基于組合權(quán)重的TOPSIS法在冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

余 偉，謝如鶴，陳冠名，何楚珺，陳海儀，呂 堯，鐘楚敏

（廣州大學(xué)工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510006）

基于組合權(quán)重的TOPSIS法在冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

余 偉，謝如鶴，陳冠名，何楚珺，陳海儀，呂 堯，鐘楚敏

（廣州大學(xué)工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510006）

在統(tǒng)一培養(yǎng)基濃度的標(biāo)準(zhǔn)上設(shè)置0、10、25℃3個(gè)溫度水平，進(jìn)行冷鮮雞品質(zhì)變化試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮、色澤、黏度、氣味和彈性6項(xiàng)指標(biāo)，采用層次分析法（AHP）、變權(quán)向量與TOPSIS相結(jié)合的方法建立評(píng)價(jià)體系。結(jié)果表明，根據(jù)AHP賦權(quán)后的單一指標(biāo)權(quán)重為：菌落總數(shù)＞揮發(fā)性鹽基氮＞色澤＞黏度＞氣味＞彈性；通過(guò)逼近理想解排序構(gòu)建的冷鮮雞綜合品質(zhì)安全評(píng)價(jià)體系，得到冷鮮雞綜合品質(zhì)安全評(píng)價(jià)最高的是0℃試驗(yàn)環(huán)境。應(yīng)用組合權(quán)重與TOPSIS相結(jié)合的方法，可以有效地對(duì)冷鮮雞品質(zhì)安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并快速優(yōu)選0℃溫度環(huán)境作為冷鮮雞供應(yīng)鏈的恒溫條件。

冷鮮雞；品質(zhì)安全；層次分析法；TOPSIS；綜合評(píng)價(jià)體系

余偉，謝如鶴，陳冠名，等.基于組合權(quán)重的TOPSIS法在冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（6）：150-155.

冷鮮雞是指經(jīng)檢疫的活雞屠宰后迅速冷卻，使雞胴體中心溫度在1 h內(nèi)降至0～4℃，然后進(jìn)行分割、修整、包裝，并在后續(xù)的貯存、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中始終保持在0～4℃范圍內(nèi)的冷鮮雞肉［1］。但由于我國(guó)的冷鏈物流發(fā)展緩慢，各環(huán)節(jié)間缺乏溝通或聯(lián)合，標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，導(dǎo)致冷鮮雞供應(yīng)鏈仍然存在許多風(fēng)險(xiǎn)，尤其以溫度對(duì)冷鮮雞品質(zhì)安全的影響最大［2-3］。冷鮮雞的品質(zhì)安全需要多個(gè)指標(biāo)來(lái)確定，但是各個(gè)指標(biāo)之間也有一定的關(guān)系，因此，需要建立一套科學(xué)、實(shí)用的冷鮮雞品質(zhì)安全評(píng)價(jià)體系來(lái)篩選出最佳的冷鮮雞存儲(chǔ)溫度［4］。目前，針對(duì)冷鮮雞的研究還比較少，更沒(méi)有發(fā)現(xiàn)從綜合評(píng)價(jià)模型的角度對(duì)冷鮮雞進(jìn)行研究的個(gè)例。國(guó)外學(xué)者偏好通過(guò)新鮮度以及化學(xué)方式對(duì)冷鮮雞進(jìn)行研究。Economou等［5］從新鮮度的角度研究了使冷鮮雞腐化的優(yōu)勢(shì)菌種，并通過(guò)對(duì)照試驗(yàn)探索了冷鮮雞的最佳存儲(chǔ)時(shí)間；Xiong等［6］提出彈性是判斷冷鮮雞品質(zhì)的重要指標(biāo)；Olaimat等［7］研究添加劑對(duì)冷鮮雞肉中優(yōu)勢(shì)致腐菌種的抑制作用，以期尋找最佳的冷鮮雞加工和包裝技術(shù)。國(guó)內(nèi)學(xué)者偏好于通過(guò)管理的思想來(lái)構(gòu)建諸如冷鮮雞等生鮮易腐食品的安全評(píng)價(jià)體系。徐義田等［8］使用核主成分分析（KPCA）模型對(duì)食品安全指標(biāo)進(jìn)行降維處理，解決了傳統(tǒng)方法中處理問(wèn)題的局限以及降維效果不明顯的問(wèn)題；李為相等［9］提出使用粗集理論對(duì)生鮮食品安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并構(gòu)建了一個(gè)評(píng)價(jià)體系；王詩(shī)蘭［10］介紹了一個(gè)由龍頭企業(yè)制定的冷鮮雞的危機(jī)分析以及關(guān)鍵點(diǎn)控制（HACCP）計(jì)劃；高小玲等［11］對(duì)誘發(fā)食品安全風(fēng)險(xiǎn)的因素進(jìn)行了歸納分析；吳廣楓等［12］基于層次分析法對(duì)食品安全綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行了研究和探討；余偉等［1］基于實(shí)地調(diào)研的數(shù)據(jù)，構(gòu)建了冷鮮雞供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)體系。

