本文分析了機(jī)械設(shè)備選型中需考慮的各項(xiàng)因素，并在此基礎(chǔ)上建立了機(jī)械設(shè)備選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出了機(jī)械設(shè)備選型方案的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，最后舉例說(shuō)明了具體評(píng)價(jià)過(guò)程。
關(guān)鍵詞：設(shè)備選型 模糊綜合評(píng)價(jià) AHP
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天，由于機(jī)械生產(chǎn)廠家繁多、產(chǎn)品種類復(fù)雜、技術(shù)質(zhì)量和性能不一，作業(yè)對(duì)象模糊多樣，如何能夠準(zhǔn)確及時(shí)的為工程施工選擇配套符合生產(chǎn)要求的、技術(shù)性能先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備是企業(yè)設(shè)備管理人員的新課題，也是施工企業(yè)水平的標(biāo)志�？梢�(jiàn)，做好機(jī)械設(shè)備的選型配套工作，是設(shè)備管理的重要工作。
設(shè)備的選型屬于多目標(biāo)決策問(wèn)題，它的方案評(píng)價(jià)涉及到許許多多的因素，其中既有定量的因素（如價(jià)格等），又有定性的因素（如使用可靠性等）。因素的多樣性和不確定性，都使得設(shè)備的選型變得復(fù)雜和重要。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)選型，缺乏完善的定性分析、比較的理論與方法，不能綜合闡述多人意愿，這樣勢(shì)必造成方案評(píng)價(jià)的不完善，甚至有些時(shí)候反而摒棄了最優(yōu)方案。因而，建立一套行之有效的設(shè)備選型方案綜合評(píng)價(jià)辦法，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)選型向科學(xué)選型的過(guò)渡，是很有必要的。
1 機(jī)械設(shè)備選型涉及的指標(biāo)體系
評(píng)價(jià)一個(gè)選型方案的優(yōu)劣，首先需有一個(gè)正確而全面的評(píng)價(jià)系統(tǒng)與評(píng)價(jià)指標(biāo)。機(jī)械設(shè)備選型要充分考慮各方面的因素，本文經(jīng)比較擬從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)性能、社會(huì)關(guān)系、人機(jī)關(guān)系以及配套性等五個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而對(duì)多個(gè)選型方案進(jìn)行綜合比較分析，找出最佳的選型方案。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。
1.1 影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的因素
投入前支出的費(fèi)用：除設(shè)備安裝搬遷費(fèi)用外，為了設(shè)備的運(yùn)行而進(jìn)行的設(shè)備早期投入，如相關(guān)人員的聘請(qǐng)和培訓(xùn)，設(shè)備的報(bào)裝、標(biāo)定、認(rèn)證等等。
設(shè)備臺(tái)班費(fèi)用：工作臺(tái)班費(fèi)用和停機(jī)臺(tái)班費(fèi)用。
運(yùn)行附加費(fèi)用：設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，除臺(tái)班費(fèi)外發(fā)生的與該臺(tái)設(shè)備有關(guān)的費(fèi)用，比如設(shè)備保養(yǎng)和小修費(fèi)用等。
安裝搬遷費(fèi)用：設(shè)備入場(chǎng)搬遷和安裝的費(fèi)用加上撤場(chǎng)搬遷和清場(chǎng)費(fèi)用的總和。
售價(jià)及付款方式：設(shè)備的售價(jià)及付款方式往往是資金緊張的中、小企業(yè)重點(diǎn)考慮的因素，它直接關(guān)系到工程的延續(xù)性。
1.2 影響技術(shù)指標(biāo)的因素
