高秀娟， 孫　健

(1．白城師范學(xué)院 數(shù)學(xué)學(xué)院， 吉林 白城 137000; 2. 中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司， 北京 100085)

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AHP模型在焊接工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用

高秀娟1， 孫健2

(1．白城師范學(xué)院 數(shù)學(xué)學(xué)院， 吉林 白城 137000; 2. 中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司， 北京 100085)

摘要：以焊接工程質(zhì)量問題為例，分析影響質(zhì)量的因素，構(gòu)建結(jié)構(gòu)層次模型即AHP模型.經(jīng)過模型求解計算后，獲得各個層次影響因子對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)百分比，對主要因素采取相應(yīng)的控制措施，形成一套科學(xué)有效的質(zhì)量控制體系，并在試驗點進(jìn)行了實踐應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：AHP模型； 焊接工程； 質(zhì)量控制

從質(zhì)量管理理論歷史發(fā)展的階段來看，差不多每隔20年，質(zhì)量管理工作的方法就會發(fā)生重大的變革[1].國內(nèi)某油田公司每年投入油田產(chǎn)能建設(shè)工程的資金約10億元，但是，質(zhì)量控制工作仍然處于經(jīng)驗管理階段，質(zhì)量問題的處理還處于問題整改的層面上，找不到影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，沒有解決影響工程質(zhì)量的根本問題，質(zhì)量通病重復(fù)出現(xiàn)[2-4].本文以監(jiān)理對焊接工程的質(zhì)量控制為例，把AHP(Analytic Hierarchy Process)模型應(yīng)用于焊接工程質(zhì)量控制工作之中，建立焊接工程質(zhì)量影響因素評價與控制體系，通過定量化與模式化的分析方法，提高油建焊接工程質(zhì)量管理水平.

1層次分析法

層次分析法簡稱AHP[5-6]，它是將決策問題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評價準(zhǔn)則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，然后得用求解判斷矩陣特征向量的辦法.求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優(yōu)先權(quán)重，最后再加權(quán)和的方法遞歸并各備擇方案對總目標(biāo)的最終權(quán)重，此最終權(quán)重最大者即為最優(yōu)方案.層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題.其用法是構(gòu)造判斷矩陣，求出其最大特征值及其所對應(yīng)的特征向量W，歸一化后，即為某一層次指標(biāo)對于上一層次某相關(guān)指標(biāo)的相對重要性權(quán)值.

2模型建立

2.1評價結(jié)構(gòu)的建立

針對焊接工程的施工特點，影響焊接質(zhì)量的因素主要包括人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六個方面[7-8]，其中：人的因素包括：焊工資質(zhì)、焊工職業(yè)素質(zhì)及焊工水平測試三個方面的內(nèi)容；焊接設(shè)備影響包括：焊接設(shè)備顯示精度、自動化水平及無損檢測設(shè)備技術(shù)水平；材料方面包括：母材質(zhì)量、焊材質(zhì)量及焊接材料的配套選擇；焊接工藝方面包括：焊接工藝是否合格、焊接順序是否正確、預(yù)變形措施是否適當(dāng)及焊接方法使用是否正確；環(huán)境因素包括：氣候條件、作業(yè)空間及勞動強(qiáng)度等方面；測量因素包括：外觀檢測、無損檢測.

焊接質(zhì)量目標(biāo)用字母A表示、影響焊接質(zhì)量的6個一級要素用“字母B+數(shù)字”表示、影響焊接質(zhì)量的18個二級要素用“字母C+數(shù)字”表示，構(gòu)建影響焊接質(zhì)量因素的結(jié)構(gòu)層次模型如圖1所示.

圖1　影響焊接質(zhì)量因素結(jié)構(gòu)層次模型

2.2構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣之中的數(shù)據(jù)，表示針對上一層次某個因素而言，本層次兩個因素之間的相對重要性，采用1-9標(biāo)度進(jìn)行標(biāo)度，見表1.

表1比例尺度表

因素比因素量比值因素比因素量比值同等重要1強(qiáng)烈重要7稍微重要3極端重要9較強(qiáng)重要5兩相鄰判斷的中間值2,4,6,8

表2隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的數(shù)值

nRInRI1071.322081.4130.5891.4540.90101.4951.12111.5161.24

總監(jiān)理工程師組織建設(shè)單位、施工單位及相關(guān)單位的焊接專家，按照表1的標(biāo)準(zhǔn)對6個一級要素、每個一級要素下面的二級要素之間反復(fù)比較權(quán)衡，最終確定矩陣中各點標(biāo)度的數(shù)值.結(jié)果見表3-表9.同時計算出每個矩陣的最大特征根λmax、CI及CR的值。

表 3焊接質(zhì)量總目標(biāo)判斷矩陣

AB1B2B3B4B5B6B11541/249B21/511/21/91/22B31/4211/813B4298179B51/4211/713B61/91/21/31/91/31

求得：λmax=6.11314，CI=0.0226299，

CR= 0.003359

表4人的因素控制分析判斷矩陣

B1C1C2C3C1115C2116C31/51/61

求得：λmax= 3.00369，CI=0.001845，

CR=0.00318103

表 5材料因素控制分析判斷矩陣

B2C4C5C6C411/22C5213C61/21/31

求得：λmax= 3.0092，CI=0.0046，

CR=0.00793103

表 6設(shè)備因素控制分析判斷矩陣

B3C7C8C9C7141C81/411/6C9161

求得：λmax= 3.01829，CI=0.009145，

CR=0.0157672

表 7方法、工藝因素控制分析判斷矩陣

B4C10C11C12C13C101343C111/3131C121/41/311/3C131/3131

求得：λmax= 4.083299，CI=0.0277667，

CR= 0.0308518

表8環(huán)境因素控制分析判斷矩陣

B5C14C15C16C14157C151/513C161/71/31

求得：λmax= 3.064887，CI= 0.0324438，

CR= 0.0559376

表9測量因素控制分析判斷矩陣

B6C17C18C1711C1811

求得：λmax= 0，CI= 0，CR=0

3模型求解

3.1計算權(quán)重分配

通過上面的數(shù)據(jù)，可知構(gòu)成的成對比較矩陣均通過一致性檢驗。進(jìn)而得到判斷矩陣的權(quán)重向量.結(jié)果詳見表10.