綜上所述，雖然有許多學(xué)者通過(guò)不同的學(xué)科角度和方法對(duì)冷鮮雞進(jìn)行了分析，然而冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)是為了從多個(gè)試驗(yàn)條件下尋找最適合冷鮮雞貯存和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境，從本質(zhì)來(lái)說(shuō)即為多屬性決策問(wèn)題，逼近理想法排序（TOPSIS）理論恰好可以解決多種備選方案情況下的最優(yōu)決策問(wèn)題［13］，因此本研究嘗試使用 TOPSIS來(lái)處理冷鮮雞品質(zhì)安全的最優(yōu)決策問(wèn)題。

已有研究［14-15］嘗試使用TOPSIS對(duì)食品安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是傳統(tǒng)的TOPSIS方法在處理決策問(wèn)題中有明顯的局限性。首先，對(duì)于指標(biāo)權(quán)重的確定，大多數(shù)研究均默認(rèn)其已知，但實(shí)際上并非總是可以對(duì)其進(jìn)行合理的決策前賦權(quán)［16］；也有不少研究使用了主觀/客觀的方法對(duì)屬性權(quán)重賦權(quán)，雖然已經(jīng)大大提高了指標(biāo)權(quán)重的合理性，但是由于權(quán)重始終處于不變的狀態(tài)，如果對(duì)數(shù)據(jù)有某種均衡性要求時(shí)，使用上述方法就不能滿足需求［17］。本文基于國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)冷鮮雞以及食品安全指標(biāo)研究的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于動(dòng)態(tài)賦權(quán)機(jī)制TOPSIS的冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型，該方法首先利用層次分析法（AHP）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重，然后使用變權(quán)向量對(duì)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)可以根據(jù)參數(shù)來(lái)對(duì)變權(quán)效果進(jìn)行調(diào)整以滿足對(duì)數(shù)據(jù)均衡性的要求；最后集合綜合判斷矩陣，根據(jù)正負(fù)理想解來(lái)確定試驗(yàn)環(huán)境的優(yōu)劣排序。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于上午8：00時(shí)段前往超市選購(gòu)冷鮮雞（來(lái)回約60 min車(chē)程），購(gòu)買(mǎi)后立刻對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b隔離以避免在運(yùn)輸過(guò)程中受到污染，隨后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分解處理。

1.2 試驗(yàn)方法

冷鮮雞品質(zhì)變化試驗(yàn)在廣州大學(xué)物流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，設(shè)置0、10、25℃3個(gè)溫度環(huán)境，冷鮮雞肉采用培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，冷鮮雞肉移入培養(yǎng)基后即開(kāi)始測(cè)定數(shù)據(jù)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 新鮮度指標(biāo) 包括揮發(fā)性鹽基氮指標(biāo)以及菌落指標(biāo)在內(nèi)的兩項(xiàng)指標(biāo)。菌落總數(shù)依據(jù)《GB 4789.2-2010》規(guī)定，采用平板計(jì)數(shù)法來(lái)統(tǒng)計(jì)；揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定根據(jù)《GB/T5009.44-2003》，采用微量擴(kuò)散法，按照《GB2707-2005》的判定條件來(lái)決定冷鮮雞肉的新鮮度。