使用可靠性：這是評(píng)價(jià)設(shè)備技術(shù)性能最重要的因素之一。我國(guó)目前對(duì)筑養(yǎng)路機(jī)械的使用可靠性無(wú)統(tǒng)一的要求。國(guó)外筑機(jī)產(chǎn)品一般要求出廠后能夠連續(xù)使用1500h～2000h而不應(yīng)出現(xiàn)機(jī)械故障。根據(jù)大多數(shù)廠家對(duì)機(jī)械設(shè)備可靠性的要求，我國(guó)此類機(jī)械的連續(xù)使用期應(yīng)保證在1000h～1500h不出故障為宜。由于筑養(yǎng)路機(jī)械的惡劣的作業(yè)環(huán)境，其工作的可靠性較之機(jī)械本身的技術(shù)先進(jìn)性更為重要。
制造工藝：制造工藝是保證設(shè)備使用可靠性的重要前提，它反映和衡量了生產(chǎn)廠家的技術(shù)和管理水平。
生產(chǎn)率：生產(chǎn)率充分反映了設(shè)備的機(jī)群配套能力，反映了設(shè)備的使用性能。
自控程度：自控程度的高低是反映設(shè)備自身技術(shù)水平的基本指標(biāo)，它是指設(shè)備在人工無(wú)法完成的操作和工作質(zhì)量控制中采用自控技術(shù)程度的高低。機(jī)械設(shè)備的自控水平是整個(gè)制造企業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的集中體現(xiàn)。
維修性：維修性這里指的是維修保養(yǎng)的可達(dá)性、零配件的互換性以及針對(duì)維修的防差錯(cuò)設(shè)計(jì)等，它是依靠科學(xué)合理的設(shè)計(jì)及良好的加工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。在項(xiàng)目工程進(jìn)行中，為了提高機(jī)械的利用率，常要求機(jī)械的故障能夠在現(xiàn)場(chǎng)處理，這就要求機(jī)械必須拆裝方便，零配件供應(yīng)必須可靠且互換性較好，同時(shí)應(yīng)有為特殊部位設(shè)計(jì)專修工具等。設(shè)備的維修性好壞直接反映了一個(gè)制造企業(yè)設(shè)計(jì)水平和制造工藝水平的高低。
�。�.3 涉及社會(huì)關(guān)系的因素
貨源及供貨渠道：如果是租賃，指的是設(shè)備經(jīng)租渠道，如果是購(gòu)置，則指的是設(shè)備代理商或制造廠家。貨源及供貨渠道的不同直接影響設(shè)備的售價(jià)（租賃費(fèi)用）以及售后服務(wù)等。
供貨或到貨周期：原理上周期越短越好，但是對(duì)于選配或定購(gòu)的設(shè)備，在不影響整個(gè)工程進(jìn)度的前提下必須保證廠家有足夠的時(shí)間生產(chǎn)，以免出現(xiàn)趕工現(xiàn)象，影響設(shè)備制造質(zhì)量。
運(yùn)輸方式及要求：運(yùn)輸方式的不同，為此需承擔(dān)的費(fèi)用也不同，運(yùn)輸造成的風(fēng)險(xiǎn)也不同。而運(yùn)輸有無(wú)特殊要求這項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)也反應(yīng)了制造企業(yè)的設(shè)計(jì)水平。
售后服務(wù)：這里的售后服務(wù)是泛指，它包括專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、零配件的供應(yīng)、技術(shù)檢測(cè)以及設(shè)備維修保養(yǎng)等。
維修配件的供應(yīng)：這一項(xiàng)本來(lái)屬于售后服務(wù)的范疇，但是由于其重要性而將其單獨(dú)列出。維修配件的供應(yīng)在這里不光是售后服務(wù)里的零配件供應(yīng)，它還包括除售后服務(wù)機(jī)構(gòu)外獲得維修配件的難易程度。
環(huán)境污染程度：這里的環(huán)境污染程度也是泛指，指的是設(shè)備安裝及運(yùn)行對(duì)周邊環(huán)境的影響程度。
�。�.4 涉及人機(jī)關(guān)系的因素
操作安全性：操作安全性指的是設(shè)備安全防護(hù)裝置的完善程度。
