灰色關(guān)聯(lián)度算法在智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

向潔，賀雅喆，陳浩，申麗曼，黃瑞

(1.南瑞集團(tuán)公司 (國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院)，湖北武漢430074；2.南瑞 (武漢)電氣設(shè)備與工程能效測(cè)評(píng)中心，湖北武漢430074；3.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司，湖南長(zhǎng)沙410015；4.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長(zhǎng)沙410004)

灰色關(guān)聯(lián)度算法在智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

向潔1，2，賀雅喆3，陳浩4，申麗曼4，黃瑞4

(1.南瑞集團(tuán)公司 (國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院)，湖北武漢430074；2.南瑞 (武漢)電氣設(shè)備與工程能效測(cè)評(píng)中心，湖北武漢430074；3.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司，湖南長(zhǎng)沙410015；4.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長(zhǎng)沙410004)

為解決傳統(tǒng)智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)中指標(biāo)繁雜、主觀性強(qiáng)的問(wèn)題，本文提出了一種智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)新方法。分析了智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容，再以此為基礎(chǔ)建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型。該評(píng)價(jià)模型能對(duì)供應(yīng)商綜合水平作出定量評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、全面，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)公司和用電客戶選擇優(yōu)質(zhì)的電能表供應(yīng)商提供有效的技術(shù)手段。

智能電能表；供應(yīng)商評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)體系；灰色關(guān)聯(lián)度；關(guān)聯(lián)系數(shù)；綜合評(píng)價(jià)

近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，使得智能電能表的應(yīng)用日益廣泛。而市場(chǎng)上智能電能表供應(yīng)商眾多，但其企業(yè)規(guī)模不一、產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，因此在進(jìn)行統(tǒng)一招標(biāo)采購(gòu)時(shí)必須對(duì)各個(gè)供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以選擇優(yōu)質(zhì)、高效的智能電能表供應(yīng)商進(jìn)行供貨，提升智能電能表運(yùn)行質(zhì)量水平，保障電力企業(yè)和用電客戶的切身利益〔1〕。但目前采用較多的是簡(jiǎn)單的指標(biāo)加權(quán)法對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果受主觀因素影響較大，且缺乏有效的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和綜合評(píng)估工具對(duì)供應(yīng)商的質(zhì)量水平進(jìn)行評(píng)估。文中建立智能電能表供應(yīng)商質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型，采用基于灰色關(guān)聯(lián)度的評(píng)價(jià)方法確定待評(píng)價(jià)的供應(yīng)商與理想供應(yīng)商的關(guān)聯(lián)度，以此進(jìn)行多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)決策，為供應(yīng)商優(yōu)選決策提供定量評(píng)估工具。

1 灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)理論

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是將評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各因素間關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行量化的方法，依據(jù)不同序列曲線之間幾何形狀的相似程度來(lái)判斷其聯(lián)系是否緊密。采用灰色關(guān)聯(lián)度作為綜合評(píng)價(jià)的測(cè)度，可充分利用已獲取的白化信息，從而減少誤差。灰色關(guān)聯(lián)度分析法具備良好的魯棒性，是一種客觀、實(shí)用的量化分析方法，將采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法進(jìn)行智能電能表供應(yīng)商的評(píng)價(jià)，使結(jié)果更客觀、更全面。在一般的供應(yīng)商評(píng)價(jià)過(guò)程中，對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)往往十分有限，同時(shí)考慮人為因素的影響，許多數(shù)據(jù)波動(dòng)很大，沒(méi)有較典型的分布規(guī)律，既包含定性因素，又包含定量因素，不同因素之間沒(méi)有確切的數(shù)量關(guān)系，即部分信息已知，而部分信息未知，其指標(biāo)體系是一種典型的灰色系統(tǒng)〔2－3〕。針對(duì)這種特殊的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的線性加權(quán)評(píng)價(jià)方法在客觀、全面地分析這類(lèi)問(wèn)題時(shí)就顯得無(wú)能為力。而灰色系統(tǒng)理論具有所需原始數(shù)據(jù)少、實(shí)用方便、運(yùn)算量小、數(shù)據(jù)挖掘能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在分析智能電能表供應(yīng)商質(zhì)量評(píng)價(jià)主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型，并將灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)方法在電能表供應(yīng)商的評(píng)價(jià)選擇中進(jìn)行應(yīng)用〔4〕。

