模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

葛家寶（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林省吉林市 132000）

模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

葛家寶
（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林省吉林市 132000）

近年來(lái)食品質(zhì)量安全事件頻發(fā)，食品安全問(wèn)題引起了社會(huì)的廣泛重視。茶葉作為我國(guó)的大宗農(nóng)產(chǎn)品，其質(zhì)量安全問(wèn)題也受到了各界人士的關(guān)注。茶葉質(zhì)量不僅關(guān)乎茶葉企業(yè)生存和發(fā)展，還關(guān)系到我國(guó)整個(gè)茶產(chǎn)業(yè)在世界的份額和市場(chǎng)。本文就傳統(tǒng)和現(xiàn)代茶葉的質(zhì)量管理進(jìn)行深入分析，構(gòu)建了新時(shí)期的茶葉質(zhì)量管理的數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)從貼近度原則和擇近原則兩方面，詳細(xì)解釋了模糊數(shù)學(xué)原理在茶葉質(zhì)量模型構(gòu)建中的應(yīng)用，這對(duì)茶葉質(zhì)量模型的應(yīng)用和簡(jiǎn)化，提供了更為簡(jiǎn)便、實(shí)用的參考。

茶葉安全；質(zhì)量模型；模糊數(shù)學(xué)理論

茶葉的質(zhì)量安全問(wèn)題，主要出現(xiàn)在農(nóng)藥殘留方面上。茶葉種植時(shí)的農(nóng)藥殘留，不僅關(guān)系到茶葉的口感和品質(zhì)，還關(guān)系到每個(gè)消費(fèi)者的健康和安全。歐洲和亞洲的一些國(guó)家，例如：歐洲對(duì)于農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)的制定十分嚴(yán)格，不僅每年增加農(nóng)藥檢測(cè)指標(biāo)、擴(kuò)大農(nóng)藥檢測(cè)范圍，而且對(duì)農(nóng)藥的最高允許殘留標(biāo)準(zhǔn)也是逐年提高。因此，構(gòu)建科學(xué)完善的茶葉質(zhì)量監(jiān)控體系，對(duì)提高我國(guó)茶葉質(zhì)量和保證我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

1　茶葉質(zhì)量模型構(gòu)建

質(zhì)量是企業(yè)的生命，在現(xiàn)代國(guó)際化、市場(chǎng)化的激烈競(jìng)爭(zhēng)下，消費(fèi)者的消費(fèi)觀日益成熟，低價(jià)策略已經(jīng)成為占領(lǐng)市場(chǎng)份額的過(guò)去式，優(yōu)秀的產(chǎn)品質(zhì)量才是真正使得企業(yè)在市場(chǎng)上立于不敗之地的法寶。建立一套完善的茶葉質(zhì)量評(píng)估模型，對(duì)茶葉質(zhì)量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和安全評(píng)價(jià)，這是茶葉市場(chǎng)發(fā)展中勢(shì)在必行的舉措。

1.1傳統(tǒng)茶葉質(zhì)量管理

茶葉產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，既是一種經(jīng)驗(yàn)商品，又是一種信用商品。茶葉作為經(jīng)驗(yàn)商品，意味著消費(fèi)者僅能憑直覺(jué)或經(jīng)驗(yàn)，對(duì)茶葉的質(zhì)量狀況作出判斷；而茶葉作為信用商品，又表現(xiàn)為消費(fèi)者無(wú)法通過(guò)自己的能力，去了解茶葉中激素、抗生素、農(nóng)藥化肥使用及殘留的情況，這就造成了消費(fèi)者即使在購(gòu)買(mǎi)、食用茶葉產(chǎn)品后，也不能有效判斷茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，在茶葉產(chǎn)品的銷(xiāo)售中，生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間存在著嚴(yán)重的信息不對(duì)稱(chēng)，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)對(duì)茶葉質(zhì)量的管理是比較粗放的，例如：有的茶葉企業(yè)依靠舊有的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)茶葉質(zhì)量加以監(jiān)測(cè)，有的茶葉企業(yè)僅憑茶葉的外觀來(lái)對(duì)茶葉質(zhì)量進(jìn)行控制，甚至有的茶葉企業(yè)單單只對(duì)茶葉中雜質(zhì)加以要求。這些對(duì)茶葉質(zhì)量不負(fù)責(zé)任的行為，導(dǎo)致了“檸檬茶葉市場(chǎng)”的現(xiàn)象。使得消費(fèi)者對(duì)茶葉質(zhì)量的預(yù)期降低，高質(zhì)量茶葉市場(chǎng)也相應(yīng)萎縮，不僅影響了消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)信心，還使得茶葉市場(chǎng)的發(fā)展秩序遭到嚴(yán)重破壞。