操作舒適性：舒適性指的是機(jī)手的操作駕駛條件，良好的操作駕駛條件主要指機(jī)械要有舒適的乘坐條件、廣闊的視野和空調(diào)通風(fēng)設(shè)備。對(duì)于筑養(yǎng)路機(jī)械，由于它的作業(yè)環(huán)境惡劣，流動(dòng)性大，操作極度頻繁，因而駕駛者容易疲勞，也容易出現(xiàn)操作失誤并導(dǎo)致事故，因此，具有良好的操縱條件應(yīng)視為提高工作效率和減少事故的重要因素。
相關(guān)配套人數(shù)：這項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)也反映了設(shè)備的操作性和自動(dòng)化程度。
1.5 影響設(shè)備配套性的因素
項(xiàng)目配套性：指的是引入的設(shè)備對(duì)本項(xiàng)目的適用性。
機(jī)群配套性：指的是引入的設(shè)備與項(xiàng)目現(xiàn)有設(shè)備的配套程度，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備配套的影響。
2 評(píng)價(jià)方法的選擇
從上面分析的機(jī)械設(shè)備選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可以看出，設(shè)備選型方案的評(píng)價(jià)，涉及到多項(xiàng)指標(biāo)，需要綜合考慮技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會(huì)關(guān)系、人機(jī)關(guān)系以及配套性等諸多因素，進(jìn)行綜合分析與比較，以尋求整體最優(yōu)的方案。方案評(píng)選時(shí)，由于多目標(biāo)的存在，要考慮的影響因素繁多，這些因素有些是可量化因素，有些是不可量化的，對(duì)這些不可量化因素的評(píng)價(jià)又帶有一定的模糊性，無(wú)法做出定性的評(píng)價(jià)，給評(píng)價(jià)帶來(lái)了很大的難度，采用常規(guī)評(píng)價(jià)方法即經(jīng)典數(shù)學(xué)方法顯然是無(wú)能為力的�；谏鲜鲈�，本文參照有關(guān)文獻(xiàn)[1][2][3]，在實(shí)際工作中，結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)選型方法，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、AHP法（層次分析法）、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論，采用了一種多層次、多因素模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)選型方案進(jìn)行了綜合分析評(píng)價(jià)和優(yōu)化選擇。這種方法是在T.L.Sauty教授的AHP法的基礎(chǔ)上，用改進(jìn)后的AHP法確定各因素的隸屬度，解決了許多定性因素?zé)o法量化的問(wèn)題，對(duì)那些不確定因素的不同描述由專家給出然后加以綜合評(píng)價(jià)，以避免絕對(duì)地評(píng)價(jià)。
3 模糊綜合評(píng)價(jià)法概述
根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的理論，模糊綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型是由因素集U，評(píng)判集V和評(píng)判矩陣R三要素組成的。先確定因素集U=(u1,u2,…,ui,…,un)，ui表示對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象有影響的第i個(gè)因素；再確定評(píng)判集V=(v1,v2,…,vk,…,vp)，vk表示對(duì)因素評(píng)價(jià)第k個(gè)等級(jí)的分?jǐn)?shù)值。若對(duì)第i個(gè)因素的單因素評(píng)判為U到V上的模糊關(guān)系：R(ri1,ri2,…,rip)，于是，n個(gè)因素的評(píng)判矩陣為R=(rik)n×p。
通過(guò)確定權(quán)重A=(a1,a2,…,ai,…,an)，ai為第i個(gè)因素所對(duì)應(yīng)的權(quán)重，且。
最后得到綜合評(píng)判的結(jié)果B=A·R=(b1,b2,…,bp)，根據(jù)B和評(píng)判集V計(jì)算出各方案所得的分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)最高者即為最優(yōu)方案。