2 智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)

2.1 智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)內(nèi)容

智能電能表的供應(yīng)商眾多，質(zhì)量管控環(huán)節(jié)復(fù)雜，涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)較多，不能簡(jiǎn)單地以低價(jià)優(yōu)質(zhì)作為選擇電能表供應(yīng)商的主要標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)按照一套嚴(yán)格的規(guī)則來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，諸如考察其質(zhì)量保證體系、財(cái)務(wù)穩(wěn)定性、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等，然后選擇優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商建立合作關(guān)系。開(kāi)展供應(yīng)商評(píng)價(jià)的一般過(guò)程為:設(shè)定評(píng)價(jià)管理所要達(dá)到的基本目標(biāo)，選定評(píng)價(jià)內(nèi)容，供應(yīng)商評(píng)價(jià)操作，評(píng)價(jià)結(jié)果反饋。電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)是一個(gè)多目標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程，因此評(píng)價(jià)基本目標(biāo)的設(shè)定不同于簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)過(guò)程，需要權(quán)衡各個(gè)方面的綜合要求；評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)容是評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)的詳實(shí)程度直接影響著評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性；供應(yīng)商的評(píng)價(jià)操作是評(píng)價(jià)工作開(kāi)展的具體化，在電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)中主要包括分析供應(yīng)商履約情況、售后服務(wù)情況和產(chǎn)品質(zhì)量情況等；評(píng)價(jià)結(jié)果用來(lái)選擇優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商并及時(shí)反饋給物資部門(mén)和對(duì)應(yīng)的供應(yīng)商，能夠促使供銷(xiāo)雙方及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量水平〔5－6〕。

2.2 電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)的典型特征，綜合考慮評(píng)價(jià)的合理性、客觀性和典型性，將電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)定位在三個(gè)主要評(píng)價(jià)因素:履約情況指標(biāo)、售后服務(wù)指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)〔7〕。以上三大指標(biāo)從物資采購(gòu)和智能電能表質(zhì)量管控的實(shí)際要求出發(fā)，分別評(píng)價(jià)供應(yīng)商的誠(chéng)信度、服務(wù)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上，每大指標(biāo)細(xì)分為若干定量或定性的二級(jí)指標(biāo)，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以供應(yīng)商的多目標(biāo)綜合目標(biāo)。智能電能表供應(yīng)商的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 智能電能表供應(yīng)商的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1)供貨及時(shí)率。該指標(biāo)為供應(yīng)商已供貨的電能表數(shù)量占依合同要求應(yīng)供貨的電能表數(shù)量的比例，考察供應(yīng)商及時(shí)供貨的情況。

2)合同執(zhí)行情況。根據(jù)到貨前抽樣樣品提供不及時(shí)次數(shù)、全檢驗(yàn)收換表不及時(shí)次數(shù)、運(yùn)行中故障電能表更換不及時(shí)次數(shù)、統(tǒng)計(jì)期內(nèi)出現(xiàn)合同終止次數(shù)、統(tǒng)計(jì)期內(nèi)出現(xiàn)整批退貨次數(shù)等數(shù)據(jù)計(jì)算，考察供應(yīng)商合同實(shí)際完成情況。

3)服務(wù)響應(yīng)速度。對(duì)供應(yīng)商服務(wù)響應(yīng)不及時(shí)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，考察供應(yīng)商服務(wù)響應(yīng)速度相關(guān)情況。

4)業(yè)務(wù)處理能力。對(duì)供應(yīng)商業(yè)務(wù)處理不滿足要求次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，考察供應(yīng)商業(yè)務(wù)處理能力。

5)中標(biāo)批次合格率。供貨前質(zhì)量監(jiān)督 (樣品比對(duì)和全性能試驗(yàn))合格批次數(shù)占供貨前質(zhì)量監(jiān)督 (樣品比對(duì)和全性能試驗(yàn))總批次數(shù)的比例。

6)到貨批次合格率。到貨后質(zhì)量監(jiān)督 (樣品比對(duì)、抽檢驗(yàn)收和全檢驗(yàn)收)不合格批次數(shù)占到貨后質(zhì)量監(jiān)督 (樣品比對(duì)、抽檢驗(yàn)收和全檢驗(yàn)收)總批次數(shù)的比例，是反映供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