1.2精細(xì)化茶葉質(zhì)量管控

自從中國(guó)加入世界貿(mào)易組織后，國(guó)內(nèi)各類(lèi)型企業(yè)面對(duì)更加激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，茶葉企業(yè)也不例外。歐盟、美國(guó)、日韓等一些國(guó)家利用世界貿(mào)易組織協(xié)定，以保護(hù)本國(guó)人民身體健康為借口，提高茶葉產(chǎn)品檢驗(yàn)檢疫的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，這使得我國(guó)的茶葉出口受到嚴(yán)重威脅和挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)高端茶葉的需求量也不斷增大，國(guó)內(nèi)茶葉消費(fèi)者對(duì)茶葉質(zhì)量的要求，也逐年提高，這就倒逼國(guó)內(nèi)的茶葉企業(yè)不得不重視對(duì)茶葉質(zhì)量的管理和控制。

常規(guī)的茶葉質(zhì)量檢測(cè)方法主要是分光度法、毛細(xì)管氣相色譜法、電感耦合等離子體的原子發(fā)射光譜法、火焰原子吸收法等現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)手法。這能夠快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的測(cè)定出茶葉樣品中多種重金屬及農(nóng)藥的殘留量，這是我國(guó)精細(xì)化茶葉質(zhì)量管控中現(xiàn)行的較成熟測(cè)定茶葉質(zhì)量的模式。

1.3基于數(shù)學(xué)模型的茶葉質(zhì)量管理

對(duì)茶葉產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)加以規(guī)定，進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)。雖然能夠?qū)Σ枞~質(zhì)量做出評(píng)價(jià)和鑒定，但也存在著局限性。檢測(cè)環(huán)節(jié)是在茶葉作為產(chǎn)品被生產(chǎn)之后，才能進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。并未真正的對(duì)茶葉質(zhì)量的源頭上進(jìn)行管控。如何建立茶葉從種植、采摘到生產(chǎn)、加工的一系列質(zhì)量管控體系，是茶葉質(zhì)量管理問(wèn)題的根本解決途徑。探究茶葉質(zhì)量管理的模糊數(shù)學(xué)模型，目的就是為茶葉質(zhì)量管理節(jié)約人力、財(cái)力、物力成本，也是茶葉質(zhì)量管理走向科學(xué)化、規(guī)范化的必由之路。

2　模糊數(shù)學(xué)理論在評(píng)估中的應(yīng)用

模糊數(shù)學(xué)理論衍生而成的模糊綜合評(píng)價(jià)法，是一種較為容易被人們正常思維所接受的評(píng)價(jià)方法。其特點(diǎn)在于不采用具體的數(shù)值來(lái)描述對(duì)象，而是用程度語(yǔ)言對(duì)對(duì)象做以模糊的、非定量的、難以明確定義的實(shí)際問(wèn)題。其中，貼近度原則和擇近原則，是模糊綜合評(píng)價(jià)法的兩個(gè)重要原則。

2.1貼近度及擇近原則

要談到貼近度，就不得不先了解模糊集合。模糊集合是相對(duì)于普通集合來(lái)講的，普通的集合只能表現(xiàn)確切概念，而模糊集合表示的是模糊的概念。在普通集合中，元素u對(duì)集合A的隸屬度只有0與1這兩個(gè)值，模糊集合則把集A的隸屬函數(shù)在u上的值，即u對(duì)A的隸屬度，從0或1擴(kuò)充為［0，1］閉區(qū)間。貼近度，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是任意兩個(gè)模糊集的接近程度。若模型的建立是基于ATM多任務(wù)系統(tǒng)，此時(shí)的貼進(jìn)度是指兩個(gè)任務(wù)模塊的相似程度，也就是兩個(gè)任務(wù)模塊的并行度。

