姜華 方立強(qiáng) 蔡銳

摘要：本文介紹了開(kāi)展“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究科研及質(zhì)量管理有效性評(píng)估工作的意義，采用層次分析法，構(gòu)建了科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估的指標(biāo)系統(tǒng)，在此過(guò)程中說(shuō)明了對(duì)有效性影響的各個(gè)指標(biāo)間的邏輯關(guān)系;在此基礎(chǔ)上，本文利用模糊數(shù)學(xué)的相關(guān)方法進(jìn)行綜合評(píng)判，為從整體上評(píng)估本科研項(xiàng)目質(zhì)量管理有效性提供了一定的決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：層次分析法，模糊數(shù)學(xué)，質(zhì)量管理

1、前言

秦山第三核電有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“秦山三核”）兩臺(tái)CANDU-6型重水反應(yīng)堆，以重水作為慢化劑和冷卻劑。在電站正常運(yùn)行的過(guò)程中，重水受到中子的輻照生成氚。氚是低能的β射線發(fā)射體，具有滲透性強(qiáng)、易擴(kuò)散、防護(hù)難的特性。而隨著運(yùn)行對(duì)年的增加，重水中的氚比活度逐年增長(zhǎng)，已成為影響電站人員內(nèi)照射和電廠安全運(yùn)行的重要因素。

在綜合考慮技術(shù)可行性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性后，秦山三核擬采用重水精餾+儲(chǔ)存（WD+STORE）工藝作為后期建設(shè)項(xiàng)目的主要工藝路線。精餾技術(shù)主要是利用被分離組分間的沸點(diǎn)差實(shí)現(xiàn)分離，其工藝成熟、系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但對(duì)于含氚重水而言，DTO與D20的沸點(diǎn)極?。?.05-0.08℃），分離難度較大，對(duì)系統(tǒng)以及精餾塔的核心-填料也提出了更高的要求。

鑒于此，秦山三核委托中國(guó)核電工程有限公司開(kāi)展“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”科研工作，為后續(xù)的系統(tǒng)工程轉(zhuǎn)化提供關(guān)鍵性參數(shù)。

通過(guò)上述論述可知，由中國(guó)核電工程有限公司承接的“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”科研工作對(duì)于秦山三期重水精餾設(shè)施項(xiàng)目的最終建設(shè)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)既定的工程目標(biāo)具有重大的意義。鑒于此，在項(xiàng)目實(shí)施之前以成果為導(dǎo)向，開(kāi)展有針對(duì)性的科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估工作對(duì)于工程項(xiàng)目的最終成功是十分必要的。

2、研究對(duì)象主要內(nèi)容

“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”研究?jī)?nèi)容包括：

2.1耐高氚輻照關(guān)鍵設(shè)備及材料開(kāi)展研究

研究的主要內(nèi)容包括：調(diào)研耐高氚輻照材料的研究現(xiàn)狀、現(xiàn)有應(yīng)用材料的特點(diǎn)分析以及耐高氚輻照材料在工藝技術(shù)中應(yīng)用需要重點(diǎn)關(guān)注的性能指標(biāo)等。

2.2關(guān)鍵裝備工程樣機(jī)研制

開(kāi)展工藝仿真、機(jī)械仿真和儀控仿真工作，構(gòu)建工程樣機(jī)虛擬模型，并對(duì)模型進(jìn)行迭代優(yōu)化，逐步完善工藝方案。

2.3建立全尺寸重水精餾試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)驗(yàn)證

建立工程樣機(jī)全尺寸重水精餾試驗(yàn)系統(tǒng)，并根據(jù)重水精餾工藝配套建立必要的工藝系統(tǒng)（如重水進(jìn)料系統(tǒng)、高氚重水貯存等系統(tǒng)），完成重水精餾試驗(yàn)系統(tǒng)的集成;并開(kāi)展相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析試驗(yàn)成果，為工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵參數(shù)的確定提供參考依據(jù)。

2.4工程轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究

根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證成果優(yōu)化精餾工藝系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)，完成工程轉(zhuǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定整體方案及關(guān)鍵材料和設(shè)備。

3、科研質(zhì)量管理評(píng)估指標(biāo)體系的建立原則

與工程項(xiàng)目類(lèi)似，質(zhì)量管理工作是對(duì)科研實(shí)施監(jiān)督的有效手段，也是保證課題完成的重要手段。影響科研質(zhì)量管理的因素比較多，從質(zhì)量管理的完備性、客觀性、科學(xué)性和指標(biāo)體系原則出發(fā)，主要的影響因素包括有如下四個(gè)方面[1]：1）管理的職責(zé)過(guò)程;2）資源的管理過(guò)程;3）科研成果實(shí)現(xiàn)的過(guò)程;4）測(cè)量、分析和不斷改進(jìn)的過(guò)程。因此，科研項(xiàng)目質(zhì)量管理的過(guò)程，屬于一項(xiàng)綜合的評(píng)價(jià)工作。

