蔣東凱

（陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司寶雞卷煙廠(chǎng)，陜西 寶雞 721000）

1 引言

近年來(lái)，“十三五”規(guī)劃使整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)體系進(jìn)入全新的水平。倉(cāng)庫(kù)作為卷煙工廠(chǎng)的核心組成部分，是連接客戶(hù)、供應(yīng)鏈和制造業(yè)的重要部分。堆垛機(jī)是卷煙工廠(chǎng)倉(cāng)庫(kù)的重要設(shè)備之一，其健康狀態(tài)的優(yōu)劣決定了倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作效率，因此設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重要研究課題。

目前，常見(jiàn)的健康評(píng)價(jià)模型建立方法有層次分析法、熵權(quán)法、模糊綜合評(píng)判法、TOPSIS 模型、灰色關(guān)聯(lián)分析、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法等。

由于設(shè)備的各個(gè)性能狀態(tài)存在關(guān)聯(lián)性，且設(shè)備的健康狀態(tài)具有一定的模糊性，難以量化處理，因此本文將AHP 與模糊綜合評(píng)判法相結(jié)合來(lái)建立評(píng)價(jià)模型。AHP是用來(lái)確定各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重，而模糊綜合評(píng)判法處理設(shè)備的健康狀態(tài)模糊性以及難以量化的問(wèn)題，兩者結(jié)合對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)做出合理評(píng)價(jià)。

2 AHP 模糊綜合評(píng)判模型

2.1 基本概念

2.1.1 層次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）

AHP 是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T.L.薩迪教授在20 世紀(jì)70 年代初提出，是一種解決影響因素較多的復(fù)雜問(wèn)題的方法，也是一種定性和定量相結(jié)合的決策分析方法。該方法首先定性分解需解決的問(wèn)題，然后定量評(píng)價(jià)已分解的部分，最后綜合各部分的評(píng)價(jià)結(jié)果，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)決策。其基本步驟如下：

（1）建立階梯層次結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)待解決問(wèn)題各要素之間的相互關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行層次劃分，建立層次結(jié)構(gòu)模型。

（2）構(gòu)造比較判斷矩陣。以上一層次要素為準(zhǔn)則，將同一層次的各要素進(jìn)行兩兩比較，確定出各要素的相對(duì)重要程度，構(gòu)造比較判斷矩陣。

（3）計(jì)算單一準(zhǔn)則下要素的權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

（4）計(jì)算各層次要素的組合權(quán)重。

2.1.2 模糊綜合評(píng)判法（Fuzzy Comprehensive Evaluation, FCE）

模糊綜合評(píng)判法是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，基本思想是應(yīng)用模糊線(xiàn)性變換原理和隸屬度理論，將一些不易定量的因素定量化，對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行綜合性的評(píng)判。考慮評(píng)判因素的多少，模糊綜合評(píng)判法可分為單級(jí)模糊綜合評(píng)判和多級(jí)模糊綜合評(píng)判。

（1）單級(jí)模糊綜合評(píng)判

單級(jí)模糊綜合評(píng)判法的步驟如下：

①確定評(píng)判因素集U

評(píng)判因素集，由評(píng)判對(duì)象的評(píng)判因素組成的集合，記為U={u1,u2,…,um}，且滿(mǎn)足：

②確定評(píng)語(yǔ)集V

評(píng)語(yǔ)集，由評(píng)判對(duì)象的評(píng)判結(jié)果組成的評(píng)語(yǔ)的集合，記為V={v1,v2,…,vn}。

③確定因素的權(quán)重A

權(quán)重是衡量因素集中各因素的相對(duì)重要程度，權(quán)重的確定方法有很多，在實(shí)際運(yùn)用中常見(jiàn)的方法有：Delphi 法、專(zhuān)家調(diào)查法和層次分析法。

④確定模糊綜合判斷矩陣

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論，建立評(píng)判因素集到評(píng)語(yǔ)集的模糊關(guān)系，構(gòu)成了模糊關(guān)系矩陣R：

⑤綜合評(píng)判

模糊綜合評(píng)判，進(jìn)行矩陣合成運(yùn)算，得出了綜合評(píng)判集B：

（2）多級(jí)模糊綜合評(píng)判

在問(wèn)題較為復(fù)雜，因素較多時(shí)，單級(jí)模糊綜合評(píng)判往往不能給出較為滿(mǎn)意的結(jié)果，為提高精度，需要采用分層的辦法來(lái)解決問(wèn)題，即采用多級(jí)模糊綜合評(píng)判。

