基于大數(shù)據(jù)的計量器具質(zhì)量分級評價體系研究

劉 璐 ，周榆曉 ，尚 瑩 ，劉 晨 ，劉 罡

（1 國家電網(wǎng)遼寧省電力有限公司計量中心,遼寧 沈陽 110186）（2 國家電網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院,遼寧 沈陽 110006）

1 引言

計量器具質(zhì)量分級評價體系將從加強(qiáng)建設(shè)國家電網(wǎng)公司電能計量器具管控出發(fā)，以到貨前全性能試驗環(huán)節(jié)為主，通過定量的方式評價電能計量器具的優(yōu)劣。該體系能夠在精確計量領(lǐng)域提供重要的導(dǎo)向作用，并通過督促供應(yīng)商改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)而推動整個電能計量行業(yè)的發(fā)展。

2 計量器具質(zhì)量分級評價體系的設(shè)計思路

該體系針對電能計量器具種類多、項目不一致等特點，從質(zhì)量管控目標(biāo)出發(fā)，在分析各電能計量器具試驗項目、管控辦法規(guī)定的基礎(chǔ)上，在一定原則下建立電能計量器具分級評價體系，為對電能計量器具分級評價打下良好基礎(chǔ)。為科學(xué)建立本套評價體系，需將計量器具的全部試驗項目共分為兩級評價。通過對試驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)分析確定科學(xué)的評價方法，采用迭代的線性加權(quán)法計算出最終評價得分，并以此作為評價結(jié)論，從而直觀得到電能計量器具的質(zhì)量優(yōu)劣，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，從數(shù)據(jù)本身挖掘更多信息。

2.1 指標(biāo)選取原則

建立評價指標(biāo)是開展電能計量器具分級評價的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。鑒于此，需要建立一套科學(xué)、合理的評價體系，應(yīng)遵循以下原則[1]：

（1）整體性：對電能計量器具的質(zhì)量情況進(jìn)行全面評估。

（2）通用性：適用于各類電能計量器具。

（3）靈活性：具有指標(biāo)范圍擴(kuò)展的能力。

2.2 設(shè)計思路及實現(xiàn)步驟

（1）明確指標(biāo)范圍：文中針對電能計量器具到貨前全性能檢驗，共涉及單相智能表、三相智能表、低壓電流互感器三類電能計量器具的全部試驗項目。

（2）指標(biāo)梳理：將試驗項目按類型進(jìn)行分類，將試驗大類確定為一級指標(biāo)，試驗大類所包含具體試驗項目定為二級指標(biāo)。

（3）指標(biāo)分析：對全部試驗項目按照試驗結(jié)果進(jìn)行分析，分為數(shù)據(jù)類、判定類與結(jié)合類，即試驗結(jié)果全部為試驗數(shù)據(jù)的為數(shù)據(jù)類、試驗結(jié)果僅為合格與否的為判定類、試驗結(jié)果為數(shù)據(jù)與判定結(jié)合的為結(jié)合類。

（4）指標(biāo)展示[2]：對全部試驗項目的評價結(jié)果以及最終評價結(jié)果進(jìn)行展示，評價結(jié)果能夠反映出計量器具的整體質(zhì)量水平以及具體某環(huán)節(jié)的性能表現(xiàn)。

3 計量器具質(zhì)量分級評價體系的建立

文中在對計量器具類型與評價指標(biāo)選取進(jìn)行分析并確立的基礎(chǔ)上，針對遼寧計量中心計量器具全性能檢驗初步設(shè)計了一套計量器具分級評價體系構(gòu)成方案，對其中的指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。該體系從單相智能表、三相智能表和低壓電流互感器三個方面，提出計量器具分級評價體系。其中，單、三相智能表由8個一級指標(biāo)組成，低壓電流互感器由6個一級指標(biāo)組成。二級指標(biāo)則依據(jù)計量器具的具體規(guī)格差異化配置。

圖1 設(shè)計思路示意流程圖

圖2 計量器具質(zhì)量分級評價體系

4 計量器具質(zhì)量分級評價模型研究

文中提出的計量器具質(zhì)量分級評價方法是以組合評價理論為依據(jù)，采用聚類分析、統(tǒng)計分析、方差分析等數(shù)學(xué)手段確定各指標(biāo)的對應(yīng)權(quán)重，依據(jù)計量器具的屬性及指標(biāo)特點，將數(shù)學(xué)手段、主觀經(jīng)驗相結(jié)合，并輔助Origin、Statistical Product and Service Solutions（簡稱SPSS軟件）等數(shù)據(jù)處理軟件以及相應(yīng)數(shù)學(xué)處理軟件等評價方法相結(jié)合，以科學(xué)、合理、全面、有效地對計量器具質(zhì)量進(jìn)行分級評價的新型評價方法。