對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行綜合后評(píng)價(jià)時(shí)，需對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行賦值，即確定指標(biāo)的權(quán)重，以此來(lái)衡量各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)總目標(biāo)的重要性程度。確定權(quán)重的方法主要可以分為主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是指通過(guò)人們的經(jīng)驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，主要有德?tīng)柗品ㄅc層次分析法等?？陀^賦權(quán)法是指利用數(shù)學(xué)方法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)承載的原始信息進(jìn)行處理從而得出指標(biāo)權(quán)值的方法，主要有熵權(quán)法、主成分分析法與變異系數(shù)法等。通過(guò)主客觀賦權(quán)法的概念我們可以看出，客觀賦權(quán)法將人的經(jīng)驗(yàn)與主觀能動(dòng)性完全排除在外，可能會(huì)錯(cuò)失許多有價(jià)值的信息，主觀賦權(quán)法充分利用了人的主觀經(jīng)驗(yàn)，但事物本身所承載的原始信息卻被完全忽視。各種方法存在著其本身優(yōu)點(diǎn)與固有的缺陷，因此，在選擇方法時(shí)，需考慮問(wèn)題本身的信息承載情況，選擇最適用的賦權(quán)方法。

本文的評(píng)價(jià)對(duì)象為科研項(xiàng)目的質(zhì)量管理過(guò)程，各項(xiàng)指標(biāo)承載的客觀原始信息過(guò)少，不確定性因素過(guò)多，且大多為模糊性的、難以量化的信息，因此，客觀賦權(quán)的方法并不適用本文的研究對(duì)象。本文選取目前應(yīng)用最廣泛且最為成熟的賦權(quán)方法—層次分析法，作為確定各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)值的方法。

層次分析法是美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家SattyTL等人在上世紀(jì)70年代提出的一種定性與定量相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法，它的基本思想是根據(jù)多目標(biāo)決策問(wèn)題總目標(biāo)以及影響因素之間的關(guān)系，將所有因素劃分為不同的層次，構(gòu)造一個(gè)清晰的層次結(jié)構(gòu)。通過(guò)主觀判斷，將每一層次因素之間的相對(duì)重要性進(jìn)行定性描述，并將這種定性描述轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的定量數(shù)值，進(jìn)而構(gòu)造出判斷矩陣，通過(guò)線性代數(shù)的方法計(jì)算某層因素相對(duì)于上一層次的權(quán)值，即層次單排序的權(quán)值，進(jìn)而與上一層次因素本身的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)綜合，便可得出某層因素相對(duì)于上一層次的權(quán)值，即層次總排序的權(quán)值，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)因素相對(duì)于最終目標(biāo)的優(yōu)劣排序[2]。此外，影響科研質(zhì)量管理有效性的各個(gè)過(guò)程之間的關(guān)系比較明確且關(guān)聯(lián)程度較弱，運(yùn)用層次分析法可以清晰建立分層遞階的層次結(jié)構(gòu)模型，在一定程度上降低了模型的計(jì)算難度[3]。

根據(jù)上述分析以及層次分析法的，本文將“管理的職責(zé)過(guò)程”、“資源的管理過(guò)程”、“科研成果實(shí)現(xiàn)的過(guò)程”以及“測(cè)量、分析和改進(jìn)過(guò)程”這四個(gè)因素定位層次分析法中的一級(jí)指標(biāo)層。對(duì)一級(jí)指標(biāo)層影響比較大的有22個(gè)子因素，分別為：1）管理評(píng)審，2）以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，3）質(zhì)量方針，4）策劃，5）職責(zé)、權(quán)限和溝通，6）管理承諾，7）人力資源，8）基礎(chǔ)設(shè)施，9）工作環(huán)境，10）信息，11）財(cái)務(wù)資源，12）產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的策劃，13）與顧客有關(guān)過(guò)程，14）設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，15）采購(gòu)，16）生產(chǎn)與服務(wù)提供，17）監(jiān)視和測(cè)量裝置的控制，18）技術(shù)狀態(tài)管理，19）監(jiān)視和測(cè)量，20）不合格品控制，21）數(shù)據(jù)分析，22）持續(xù)改進(jìn)，將這22個(gè)子因素定義為二級(jí)指標(biāo)層[4]。

為了解決指標(biāo)體系中定性及定量指標(biāo)反映信息模糊性，不適宜采用定量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的問(wèn)題，本文將采用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)科研項(xiàng)目有效性進(jìn)行評(píng)估。

