李 焓

(成都理工大學 教務處，成都 610059)

模糊物元模型在實驗室績效評價中的應用

李 焓

(成都理工大學 教務處，成都 610059)

對實驗室實施績效評價，有利于促進實驗室的建設(shè)與發(fā)展。針對實驗室評價指標量值的特點，利用改進的熵值法確定指標權(quán)重，建立起模糊物元實驗室績效評價模型。運用該模型進行實例分析，并將分析結(jié)果與其他方法對比，結(jié)果表明：利用模糊物元模型對實驗室績效進行評價，具有可靠性和實用性，為實驗室績效評價提供了新的參考方法。

模糊物元模型；實驗室；績效評價；熵值法

高校實驗室是進行實驗教學、科學研究、技術(shù)開發(fā)、提供社會服務的重要場所[1]。對實驗室實施績效評價，有利于促進實驗室的建設(shè)與發(fā)展，進行有效的資源配置和優(yōu)化。對實驗室實施績效評價是衡量實驗室管理工作質(zhì)量和管理水平高低的重要依據(jù)，它能夠真實地反映實驗室管理工作及運行的現(xiàn)狀[2]。

近年來，我國一些學者在實驗室績效評價方法上進行了相應研究，如：陳淑燕[3]等利用模糊綜合評價法，劉洛娜[4]利用關(guān)鍵績效指標法，張柯等[5]基于APH評價法，宗軍君等[6]利用模糊可拓層次分析法等。我國學者蔡文于1983年首創(chuàng)了一門介于數(shù)學與試驗之間的學科——物元分析法[7]，它研究解決現(xiàn)實世界中的不相容問題及其變化規(guī)律，具有方法簡便、結(jié)論正確、計算可靠、實用性強等特點[8]。將物元分析法引入到實驗室績效評價中，建立起模糊物元實驗室績效評價模型，將為實驗室績效評價提供一種新的參考方法。

1 模糊物元模型

1.1 模糊物元分析理論

給定事物的名稱N，關(guān)于其特征c有量值ν，以有序三元組R=(N，c，ν)作為描述事物的基本元，簡稱物元。其中，量值ν具有模糊性，稱為模糊物元。如果事物N有n個特征c1，c2，…，cn和相應的模糊量值ν1，ν2，…，νn那么，稱R為n維模糊物元，簡記為R=(n，c，ν)。如果m個事物的n維物元組合在一起，那么構(gòu)成m個事物n維復合物元Rmn。若將Rmn的量值改寫為模糊物元量值，則稱為m個事物n維復合模糊物元[9]，記作：

式中：Rmn為m個事物n維復合模糊物元;Mi為第i個事物;(i=1，2，…，m);Cj為第j項特征; uji表示第j個方案第i個事物第j個特征對應的模糊量值，即隸屬度。

1.2 從優(yōu)隸屬度模糊物元

從優(yōu)隸屬度就是各單項評價指標的模糊量值從屬于標準方案各對應評價指標的模糊量值的隸屬程度。由此建立的原則為從優(yōu)隸屬度原則。由于各評價指標特征值對于評價方案具有不同的特性，有的是越大越優(yōu)，有的是越小越優(yōu)，因此可以依照評價指標的特性計算其從優(yōu)隸屬度為：

式中：μij為從優(yōu)隸屬度;max uij、min uij分別代表各事物中每一評價指標特征量值中的最大和最小值。由此可以構(gòu)造從優(yōu)隸屬度模糊物元：

1.3 關(guān)聯(lián)分析

1.3.1 關(guān)聯(lián)變換

相應的關(guān)聯(lián)系數(shù)復合模糊物元為：

1.3.2 指標權(quán)重確定

熵值法是根據(jù)某一指標中各樣本值之間的差異程度，來反映該指標的重要程度，差距越大，則該項指標在綜合評價中所起的作用越大，其權(quán)重也越大，反之，權(quán)重就越小[10]。

在實驗室績效評價時，指標量值常常存在不全為正值的量值，利用熵值進行賦權(quán)，存在限制條件，即對數(shù)運算要求真數(shù)大于零。為了避免這種情況，利用改進的熵值法，即先利用功效系數(shù)法進行變換后再求權(quán)重[11]，其具體計算步驟如下：

1)建立m個樣本n個指標的原始數(shù)據(jù)矩陣R，

式中：χij為第i個樣本第j項指標值。

2)將原始數(shù)據(jù)矩陣R，利用功效系數(shù)法進行變換，變換采用式(5)方法進行。

3)將利用功效系數(shù)法變換后的矩陣按式(6)進一步標準化處理。

6)對差異性系數(shù)進行歸一化處理得到各指標的權(quán)重。

最后形成評價指標的權(quán)重模糊物元：

1.3.3 計算綜合關(guān)聯(lián)度向量

關(guān)聯(lián)度K是描述事物之間關(guān)聯(lián)性大小的一種度量，權(quán)重模糊物元與關(guān)聯(lián)系數(shù)復合模糊物元的積向量為綜合關(guān)聯(lián)度向量，即：