2.2擇近原則

擇近原則就是一種在集合當(dāng)中挑選歸類(lèi)的數(shù)學(xué)思想。σ（A，B）= maxσ（A，U），的公式如果滿(mǎn)足條件，我們就說(shuō)在σ意義下，A在U中與B最為貼近，這就是擇近原則。

2.3茶葉質(zhì)量模型的建立

根據(jù)影響茶葉質(zhì)量的具體因子，確定質(zhì)量模型的評(píng)價(jià)因素和權(quán)值；根據(jù)茶葉質(zhì)量規(guī)范確立對(duì)葉等級(jí)評(píng)價(jià)的各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；將各個(gè)因子的模糊界限運(yùn)用模糊集合變換原理，轉(zhuǎn)換為隸屬度和隸屬函數(shù)，初步構(gòu)建出模糊評(píng)價(jià)矩陣；在實(shí)際操作評(píng)價(jià)具體茶葉質(zhì)量時(shí)，將目標(biāo)茶葉產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)代入，進(jìn)行多層復(fù)合運(yùn)算，由運(yùn)算結(jié)果判定評(píng)價(jià)對(duì)象的所屬等級(jí)。

3　模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

由于茶葉的品質(zhì)受多種因素的影響，并且各個(gè)因素之間還存在著相互的影響，常規(guī)測(cè)試中，我們往往采取單因素測(cè)試、正交測(cè)試的方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的建立，但是這樣的方法缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理慢、受客觀因素影響較大。因此，對(duì)茶葉質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。

3.1貼近度原則的實(shí)用化

在對(duì)茶葉質(zhì)量進(jìn)行模糊綜合評(píng)估時(shí)，首先要確定茶葉質(zhì)量的影響因素，即確定其評(píng)估指標(biāo)（因素集）；其次確定茶葉質(zhì)量屬于各個(gè)評(píng)估等級(jí)的程度（評(píng)估等級(jí)集）；再根據(jù)因素對(duì)應(yīng)的隸屬關(guān)系建立模糊關(guān)系矩陣；然后確定評(píng)估因素對(duì)茶葉質(zhì)量的隸屬關(guān)系，也就是評(píng)估時(shí)著重的因素（權(quán)向量集）；最后將權(quán)向量集與模糊關(guān)系矩陣進(jìn)行合成，得出評(píng)估結(jié)果并對(duì)其進(jìn)行分析處理，最終確定茶葉質(zhì)量的等級(jí)歸屬。在評(píng)定評(píng)估結(jié)果時(shí)，若利用常用的最大隸屬度原則，則會(huì)將過(guò)多的信息丟失，且在兩個(gè)以上等級(jí)的隸屬度均為最大值時(shí)，該方法不再適用。此時(shí)，利用貼近度法中的非對(duì)稱(chēng)貼近度進(jìn)行判斷，則能夠更簡(jiǎn)單有效的對(duì)茶葉質(zhì)量作出等級(jí)判斷。

3.2擇近原則的適用性

我國(guó)茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全認(rèn)證主要有以下三種，無(wú)公害食品茶葉的認(rèn)證，包括有機(jī)茶、綠色食品茶和低殘留茶三個(gè)不同層次；綠色食品茶葉認(rèn)證，其分為A級(jí)和AA級(jí)兩個(gè)級(jí)別；有機(jī)茶認(rèn)證，其中每種每個(gè)層次的茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)各不相同。再加上國(guó)外各個(gè)國(guó)家對(duì)茶葉質(zhì)量制定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，茶葉質(zhì)量評(píng)估的復(fù)雜等級(jí)加大了質(zhì)量檢測(cè)人員的工作量。利用擇近原則對(duì)茶葉質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，就能夠使一次茶葉的評(píng)定結(jié)果適用于多種不同的標(biāo)準(zhǔn)。在茶葉質(zhì)量模型中引入更多因素，調(diào)整各個(gè)因素因子的權(quán)重，做出各種質(zhì)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)矩陣模型，在具體需要檢測(cè)某一茶葉產(chǎn)品時(shí)，只需要將其評(píng)定結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行比對(duì)，即可根據(jù)擇近原則比對(duì)出最為接近的質(zhì)量等級(jí)。