1.3.2 感官指標(biāo) 包括色澤、黏度、氣味、彈性等指標(biāo)。組成感官評(píng)價(jià)小組，評(píng)定時(shí)由感官評(píng)定成員單獨(dú)進(jìn)行，在自然光下對(duì)不同溫度（0、10、20℃）環(huán)境下的冷鮮雞肉從色澤、黏度、氣味、彈性等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。參照《GB l6869-2005》規(guī)定，采用Williams的9點(diǎn)評(píng)分法進(jìn)行打分，求出每組得分平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

圖1 冷鮮雞品質(zhì)評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型

1.4.1 層次分析法 AHP是一項(xiàng)定量與定性相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，能夠有效處理一些難以量化的決策問(wèn)題。首先使用層次分析法的形式構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1），使用文獻(xiàn)［18］提出的評(píng)價(jià)方法，指標(biāo)之間兩兩比較構(gòu)建指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣，采用yaahp軟件對(duì)矩陣進(jìn)行分析。使用AHP法模擬人的思維，對(duì)各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行賦權(quán)，得出評(píng)價(jià)指標(biāo)初始權(quán)重w =［w1，w2，…wj］。

1.4.2 變權(quán)向量 變權(quán)向量的思想是在層次分析法得出初始屬性權(quán)重?cái)?shù)值的基礎(chǔ)上，采用變權(quán)向量計(jì)算出綜合屬性權(quán)重，并通過(guò)參數(shù)來(lái)控制變權(quán)的效果。應(yīng)用變權(quán)向量后，在削弱AHP法主觀性過(guò)強(qiáng)的缺點(diǎn)的同時(shí)，也可以使評(píng)價(jià)數(shù)值更加客觀合理。為了使指標(biāo)權(quán)重更加合理化，基于文獻(xiàn)［17-18］的思路，對(duì)于給定的常權(quán)向量w =［w1，w2，…wj］，構(gòu)建向量w（X ） =〔w1（X ），w2（X ），…wn（X ）〕，則有：

根據(jù)式（1）構(gòu)造的w（X ） 是可以用狀態(tài)變權(quán)向量表示的變權(quán)向量。當(dāng)? ＞0時(shí)，w（X ） 是一個(gè)懲罰型的變權(quán)向量；當(dāng)? ＜0時(shí)，w（X ）是一個(gè)激勵(lì)型的變權(quán)向量。

1.4.3 冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建 TOPSIS理論是根據(jù)有限個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，從而對(duì)現(xiàn)有的對(duì)象進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)排序。如果評(píng)價(jià)對(duì)象離正理想解的距離最近，離負(fù)理想解的距離最遠(yuǎn)，那該評(píng)價(jià)對(duì)象為最優(yōu)，反之為最劣。

（1）根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象確定評(píng)價(jià)矩陣。設(shè)多屬性決策矩陣的方案集為L(zhǎng)=（L1，L2，L3），指標(biāo)集合為U=（u1，u2，……u6），將3個(gè)處理方案和6個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)共同建立評(píng)價(jià)矩陣Vij=（vij）3×6，為了消除不同量綱對(duì)評(píng)價(jià)決策帶來(lái)的影響，基于式（3），對(duì)矩陣進(jìn)行無(wú)量綱化的處理，得到處理后的矩陣為Xij=（xij）3×6。

式中，Xij表示第i個(gè)方案在第j個(gè)指標(biāo)中的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)值。

將Xij與變權(quán)屬性權(quán)重相乘，可以得出加權(quán)決策矩陣Bij，wj（X ）為每個(gè)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重：