7)運(yùn)行抽檢合格率。運(yùn)行電能表抽檢合格數(shù)占運(yùn)行電能表抽檢總數(shù)的比例。

8)運(yùn)行故障率。運(yùn)行電能表故障數(shù)量占運(yùn)行電能表總數(shù)的比例，是反映供應(yīng)商產(chǎn)品運(yùn)行情況的關(guān)鍵指標(biāo)。

3 基于灰色關(guān)聯(lián)度算法的電能表供應(yīng)商多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型

根據(jù)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，收集待評(píng)價(jià)供應(yīng)商的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行歸一化處理后，再結(jié)合多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型實(shí)施評(píng)價(jià)?；诨疑P(guān)聯(lián)度的供應(yīng)商多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)步驟如下。

3.1 構(gòu)建指標(biāo)矩陣

設(shè)有n個(gè)待評(píng)價(jià)供應(yīng)商，包含m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)造指標(biāo)矩陣 Z ＝ (zij)m×(n＋1)， zij(i＝1， 2， …m；j＝0，1，2，…n)表示第j個(gè)供應(yīng)商的第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。其中，第一列為參考序列Z0，即Z10、Z20...Zm0分別表示m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中的理想評(píng)價(jià)值，代表理想供應(yīng)商的指標(biāo)組成。

3.2 指標(biāo)矩陣的無(wú)量綱化處理

由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的含義和目的不同，因而指標(biāo)值通常具有不同的量級(jí)和數(shù)量級(jí)，采用向量規(guī)范法對(duì)指標(biāo)矩陣Z進(jìn)行無(wú)量綱化，得到矩陣X＝(xij)m×n＝ (X0， X1， X2…Xn)。其中 X0為參考序列，X0＝(x10，x20...xm0)T，Xi為比較序列， Xi＝ (x1i， x2i...Xmi)T，

3.3 確定差序列、最大差和最小差

計(jì)算參考序列X0與其他各列 (比較序列Xi)的對(duì)應(yīng)絕對(duì)差值，得到絕對(duì)差值矩陣Y。

其中 yij＝ ｜xi0－xij｜， i＝1， 2， …m； j＝1， 2，…n。絕對(duì)差值矩陣Y中的最大數(shù)和最小數(shù)分別為最大差ymax和最小差ymin。

3.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣

對(duì)絕對(duì)差值矩陣Y中的數(shù)據(jù)做如下變換:

得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣R:

式中 ρ為分辨系數(shù)，取值為 (0～1)，ρ越小越能提高關(guān)聯(lián)系數(shù)間的差異，一般取0.1到0.5間的數(shù)。關(guān)聯(lián)系數(shù)ξij是不超過(guò)1的正數(shù)，yij越小，ξij越大，反映了比較序列與參考序列的關(guān)聯(lián)程度。

3.5 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

比較序列Xi與參考序列X0的關(guān)聯(lián)程度是通過(guò)m個(gè)關(guān)聯(lián)系數(shù)來(lái)反映的，求平均可得到Xi與X0的關(guān)聯(lián)度。

3.6 依據(jù)關(guān)聯(lián)度排序得到多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

將比較序列和參考序列的關(guān)聯(lián)度從大至小進(jìn)行排列，關(guān)聯(lián)度越大，說(shuō)明比較序列與參考序列越接近〔8－10〕。而關(guān)聯(lián)度的幾何意義為比較序列和參考序列曲線的相似或一致程度，參考序列反映的是理想供應(yīng)商的指標(biāo)水平，故關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大，表明該供應(yīng)商指標(biāo)水平越接近理想供應(yīng)商，該供應(yīng)商越優(yōu)；反之，關(guān)聯(lián)度數(shù)值越小，供應(yīng)商越差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)商的多指標(biāo)多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。

4 應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)的實(shí)例分析

基于上述模型分析，選取近年供貨量較大的5家智能電能表供應(yīng)商，以某季度統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)為依據(jù)，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該5家供應(yīng)商進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，見(jiàn)表1。如表1所示，列出了各供應(yīng)商一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)情況。

表1 各智能電能表供應(yīng)商指標(biāo)情況

1)確定指標(biāo)矩陣，根據(jù)電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將各二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行量化，由于運(yùn)行故障率為逆向指標(biāo)，即運(yùn)行故障率越大指標(biāo)性能越差，故應(yīng)將其進(jìn)行正向化處理。對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)綱量化處理后，得到指標(biāo)矩陣X。