3.1 因素集、評(píng)語(yǔ)集和評(píng)價(jià)對(duì)象集的確定
因素集U=(u1,u2,…,ui,…,un)，其中ui表示對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象有影響的第i個(gè)因素，ui 又可分為多個(gè)因素uij，依次類推，可建立多層次、多因素集。
評(píng)語(yǔ)集V=(v1,v2,…,vk,…,vp)，其中vk表示對(duì)因素評(píng)價(jià)的第k個(gè)等級(jí)。
U和V都是給定的有限論域。
3.2 構(gòu)造因素間的比較判斷矩陣
根據(jù)層次分析法（AHP法）原理，需要對(duì)各層因素進(jìn)行兩兩比較，確定彼此之間的重要度，每位專家需從第一層到最底層對(duì)有關(guān)因素的相對(duì)重要程度進(jìn)行兩兩比較判斷（兩兩比較判斷的因素必須是同一層的，而且必須是屬于上一層的同一指標(biāo)），從而獲得一系列的比較判斷矩陣。
因素間的相對(duì)重要程度可以用標(biāo)度法來(lái)量化，參照文獻(xiàn)[2][3]，本文選用如表1所示的指數(shù)標(biāo)度法。
設(shè)有專家組S=(s1,s2,…,ss)(s≥1)，專家組S中任一個(gè)專家Sk 對(duì)因素ui和uj 進(jìn)行比較，按表1進(jìn)行量化，得比較判斷矩陣：，
其中i,j=1,2,∧,n,且有，，
顯然A(k)為互反陣，從而為反對(duì)稱陣。
根據(jù)文獻(xiàn)[4]，當(dāng)專家評(píng)價(jià)的總體標(biāo)準(zhǔn)差
均小于1時(shí)，
可以認(rèn)為專家組的意見(jiàn)較為統(tǒng)一，這時(shí)可以用各專家判斷值的算術(shù)平均值來(lái)作為群組判斷的結(jié)果，從而，它不一定具有一致性，進(jìn)而構(gòu)造群組判斷矩陣，其中。由文獻(xiàn)[4]知矩陣A* 是A（Ak 的算術(shù)平均陣）的擬優(yōu)傳遞陣，并且它是一致的。
當(dāng)存在時(shí)，則說(shuō)明專家組的意見(jiàn)分歧較大，此時(shí)不能簡(jiǎn)單的利用各專家判斷值的數(shù)學(xué)平均值來(lái)構(gòu)造群組判斷矩陣，根據(jù)文獻(xiàn)[4]，可用最優(yōu)傳遞矩陣法計(jì)算，即求得使最小的最優(yōu)傳遞矩陣，
其中，令 ,其中α為相鄰兩級(jí)評(píng)語(yǔ)的客觀重要比率，在這里可取1.3161或1.7321，矩陣A*就是所需的群組比較判斷矩陣，它是一致性的。
根據(jù)所獲得的群組判斷矩陣，我們可以利用方根法求得各指標(biāo)的權(quán)重，歸一化后可得各指標(biāo)相對(duì)于上一級(jí)目標(biāo)層的標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重，再由層次總排序即可求得最低層對(duì)總目標(biāo)層的標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重。
3.3 綜合評(píng)判
制作評(píng)判表并組織“專家組”調(diào)研，并對(duì)現(xiàn)有設(shè)備選型方案進(jìn)行獨(dú)自評(píng)測(cè)，將評(píng)判結(jié)果填入評(píng)判表內(nèi)。評(píng)判表的形式如表2所示：
根據(jù)調(diào)查表可得二級(jí)因素集相對(duì)于一級(jí)因素的評(píng)價(jià)矩陣，其中i=1,2,∧,n,j=1,2,∧,m,k=1,2,∧,p, rijk為因素Uij相對(duì)于上述評(píng)語(yǔ)集V第k個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。
從而有一級(jí)因素集相對(duì)于總目標(biāo)（設(shè)備選型方案）的綜合評(píng)價(jià)矩陣R:
最后得到綜合評(píng)判的結(jié)果B=A·R=(b1,b2,…,bp)。
取百分制，令評(píng)判集V＝{好，較好，一般，差}＝{100～85,85～75,75～60,<60 }，顯然各等級(jí)分?jǐn)?shù)重心依次為：92.5，80，67.5，30，于是可用Pi=B·VT=92.5b1+80b2+67.5b3+30b4計(jì)算出各方案所得的分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)最高者即為最優(yōu)方案。