通過比較各樣本間綜合關(guān)聯(lián)度向量大小，即可做出綜合評價。

2 實例分析

1)構(gòu)建模糊物元。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，對16個實驗室評價指標及5個評價對象建立復合模糊物元Rmn。根據(jù)式(1)和式(2)建立從優(yōu)隸屬度模糊物元(表1中帶*的指標代表越小越優(yōu)型)。

表1 2010學年某高校教學實驗室綜合指標及特征值

2)熵值法確定指標權(quán)重。依據(jù)上述改進的熵值權(quán)重確定方法，計算得權(quán)重模糊物元Rω為：

其中，比例系數(shù)a在各指標的值都取0.5。

3)關(guān)聯(lián)度的計算。利用所得的權(quán)重模糊物元與依據(jù)從優(yōu)隸屬度所確定的關(guān)聯(lián)系數(shù)復合模糊物元的積向量得到各實驗室的聯(lián)系度分量：

4)結(jié)果分析。各實驗室聯(lián)系度分量計算結(jié)果(見表2)，即為各實驗室績效綜合評價結(jié)果。依據(jù)聯(lián)系度分量的大小排序：k4＞k3＞k1＞k5＞k2。

表2 各實驗室聯(lián)系度K的計算結(jié)果

將評價結(jié)果與集對分析法、綜合指數(shù)分析法進行對比，從表3可以看出，其結(jié)果完全相同，進一步證明了模糊物元模型在實驗室績效評價中的可靠性、可行性。

表3 評價結(jié)果比較

3 結(jié)束語

在建立起高校實驗室績效模糊物元評價模型，通過實例進行詳細分析的基礎(chǔ)上，進一步對比評價分析結(jié)果，表明了該評價方法在實驗室績效評價中的有效性和可靠性。同時，針對評價指標體系中指標值不全為正數(shù)的特征，采用改進的熵值法，很好地解決了熵值法確定指標權(quán)重的方法。

[1]賴燕玲.加強實驗室建設(shè)與管理，提高學科建設(shè)水平[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29(6)：27_30.

[2]袁輝斌，李傳寶.論民辦高校實驗室管理評價標準的科學化構(gòu)建[J].西安歐亞學院學報，2012(1)：51_ 52.

[3]陳淑燕，王景華，瞿高峰.高校實驗室的一種模糊評估方法[J].浙江師范大學學報：自然科學版，2003 (2)：140_142.

[4]劉洛娜.利用關(guān)鍵績效指標建立高校實驗室管理評價體系[J].中州大學學報，2006，23(4)：94_95，100.

[5]張柯，李慧，吳敏，等.基于AHP的高校計算機實驗室應用有效性評價[J].實驗室研究與探索，2011，30 (11)：59_67.

[6]宗軍君，葉結(jié)松，侯智斌.模糊可拓層次分析法在實驗室評估中的應用[J].實驗室研究與探索，2012，31 (3)：195_201.

[7]蔡文.物元模型及其應用[M].北京：科學技術(shù)文獻出版社，1994.

[8]肖芳淳.模糊物元分析及其應用研究[J].強度與環(huán)境，1995(2)：51_52.

[9]唐碩，羅周全，徐海.基于模糊物元的采空區(qū)穩(wěn)定性評價研究[J].中國安全科學學報，2012(7)：24_29.

[10]馬丹.熵值法在高等教育資源配置效益評價中的應用[J].煤炭高等教育，2008，26(5)：37_40.

[11]李柏年.模糊數(shù)學及其應用[M].北京：合肥工業(yè)大學出版社，1997.

[12]劉文莉.高校教學型實驗室績效評估[J].嘉興學院學報，2012(3)：139_144.

Application of Fuzzy M atter-element M odel in Laboratory Performance Evaluation

LIHan
(Educational Administration Office，Chengdu University Of Technology，Chengdu 610059，China)

Laboratory performance evaluation would be helpful to promote the construction and developmentof the laboratory.According to the characteristics of laboratory evaluation index value，to determine the index weight，by using improved information entropymethod，established the fuzzymatter-elementmethod of performance evaluation of laboratory.Thismodel of evaluation is applied to case analysis，and compared the resultwith othermethods shows that：the use of fuzzymatter-elementmodel for evaluation of laboratory performance，is reliability and practicability，provides a referencemethod for laboratory performance evaluation.

fuzzymatter-elementmethod;laboratory;performance evaluation;information entropy

G482

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.059

文獻[12]中的某高校實驗室的指標體系及相關(guān)數(shù)據(jù)(見表1)，利用所建模糊物元模型進行評價分析。其具體方法如下：

2013_06_19；修改日期：2013_09_17

李 焓（1978_），男，碩士（博士在讀），研究實習員，研究方向：實驗教學和管理。