（2）正負(fù)理想解以及相對(duì)貼近度的計(jì)算。第j個(gè)指標(biāo)的正負(fù)理想解為：

式中，bij為成本型和收益型是的正負(fù)理想解。

確定各個(gè)方案的各個(gè)指標(biāo)到正負(fù)理想解bj+、bj-之間的距離Di+、Di-，本試驗(yàn)采用的距離計(jì)算公式如下：

計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的相對(duì)貼近度Si：

基于AHP和變權(quán)向量確定冷鮮雞品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重的矩陣，使用TOPSIS法，構(gòu)造加權(quán)矩陣，使用式（5）、式（6）計(jì)算正負(fù)理想解bj+、bj-，再使用式（7）、式（8）計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象到正負(fù)理想解的距離Di+、Di-，最后使用式（9）計(jì)算相對(duì)貼近度，Si數(shù)值越高，代表該冷鮮雞的品質(zhì)越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)冷鮮雞品質(zhì)的影響

從表1可以看出，隨著溫度的升高，菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮含量呈上升趨勢(shì)，而色澤、黏度、氣味及彈性4項(xiàng)感官指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)，但這種不同的趨勢(shì)和單一指標(biāo)的表現(xiàn)并不能成為判斷冷鮮雞品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。我們需要通過(guò)綜合評(píng)價(jià)法來(lái)評(píng)估冷鮮雞的最佳貯存溫度和環(huán)境。

表1 不同溫度下冷鮮雞品質(zhì)的變化（培養(yǎng)48 h）

2.2 冷鮮雞單一品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重確定

2.2.1 使用AHP法確定初始指標(biāo)權(quán)重 運(yùn)用AHP法分析問(wèn)題，根據(jù)指標(biāo)之間的重要性關(guān)系，構(gòu)建了層次模型（表1）。再通過(guò)對(duì)兩兩指標(biāo)之間的比較構(gòu)建，計(jì)算出初始指標(biāo)權(quán)重（表2）。

表2 判斷矩陣和AHP法計(jì)算的初始權(quán)重結(jié)果

結(jié)果表明，B1、B2對(duì)目標(biāo)層D的總一致性檢驗(yàn)系數(shù)CR=0＜0.1、CR=0.03＜0.1，具有總體一致性。從表2可以看出，冷鮮雞單一品質(zhì)的權(quán)重依次為：菌落總數(shù)＞揮發(fā)性鹽基氮＞色澤＞黏度＞氣味＞彈性。從權(quán)重可以看出，新鮮度指標(biāo)和感官指標(biāo)的重要性相一致，而且菌落總數(shù)的權(quán)重最大，彈性的權(quán)重最小。

2.2.2 使用變權(quán)量確定最終權(quán)重 首先對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)矩陣（表3）；然后根據(jù)表2的初始指標(biāo)權(quán)重和評(píng)價(jià)矩陣，使用式（1）、式（2）求得參數(shù)?的范圍：

本試驗(yàn)假設(shè)? 為-3，0，3等3種情況，根據(jù)式（1）可以計(jì)算出變權(quán)后的指標(biāo)權(quán)重（表4）。

表3 無(wú)量綱化處理后的標(biāo)準(zhǔn)矩陣

表4 不同變權(quán)效果下的指標(biāo)權(quán)重

從表3和表4可以看出，應(yīng)用變權(quán)思想后的指標(biāo)權(quán)重削弱了AHP定義的初始權(quán)重的主觀性，同時(shí)也根據(jù)評(píng)價(jià)矩陣和參數(shù)的不同擁有了不同的變權(quán)效果。當(dāng)? = -3時(shí)，變權(quán)向量是激勵(lì)型的，即該指標(biāo)的評(píng)分越高，其權(quán)重將有一定程度的提高，反之則其權(quán)重有所降低；當(dāng)? =0時(shí)，變權(quán)向量不發(fā)揮作用；當(dāng)? =3時(shí)，變權(quán)向量為懲罰型，即該指標(biāo)的評(píng)分越高，其權(quán)重有一定程度的降低，反之則其權(quán)重有所升高。由表4可知，該變權(quán)向量擁有較好的變權(quán)效果，對(duì)于不同的參數(shù)取值，得到了不同的變權(quán)效果，這樣的決策結(jié)果體現(xiàn)了決策者對(duì)數(shù)據(jù)均衡性的某種要求，更符合實(shí)際情況，也更合理。