多級(jí)模糊綜合評(píng)判的基本思想如下：

①將影響評(píng)判對(duì)象的各個(gè)因素按屬性分類(lèi)，根據(jù)屬性分類(lèi)構(gòu)建階梯層級(jí)因素集。

②對(duì)較低層次的各因素進(jìn)行單因素評(píng)判，得出評(píng)判結(jié)果。

③依據(jù)層次關(guān)系進(jìn)行上一層次各個(gè)因素的綜合評(píng)判，即以低層級(jí)的評(píng)價(jià)結(jié)果作為上一層次的因素集的單因素評(píng)判，建立該層次的模糊關(guān)系矩陣，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出評(píng)判結(jié)果。

④由此類(lèi)推，根據(jù)需要可以得到二級(jí)、三級(jí)、…、n 級(jí)模糊綜合評(píng)判，如此可得到多級(jí)模糊綜合評(píng)判結(jié)果。

2.2 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

能夠反映設(shè)備運(yùn)行狀況的因素有很多，對(duì)于堆垛機(jī)來(lái)講，可將設(shè)備分為行走部分、升降部分、貨叉部分、控制部分、安全裝置部分等指標(biāo)。根據(jù)寶雞卷煙廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，本文選擇以下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)體系構(gòu)建。

2.3 評(píng)價(jià)步驟

2.3.1 確定評(píng)判因素集

評(píng)判因素集如表2 所示。

因素集U 分為三層：

第一層為U={u1,u2,u3,u4,u5}

第二層為u1={u11,u12,u13,u14,u15}；u2={u21,u22,u23,u24,u25}；u3={u31,u32}；u4={u41,u42,u43}；u5={u51,u52,u53,u54}

第三層為u13={u131,u132}；u14={u141,u142,u143,u144}

2.3.2 確定評(píng)語(yǔ)集

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 評(píng)判因素集

表3 評(píng)語(yǔ)集及分值范圍

表4 評(píng)價(jià)因素權(quán)重

設(shè)評(píng)語(yǔ)集V={v1,v2,v3,v4}，即堆垛機(jī)健康狀態(tài)的四個(gè)等級(jí)的集合，分別表示“正?！薄ⅰ白⒁狻?、“異常”、“嚴(yán)重”。根據(jù)以上原則確定評(píng)判集及取值。具體如下表所示。

說(shuō)明：評(píng)判集正常、注意、異常、嚴(yán)重四個(gè)檔次的取值區(qū)間根據(jù)管理要求確定。

2.3.3 確定各層因素的權(quán)重

運(yùn)用層次分析法確定各層因素權(quán)重，設(shè)總目標(biāo)層為X；一級(jí)因素為Y1行走部分、Y2升降部分、Y3貨叉部分、Y4控制部分、Y5安全裝置部分；二級(jí)因素為Zij(i=1,2,3,4,5)；三級(jí)因素為Wijk(i=1,2,3,4,5)。

2.3.4 確定因素評(píng)判矩陣

通過(guò)卷煙工廠(chǎng)設(shè)備管理專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)得到各因素的模糊綜合評(píng)判矩陣R。

2.3.5 模糊綜合評(píng)判

（1）分層綜合評(píng)判

建立綜合評(píng)判矩陣，從第三層開(kāi)始，根據(jù)式（1）采用加權(quán)平均型合成運(yùn)算，可得u13和u14綜合評(píng)判集B13和B14，以此類(lèi)推，計(jì)算出第二層的綜合評(píng)判集Bi（i=1,2,3,4,5）。

（2）高層次的綜合評(píng)判

將每個(gè)Ui看作一個(gè)因素，構(gòu)成一個(gè)新的因素集K，K 的單因素評(píng)判矩陣為RK=(B1，B2，B3，B4，B5)T。每個(gè)Ui作為U 的部分，反映了U 的某種屬性，根據(jù)它們的權(quán)重分配和式（1）得到最終的評(píng)判集。

3 模型實(shí)例應(yīng)用

卷煙工廠(chǎng)設(shè)備管理專(zhuān)家得到各因素的模糊綜合評(píng)判矩陣，運(yùn)用層次分析法得出各因素的權(quán)重。

將1#堆垛機(jī)2019 年12 月9 日至2019 年12 月15日的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)按照綜合評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用評(píng)估模型綜合計(jì)算得出堆垛機(jī)的健康狀況。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)寶雞卷煙廠(chǎng)的堆垛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果在一定程度上驗(yàn)證了評(píng)價(jià)方法的有效性，同時(shí)為卷煙工廠(chǎng)的設(shè)備維修提供科學(xué)、合理的決策支持。從而提高設(shè)備投資效益、降低設(shè)備使用成本，推進(jìn)設(shè)備管理精益化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)可控。運(yùn)用科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法判斷設(shè)備的健康狀態(tài)對(duì)設(shè)備維護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)意義。