3.3茶葉質(zhì)量模型的簡(jiǎn)化

原有的茶葉質(zhì)量模型僅僅是對(duì)茶葉半成品、茶葉產(chǎn)品成品、茶葉土壤這些茶葉質(zhì)量中，單一環(huán)節(jié)或單一因素進(jìn)行事后的定量檢測(cè)，每項(xiàng)檢測(cè)過(guò)后還需將各項(xiàng)指標(biāo)，與國(guó)內(nèi)外各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。不僅增加了人力損耗、財(cái)力消耗，還不能夠精確測(cè)定出消費(fèi)者手中茶葉的產(chǎn)品質(zhì)量。利用貼近度原則和擇近原則，可將原有的茶葉質(zhì)量模型中，各個(gè)要素進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和分析，比如在選擇茶葉品質(zhì)的參數(shù)時(shí)，如果不利用貼近度原則和擇近原則建模，只是依靠生產(chǎn)線上的隨機(jī)取樣，或者機(jī)器采集，在數(shù)據(jù)的可信度上就大大折扣。會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集不全面，檢測(cè)的樣本不具備普適性。這樣就往往出現(xiàn)數(shù)據(jù)上的誤差和錯(cuò)誤，為了避免這種情況的出現(xiàn)。有針對(duì)性的選擇茶葉質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)貼近度原則和擇近原則，不僅可以有效降低茶葉質(zhì)量模型的復(fù)雜度，而且還能對(duì)茶品的生產(chǎn)鏈進(jìn)行全程檢測(cè)。

4　結(jié)論

茶葉的質(zhì)量很難用精確的數(shù)學(xué)、化學(xué)方法進(jìn)行描述，以往只能根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)對(duì)茶葉的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。利用模糊數(shù)學(xué)的貼近度和擇近原則對(duì)茶葉質(zhì)量的監(jiān)測(cè)這一復(fù)雜問(wèn)題找到了數(shù)學(xué)工具，將判定茶葉品質(zhì)是否屬于某個(gè)集合變成了其對(duì)某個(gè)集合的隸屬度，在加入種植環(huán)境、種植技術(shù)、生產(chǎn)條件和加工手法等等相互作用的單一因素后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)茶葉成品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)茶葉質(zhì)量從種植到銷(xiāo)售整個(gè)過(guò)程的評(píng)估和管控。

［1］孟慶松、王鍵．論進(jìn)口食品風(fēng)險(xiǎn)管理［J］．檢驗(yàn)檢疫科學(xué)，2013（4）：10-13

［2］陳柳欽．加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)分析關(guān)注食品安全［J］．中國(guó)質(zhì)量，2010（3）：478-479

［3］李秀峰，林小端，涂良劍.我國(guó)茶葉農(nóng)藥殘留研究進(jìn)展及展望［J］.茶葉科學(xué)技術(shù)，2007（3）：1-5.

［4］譚正初，蕭力爭(zhēng).我國(guó)茶葉質(zhì)量安全現(xiàn)狀與控制［J］.茶葉通訊，2011 （1）：18-23.

［5］吳迪，魯成銀，成浩.食品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)研究進(jìn)展及在茶葉行業(yè)應(yīng)用展望［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009（10）：251-255

［6］J.H.威爾金森著.代數(shù)特征值問(wèn)題.（石鐘慈；鄧健新譯）［M］.北京：科學(xué)出版社，2001.

葛家寶（1984-），男，吉林德惠人，本科，講師，研究方向：高等數(shù)學(xué)，經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)，微積分教學(xué)。