2.3 基于TOPSIS法的冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

表5表明，當(dāng)參數(shù)? 為-3、0、3時(shí)，0℃處理的貼近度Si分別為1、0.79、0.596，均最接近理想解；當(dāng)? 為-3、0時(shí)，10℃處理的Si分別為0.694、 0.655，第二接近理想解；當(dāng)參賽? 為3時(shí)，變權(quán)向量為懲罰性的變權(quán)向量，即評(píng)分值越高，則該指標(biāo)的權(quán)重下降，反之則上升，25℃處理的貼近度得益于其各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)低分值，使其貼近度分值上升成為第二優(yōu)方案。綜合各處理的排序，0℃處理最適合冷鮮雞存儲(chǔ)，在該環(huán)境下冷鮮雞的菌落及揮發(fā)性鹽基氮增長(zhǎng)速度緩慢，同時(shí)其色澤、黏度、氣味以及彈性的變化也最小。這表明TOPSIS法確定冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的排序與實(shí)際基本相符，因此TOPSIS可以用于分析不同溫度條件對(duì)冷鮮雞品質(zhì)的影響。

表5 TOPSIS確定的冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)及其排序

3 結(jié)語(yǔ)

本試驗(yàn)采用基于組合權(quán)重的TOPSIS方法對(duì)冷鮮雞的品質(zhì)安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為科學(xué)有效地優(yōu)選出冷鮮雞的最佳貯存溫度提供參考。本研究結(jié)果表明，冷鮮雞的品質(zhì)狀況隨著溫度的升高呈降低趨勢(shì)，冷鮮雞在0℃環(huán)境下貯存品質(zhì)最優(yōu)。該結(jié)果與Seol等［19］的研究結(jié)果相似。冷鮮雞品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建為推動(dòng)冷鮮雞危機(jī)管理研究提供科學(xué)依據(jù)，是政府推行“冷鮮雞”政策的有力支持。但由于受條件所限，所建立的指標(biāo)體系受限于一些新鮮度指標(biāo)和感官指標(biāo)，因此構(gòu)造一個(gè)全面、科學(xué)的冷鮮雞品質(zhì)安全綜合評(píng)價(jià)體系仍需進(jìn)一步深入探討。

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（責(zé)任編輯 崔建勛）

Comprehensive evaluation of chilled chicken quality with TOPSIS model based on combination weight

YU Wei，XIE Ru-he，CHEN Guan-ming，HE Chu-jun，CHEN Hai-yi，LYU Yao，ZHONG Chu-min
（School of Business，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）

At 0℃，10℃ and 25℃，the contents of microorganism，T-vbn，color and lustre，viscosity，odor and elasticity of chilled chicken were determined to establish an evaluation system by means of AHP method，Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution （TOPSIS） method and variable weight vector.Results indicated that based on the importance，the indexes were ranked by microorganism ＞ T-vbn ＞ color and lustre ＞ viscosity ＞ elasticity.Combined the subjective weighting and variable weight vector methods with TOPSIS method，the quality of chilled chicken was comprehensively evaluated，the result showed that 0℃ was the secure environment，which provided a relatively rigorous and scientific approach to evaluate chilled chicken quality.

chilled chicken；quality safety；AHP；TOPSIS；comprehensive evaluation system

F274；S641.2

A

1004-874X（2016）06-0150-06

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.06.026

2015-07-24

國(guó)家自然科學(xué)基金（71172077）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAD19B01）；廣州市屬高?？蒲许?xiàng)目（1201421083）

余偉（1994-），男，在讀本科生，E-mail：yuweilike@hotmail.com

謝如鶴（1963-），男，博士，教授，E-mail：rhxie@gzhu.edu.cn