3.2計算最大特征值λmax，進(jìn)行一致性檢驗

利用公式計算最大特征值λmax，經(jīng)過計算CR<0.1，可以確認(rèn)上述權(quán)重值合理，可以做為質(zhì)量分析的依據(jù).

3.3數(shù)據(jù)分析

計算結(jié)果顯示：工藝試驗報告C10的權(quán)重占24.5409%，焊工水平考核C2的權(quán)重為13.025%，排第二位；焊工的有效資質(zhì)C1的權(quán)重占12.257%，排第三位。另外分析發(fā)現(xiàn)人的影響因素占27.57%(C1+C2+C3)，材料影響因素占4.11%(C4+C5+C6)，設(shè)備影響因素占7.87%(C7+C8+C9)，工藝影響因素占48.38%(C10+C11+C12+C13)，環(huán)境影響因素占8.02%(C14+C15+C16)，測量因素占3.17%.

3.4對策表

根據(jù)以上分析結(jié)果，總監(jiān)理工程師組織專業(yè)監(jiān)理工程師以及施工單位、無損檢測單位管理人員、專業(yè)技術(shù)人員及生產(chǎn)骨干人員研究商討改進(jìn)措施，明確責(zé)任人及完成時間，制定對策表(表11).

4結(jié)束語

該成果在某油田老區(qū)綜合調(diào)整改造工程建設(shè)的應(yīng)用，得到了各參建單位的認(rèn)可.這種新的工程質(zhì)量控制體系，規(guī)范了產(chǎn)能建設(shè)工程焊接工程監(jiān)理質(zhì)量控制模式，解決了當(dāng)前沒有形成系統(tǒng)化的質(zhì)量控制體系，質(zhì)量控制僅憑監(jiān)理人員的工作經(jīng)驗，工程建設(shè)質(zhì)量控制缺少量化指標(biāo)評價的問題，促進(jìn)了工程建設(shè)質(zhì)量管理工作的開展，提高了產(chǎn)能建設(shè)工程焊接質(zhì)量管理水平.

表10影響因素總排序

AB1B2B3B4B5B60.2758880.04928040.07890840.4838910.08032190.0317098總排序結(jié) 論C10.4442730.122570C20.4721110.130250C30.0836150.023068C40.2969610.014634C50.5396150.026592C60.1634240.008053C70.4231710.033391C80.0924180.007292C90.4844100.038224C100.5071580.245409C110.2038250.098629C120.0851920.041223C130.2038250.098629C140.7306450.058686C150.1883940.015132C160.0809610.006502C170.50.015854C180.50.015854

表11焊接質(zhì)量對策表

序號編號影響焊接質(zhì)量因素改 進(jìn) 措 施責(zé)任人完成時間1C10工藝試驗報告1.嚴(yán)格審核焊接工藝試驗報告;2.工藝試驗條件與現(xiàn)場環(huán)境相近.焊接工程師焊接前嚴(yán)格審核,施工過程中檢查2C2焊工水平考核1.焊接前組織焊工考試;2.嚴(yán)格檢查試件焊接質(zhì)量;3.不合格焊工嚴(yán)禁上崗作業(yè).焊接工程師焊接前考核3C1有效焊工資質(zhì)1.專業(yè)監(jiān)理工程師及時審核焊工資質(zhì)合格項目;2.監(jiān)理人員隨時核查焊工資質(zhì).焊接工程師施工過程隨時檢查4C13焊接方法正確運(yùn)用1.做焊接實驗前優(yōu)選焊接方法;2.施工過程中監(jiān)督焊工按規(guī)程操作.焊接工程師焊接試驗前優(yōu)選焊接方法;施工過程監(jiān)督檢查5C14焊接空間位置1.盡可能采用轉(zhuǎn)動焊,減少固定焊口數(shù)量;2.保證固定焊口有足夠作業(yè)空間.施工員施工過程隨時處理6C12減少焊接變形措施1.焊接前采取反變形措施;2.采取固定焊并調(diào)整焊接順序.焊接工人施工過程隨時檢查

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(編輯：姚佳良)

The application of APH model in the welding engineering quality control

GAO Xiu-Juan1, SUN Jian2

(1.Mathematics College, Baicheng Normal University, Baicheng 137000, China;2.China Petroleum Engineering Company Limited, Beijing 100085, China)

Abstract:We took welding quality control problem as an example, analyzed the influence factors on quality and built structure model, namely AHP model. After solving the model calculation, the percentage contribution of all levels’s impact factor to the overall goal was obtained. Then we took corresponding control measures according to the main factors, formed a set of scientific and effective quality control system, finally applied this system to the test point.

Key words:AHP model; welding engineering; quality control

中圖分類號：O221.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-6197(2016)02-0049-04

作者簡介：高秀娟,女,gxjteacher@163.com

基金項目：吉林省教育廳科學(xué)技術(shù)項目(基教科合字[2010]218)

收稿日期：2015-03-17