2)確定差序列、最大差和最小差求參考序列X0與比較序列Xi的對(duì)應(yīng)絕對(duì)差值，得到絕對(duì)差值矩陣Y。

故最大差Ymax＝0.221，最小差Ymin＝0.004。

3)確定關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，根據(jù)式 (6)計(jì)算得出關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，分辨系數(shù)ρ取0.4。得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣R如下所示:

4)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)，根據(jù)式 (8)計(jì)算得到各供應(yīng)商和理想供應(yīng)商的灰色關(guān)聯(lián)度，見(jiàn)表2。由表2可知，其中3號(hào)供應(yīng)商的關(guān)聯(lián)度值為0.704，故其與理想供應(yīng)商指標(biāo)性能最接近，是最優(yōu)的供應(yīng)商；4號(hào)供應(yīng)商的關(guān)聯(lián)度值為0.487，根據(jù)關(guān)聯(lián)度理論分析，該供應(yīng)商為最差供應(yīng)商。依據(jù)關(guān)聯(lián)度數(shù)值的大小可以實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)商的綜合評(píng)價(jià)，將該評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際供貨和運(yùn)行情況做對(duì)比，該評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際供應(yīng)商情況一致，表明灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)算法能夠?yàn)楣?yīng)商綜合評(píng)價(jià)提供科學(xué)、客觀的量化依據(jù)。

表2 灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)結(jié)果比較

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)智能電能表供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度算法從供應(yīng)商履約情況、售后服務(wù)、產(chǎn)品質(zhì)量三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析了供應(yīng)商質(zhì)量評(píng)價(jià)主要內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型，采用基于灰色關(guān)聯(lián)度的評(píng)價(jià)方法計(jì)算待評(píng)價(jià)的供應(yīng)商與理想供應(yīng)商的關(guān)聯(lián)度。實(shí)例分析表明，與現(xiàn)有的簡(jiǎn)單加權(quán)評(píng)價(jià)方法相比，該評(píng)價(jià)方法既能對(duì)待評(píng)價(jià)供應(yīng)商進(jìn)行多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，又能體現(xiàn)待評(píng)估樣本數(shù)據(jù)曲線之間態(tài)勢(shì)變化和幾何曲線的相似性，具有明確的物理意義，能夠有效解決多目標(biāo)評(píng)價(jià)中指標(biāo)繁雜、主觀性強(qiáng)等問(wèn)題，是一種有效的電能表供應(yīng)商評(píng)價(jià)方法。

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〔10〕李娟，李曉輝，劉樹(shù)勇，等.基于理想解法和灰色關(guān)聯(lián)度的配電網(wǎng)投資效益評(píng)價(jià) 〔J〕.華東電力，2012，40(1):13-17.

Research on Application of Gray Correlation Degree on Comprehensive Evaluation of Smart Meter Suppliers

XIANG Jie1，2， HE Yazhe3， CHEN Hao4， SHEN Liman4， HUANG Rui4
(1.Nari Group Corporation， Wuhan 430074， China；2.National Electrical Equipment Inspection＆Engineering Efficency Evaluation Center， Wuhan 430074， China；3.State Grid Hunan Electric Power Corporation Changsha Power Supply Company， Changsha 410015， China；4.State Grid Hunan Electric Power Corporation Measuring Center， Changsha 410004， China)

In order to solve the problem of traditional evaluation of smart meter supplier quality which is quite complex and subjective，it proposes a new method of smart meter supplier quality evaluation.It analyzes the main content of the smart meter supplier quality evaluation.The quality evaluation index system and multi-objective comprehensive evaluation model are developed based on the evaluation method.This evaluation model has good performances with quality comprehensive evaluation of quantitative and robustness evaluation and the result is objective and comprehensive.It can be applied for the power grid companies and electricity customers to select their high-quality smart meter suppliers.

smart meter； supplier evaluation； evaluation system； gray correlation； correlation coefficient； multi-objective comprehensive evaluation

F273.2

A

1008-0198(2017)05-0010-05

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.05.003

2017-06-19 改回日期:2017-08-25

向潔(1987)，女，湖北武漢人，碩士，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分自動(dòng)化、智能儀器、節(jié)能技術(shù)、智能電網(wǎng)等。