4、層次分析法—模糊綜合評(píng)價(jià)模型

4.1確定評(píng)估體系各指標(biāo)權(quán)重

在科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估指標(biāo)體系中，各二級(jí)指標(biāo)因素對(duì)總指的影響程度是不完全相同的，因此各二級(jí)指標(biāo)在總的指標(biāo)體系中所占的權(quán)重不同?？梢詰?yīng)用1-9的比例標(biāo)度方法構(gòu)造判斷矩陣，然后求出判斷矩陣的最大特征值和特征向量，再經(jīng)歸一化處理后，得到相對(duì)應(yīng)于上一層的權(quán)重值。經(jīng)矩陣的一致性檢驗(yàn)滿(mǎn)意后方可使用。

4.2建立模糊綜合評(píng)判矩陣

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理及特點(diǎn)，采用模糊綜合評(píng)判模型適用于解決質(zhì)量管理有效性評(píng)估這樣的多因素、多層次的問(wèn)題[5]，具體的操作過(guò)程如下：

對(duì)二級(jí)指標(biāo)層的每一個(gè)元素 分別進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，假定評(píng)語(yǔ)集用V來(lái)表示，且 ，其中 是對(duì)元素 的第 個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果。

將所有的評(píng)語(yǔ)集排列成一個(gè)矩陣，構(gòu)造出模糊評(píng)價(jià)的隸屬度矩陣，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)矩陣的乘法運(yùn)算，得到最終的評(píng)判結(jié)果。

根據(jù)本文第3部分對(duì)科研項(xiàng)目質(zhì)保管理有效性影響因素不同層級(jí)的說(shuō)明，應(yīng)用層次分析法，建立如表1所示的科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估指標(biāo)體系。

5、重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估

在對(duì)層次分析及模糊數(shù)學(xué)分析法以及科研項(xiàng)目質(zhì)保管理有效性影響因素說(shuō)明的基礎(chǔ)上，本文將對(duì)“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”采用層次分析結(jié)合模糊數(shù)學(xué)的方法，就科研質(zhì)量管理有效性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

5.1確定評(píng)估體系各指標(biāo)的權(quán)重值

為了便于工作開(kāi)展，本文采用了簡(jiǎn)化處理方式，對(duì)于“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究科研”質(zhì)量管理有效性評(píng)估的各二級(jí)指標(biāo)因素的權(quán)重直接采用了相關(guān)文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)[6]，具體如表2所示。

5.3綜合評(píng)估結(jié)果與說(shuō)明

由上面論述已得到的二級(jí)指標(biāo)因素對(duì)“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”科研質(zhì)量管理有效性影響的權(quán)重矩陣A和模糊綜合評(píng)判隸屬度矩陣P，按照本論文4.2節(jié)論述的計(jì)算方法，可以得到本科研課題質(zhì)量管理有效性評(píng)估的結(jié)果，即 。

通過(guò)矩陣計(jì)算可以得到 。根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示，“好”的程度為27.63%，“較好”的程度為42.46%，“一般”的程度為24.45%，“差”的程度是5.66%，按照最大隸屬度原則，針對(duì)“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”科研質(zhì)量管理有效性評(píng)估的結(jié)果為較好。

結(jié)論

由于科研工作的不確定性及科研工作自身定位所限，對(duì)科研工作質(zhì)量管理有效性評(píng)估的研究尚處于起步階段[8]，用于評(píng)估有效性的方法也處于摸索時(shí)期。本文針對(duì)“重水精餾工程轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”工程轉(zhuǎn)化的特殊性，參考其他科研項(xiàng)目質(zhì)量管理有效性評(píng)估的方法，使用層次分析與和模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法，建立了科研質(zhì)量管理有效性模糊綜合評(píng)判模型，對(duì)影響本項(xiàng)目質(zhì)量管理有效性的因素進(jìn)行識(shí)別、分析，并采用定量（半定量）的方法對(duì)科研質(zhì)量管理有效性進(jìn)行了評(píng)估，為科研項(xiàng)目及后續(xù)工程項(xiàng)目的實(shí)施具有一定程度的指導(dǎo)意義。

此外，盡管通過(guò)評(píng)價(jià)得到了質(zhì)量管理有效性為“較好”的結(jié)論，但考慮到其與工程項(xiàng)目的前后邏輯關(guān)系，應(yīng)該充分意識(shí)到本科研項(xiàng)目的特殊性與重要性，除了制定嚴(yán)密詳細(xì)的科研質(zhì)保規(guī)定，還應(yīng)從科研開(kāi)展的全過(guò)程對(duì)質(zhì)量進(jìn)行預(yù)控，加強(qiáng)科研過(guò)程中相關(guān)設(shè)計(jì)管理、增強(qiáng)采購(gòu)及安裝調(diào)試過(guò)程中分包商的質(zhì)量控制等，為重水精餾設(shè)施最終的順利投運(yùn)打下良好的基礎(chǔ)。

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