角形隸屬函數示意圖

    利用以下三角形隸屬函數公式

        （8）

    式中，i=1，2，3，…，m．

    可得

        （9）

    式中i=1，2，3，…，m。

    根據式（9），單因素評價集R為

        （10）

    3.3 確定評價指標綜合權重W    

    在利用多項指標進行綜合評價過程中，因為每項指標對產品水平的貢獻不同，需要有不同的權重分配，因此合理的分配權重是量化評估的關鍵．本文采用專家經驗和理論計算的主、客觀賦權相結合的方法確定各項指標的權重。

    根據標準化矩陣C，有下式：

        （11）

    式中：；n為待評狀態數；p'ij為標準矩陣C中第i項指標下第j種狀態指標值的比重，計算出ci的信息熵。

    c_i的熵權為

        （12）

    根據式（12），得到基于熵權法的評價指標權向量為

        （13）

    結合專家意見及用戶反饋信息，評價指標體系中主觀權重向量定義為

       （14）

    式中eⁱ為專家或用戶評價權值，i=1，2，3，…，m。

    且e¹，e²，…，e^m已實現歸一化處理，即

    根據

        （15）

    式中w^'i_H為各指標標準化處理后熵權法確定的權值。

    計算得到綜合權重向量為

       （16）

    根據對20位專家及用戶的問卷調查統計結果，由式（16）計算出電磁流量計的各項指標的綜合權重向量為

    3.4 選擇合成算子

    模糊綜合評價的基本模型為

       （17）

    根據評價模型與合成算子在模糊綜合評價中的特點，選用加權平均型M（·，Å）算子進行運算，再由計算結果，按照zui大隸屬度原則，確定評價等級。

    4 應用實例

    評價對象為四個制造商生產的同口徑電磁流量計（設為A型、B型、C型和D型，其中A、B為*，C為國內中型企業生產，D為國內大型企業生產）。根據產品評價指標體系（表1），得到的A、B、C、D四種電磁流量計的單因素評價集（計算過程略）分別為

    根據式（17）確立的評價模型，對A、B、C、D四種電磁流量計的評價進行綜合，運算結果如下：

    B_A=W·R_A=（0.09，0.114，0.017，0.491，0.352）

    B_B=W·R_B=（0.123，0.072，0，0.293，0.567）    

    B_C=W·R_C=（0.161，0.172，0.31，0.281，0.135）

    B_D=W·R_D=（0.159，0.176，0.088，0.38，0.237）

    按照zui大隸屬度原則，模糊綜合評價結果如表3所示。

表3 四種電磁流量計模糊綜合評價結果

    5 結論

    通過上述分析得出下面結論：

    1）通過實例驗證了評價方法的有效性；

    2）評價結果表明，國外電磁流量計整體水平明顯高于國產的產品，而且不同企業生產的產品的水平也有明顯差異．

    3）本文給出的方法可供用戶在選購產品時作為參考．同時也有助于制造商通過產品水平評價對比了解國內外行情，明確提高產品競爭力的途徑。