电磁流量计产品质量水平综合评价方法

本文以电磁流量计为例，探讨了产品水平综合评价方法。在充分社会调查的基础上，确定了评价指标体系，包含定量指标和定性指标。应用熵权理论和模糊理论，建立了电磁流量计产品水平评价模型，经实例验证达到了预期效果。

    1 产品水平综合评价指标体系

    为使产品水平评价更全面、合理，参考GB/T18660－2002“封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法”及其他可修复产品水平综合评价指标体系，建立了电磁流量计产品水平综合评价指标体系，即

    电磁流量计产品水平综合评价指标体系如表1所示。

    其中，功能性指标取电磁流量计的zui大流量。可参照生产厂家提供的产品选型样本，zui大流量单位为m³/h。可靠性指标选取电磁流量计的MT-BF。可根据生产厂家提供的市场调查信息，或对故障数据进行统计分析，利用概率图法获得MTBF的点估计值。

表1 电磁流量计产品水平综合评价指标体系

    2 熵权的计算

    设产品有m个评价指标，n个待评状态，则有原始评价指标矩阵

    若每种待评状态出现的概率为pj（j=1，2，3，…，n），则产品的信息熵定义为

        （1）

    对于某个指标yi（i=1，2，3，…，m）的信息熵为

       （2）

    式中，n为待评状态数，p_ij为第i项指标下第j种状态指标值的比重，且有

        （3）

    第i项指标的熵权定义为

        （4）

    由此，得到基于熵权法的评价指标权向量为

       （5）      

    如果某个指标的熵越小，表明其指标值的变异程度越大，提供的信息量越大，在综合评价中所起的作用越大，其权重也应该越大。所以在具体分析过程中，可以根据各个指标的变异程度，利用熵来计算各指标的客观权重。

    3 模糊评价方法

    模糊综合评价的基本步骤如图1所示。    

图1 模糊综合评价基本步骤

    3.1 标准化评价指标矩阵C

    若原始评价指标矩阵Y=（y_ij）_m′n中出现的指标量纲不同，可采用TOPSIS法，对各指标进行标准化处理．具体计算公式如下：    

        （6）

    由式（6）可得出各指标的标准化矩阵，即

        （7）

    3.2 评判等级V和单因素评价集R

    根据社会调查，将产品水平分为5个评判等级，分别为很低，低，一般，高，很高，即

    V=（很低，低，一般，高，很高）    

    在充分考虑产品使用价值和尊重用户意见的基础上，将电磁流量计的定量、定性评价指标均分为5个等级，如表2所示。

表2 评价指标分等界限值

    根据各评价指标的分等界限值，构造三角隶属函数示意图如图2所示。    

图2 三角形隶属函数示意图

    利用以下三角形隶属函数公式

        （8）

    式中，i=1，2，3，…，m．

    可得

        （9）

    式中i=1，2，3，…，m。

    根据式（9），单因素评价集R为

        （10）

    3.3 确定评价指标综合权重W    

    在利用多项指标进行综合评价过程中，因为每项指标对产品水平的贡献不同，需要有不同的权重分配，因此合理的分配权重是量化评估的关键．本文采用专家经验和理论计算的主、客观赋权相结合的方法确定各项指标的权重。

    根据标准化矩阵C，有下式：

        （11）

    式中：；n为待评状态数；p'ij为标准矩阵C中第i项指标下第j种状态指标值的比重，计算出ci的信息熵。

    c_i的熵权为

        （12）

    根据式（12），得到基于熵权法的评价指标权向量为

        （13）

    结合专家意见及用户反馈信息，评价指标体系中主观权重向量定义为

       （14）

    式中eⁱ为专家或用户评价权值，i=1，2，3，…，m。

    且e¹，e²，…，e^m已实现归一化处理，即

    根据

        （15）

    式中w^'i_H为各指标标准化处理后熵权法确定的权值。

    计算得到综合权重向量为

       （16）

    根据对20位专家及用户的问卷调查统计结果，由式（16）计算出电磁流量计的各项指标的综合权重向量为

    3.4 选择合成算子

    模糊综合评价的基本模型为

       （17）

    根据评价模型与合成算子在模糊综合评价中的特点，选用加权平均型M（·，Å）算子进行运算，再由计算结果，按照zui大隶属度原则，确定评价等级。

    4 应用实例

    评价对象为四个制造商生产的同口径电磁流量计（设为A型、B型、C型和D型，其中A、B为*，C为国内中型企业生产，D为国内大型企业生产）。根据产品评价指标体系（表1），得到的A、B、C、D四种电磁流量计的单因素评价集（计算过程略）分别为

    根据式（17）确立的评价模型，对A、B、C、D四种电磁流量计的评价进行综合，运算结果如下：

    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大隶属度原则，模糊综合评价结果如表3所示。

表3 四种电磁流量计模糊综合评价结果

    5 结论

    通过上述分析得出下面结论：

    1）通过实例验证了评价方法的有效性；

    2）评价结果表明，国外电磁流量计整体水平明显高于国产的产品，而且不同企业生产的产品的水平也有明显差异．

    3）本文给出的方法可供用户在选购产品时作为参考．同时也有助于制造商通过产品水平评价对比了解国内外行情，明确提高产品竞争力的途径。