4 機(jī)械設(shè)備選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各評(píng)價(jià)因素權(quán)重的確定
根據(jù)3.2，組織我公司6名相關(guān)人員（機(jī)電高級(jí)工程師一人，工程師三人，助理工程師兩人，其中技術(shù)崗位的三人，管理崗位的三人）對(duì)評(píng)價(jià)體系各一級(jí)因素兩兩進(jìn)行重要程度比較，按表1量化后有：
兩邊取對(duì)數(shù)得反對(duì)稱陣
，從而有群體判斷總體標(biāo)準(zhǔn)差：
由總體標(biāo)準(zhǔn)差σij均小于1判定專家組的意見(jiàn)較為統(tǒng)一，于是可計(jì)算出反對(duì)稱陣B(k)的平均陣為：
從而最終的群組判斷矩陣為：
根據(jù)方根法求得A*的特征向量，歸一化后即得一級(jí)因素集各因素的權(quán)重：
A=(0.2219 0.3475 0.1470 0.1087 0.1749)
同理可得二級(jí)因素集各因素的權(quán)重：
A(1)=(0.1724 0.1925 0.1298 0.1298 0.3755)
A(2)=(0.2555 0.1383 0.3097 0.1530 0.1435)
A(3)=(0.1395 0.2027 0.1144 0.2454 0.2027 0.0953)
A(4)=(0.4134 0.3000 0.2866)
A(5)=(0.5229 0.4771)
5 機(jī)械設(shè)備選型方案評(píng)價(jià)實(shí)例
某單位因工程需要需添置瀝青混凝土拌和樓一臺(tái)，要求生產(chǎn)率在80～100T/h，價(jià)格在300萬(wàn)元左右，由于資金緊張，最好能采用分期付款方式，延長(zhǎng)付款周期�，F(xiàn)可供選擇的方案有A、B、C、D四種，試比較選型方案。
首先組織“專家組”分別對(duì)A、B、C、D四種產(chǎn)品及其生產(chǎn)廠家、用戶進(jìn)行充分調(diào)研，將調(diào)研結(jié)果匯總?cè)绫?所示。
然后各“專家” 根據(jù)調(diào)查結(jié)果獨(dú)自對(duì)各方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，將其填入表2內(nèi)，經(jīng)整理后有：
A方案：
從而有：
方案A的總得分為：
同理可求得方案B的總得分為64.59分，方案C的總得分為69.66分，方案C的總得分為57.63分，顯然方案 A為最優(yōu)方案。
6 結(jié)束語(yǔ)
�。�1）采用上述的機(jī)械設(shè)備選型方案綜合評(píng)價(jià)辦法在實(shí)際應(yīng)用中是可行的，它能夠綜合考慮“專家組”所有人的意愿，同時(shí)又能體現(xiàn)“專家組”意見(jiàn)的集中性和判斷的一致性。
�。�2）在實(shí)際應(yīng)用中，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立得越細(xì)致，調(diào)研越詳盡，選型結(jié)果將越能反應(yīng)“專家組”的集體意見(jiàn)。
�。�3）機(jī)械設(shè)備選型方案綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立以及指標(biāo)權(quán)重的確定不是一朝一夕的，也并不是一成不變的，它是長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累和復(fù)雜運(yùn)算的結(jié)果，需要在實(shí)際使用中不斷完善。
�。�4）選型評(píng)價(jià)過(guò)程中牽涉到了大量的矩陣運(yùn)算，為了減輕人工計(jì)算量，可編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序來(lái)完成。本文的計(jì)算過(guò)程是由筆者自行編制的“設(shè)備選型方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)”來(lái)完成的。
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