4.1 評價方法設(shè)計思路

4.1.1 評價方法的原則

計量器具質(zhì)量分級評價方法主要依據(jù)以下原則進(jìn)行設(shè)計：

（1）完整、全面、指標(biāo)科學(xué)、可行；

（2）根據(jù)不同的評估對象選擇科學(xué)的評估方法；

（3）所選擇的評估方法均是主、客觀組合評價，同時體現(xiàn)主、客觀評價信息；

（4）評估結(jié)果科學(xué)，具有可推廣性。

4.1.2 評價方法的思路

計量器具質(zhì)量分級評價模型，構(gòu)建思路主要包括：

步驟1：建立雙階層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系[3]，即分為目標(biāo)層和指標(biāo)層的層級結(jié)構(gòu)體系。目標(biāo)層即對計量器具質(zhì)量做出綜合評價，指標(biāo)層即為分布在各屬性上的底層指標(biāo)。

步驟2：結(jié)合以往工作經(jīng)驗及試驗類別的影響因素確定一級指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合影響因素與試驗結(jié)果差異程度確定二級權(quán)重。對于主觀權(quán)重可采用層次分析方法（AHP），對于客觀權(quán)重可采用聚類分析、統(tǒng)計分析、方差分析等數(shù)學(xué)方法。

步驟3：將組合評價模型應(yīng)用到計量器具的評價中，運用線性加權(quán)法[4]得到定量的計量器具質(zhì)量分級評價結(jié)果。

4.2 評價指標(biāo)的處理及指標(biāo)權(quán)重的確定方法選取

目前使用的指標(biāo)賦權(quán)方法很多，依照各方法的原理、原始數(shù)據(jù)特點及優(yōu)缺點，可以將賦權(quán)方法歸結(jié)為三類，即主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是依據(jù)該領(lǐng)域?qū)＜业睦碚摶A(chǔ)和實際工作經(jīng)驗來對評價對象進(jìn)行判斷，從而得到各指標(biāo)的相對重要程度?？陀^賦權(quán)法是完全依據(jù)評價對象的指標(biāo)數(shù)據(jù)本身體現(xiàn)的信息來進(jìn)行計算，從而得到相應(yīng)權(quán)重，不受人為主觀因素影響。組合賦權(quán)法，即綜合上述主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法的組合算法，既能體現(xiàn)出專家學(xué)者主觀的指標(biāo)相對重要程度，又能在一定程度上保證數(shù)據(jù)本身的信息得到有效運用，較好地發(fā)揚(yáng)了兩種賦權(quán)法的優(yōu)勢[5]。文中針對具體指標(biāo)分別采用上述三種賦權(quán)法。

4.3 通用評價模型

計量器具到貨前全性能檢驗項目具有差異性，為滿足評價的標(biāo)準(zhǔn)化需求，為有效統(tǒng)一各計量器具的評價方法，文中提出了一個具有通用價值的分級評價模型，模型如下：

其中：為某上級指標(biāo)的評價分值，為該上級指標(biāo)對應(yīng)包含的各項下級指標(biāo)的評價分值，為該下級指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重。

此套數(shù)學(xué)模型將每類計量器具到貨前全性能試驗所涉及的全部試驗項目按照影響因素分類分級，共有二級指標(biāo)。一級指標(biāo)包括各類計量器具的試驗項目大類；二級指標(biāo)為各大類試驗中所涵蓋的試驗項目。權(quán)重確定依據(jù)上述兩種數(shù)學(xué)方法。本套評價模型將分值做統(tǒng)一劃分，采用百分制，并分為A（100分）,B（80分）,C（60分）,D（0分）四個檔位，每個二級指標(biāo)按照試驗結(jié)果表現(xiàn)能夠得到客觀的評價分值。將得到的分值與確定的權(quán)重通過線性加權(quán)法進(jìn)行計算從而得到最終的評價結(jié)論。

5 實證過程與結(jié)果分析

此部分以2017年某批次的某一特定供應(yīng)商的單相智能表為案例，采用計量器具質(zhì)量分級評價方法與模型進(jìn)行評價。

5.1 案例分析流程

首先對該批次單相智能表的試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定其二級指標(biāo)，對每項試驗進(jìn)行評分。而后結(jié)合二級指標(biāo)權(quán)重，利用線性加權(quán)法計算二級指標(biāo)的評價分值。將二級指標(biāo)的評價分值作為一級指標(biāo)的評分，結(jié)合一級指標(biāo)權(quán)重，利用線性加權(quán)法計算出總分值。評分流程如圖3所示。

圖3 評分流程

圖4 評價結(jié)果橫向比較流程

5.2 評價結(jié)果的應(yīng)用

5.2.1 評價方法的原則

以每一到貨批次為單位，比較同一批次不同供應(yīng)商產(chǎn)品的評價結(jié)果，即具體分?jǐn)?shù)值，通過分?jǐn)?shù)值的高低可以直觀得出優(yōu)劣程度結(jié)果。橫向比較時，可采用聚類分析方法對每批次評價結(jié)果進(jìn)行評判比較，流程如圖4所示。

5.2.2 評價方法的原則

以供應(yīng)商為單位，將不同年份、不同批次、同一供應(yīng)商的評價結(jié)果進(jìn)行縱向比較，進(jìn)行穩(wěn)定性分析，可用圖像、表格等形式呈現(xiàn)評價結(jié)果的變化趨勢。同時，將不同供應(yīng)商評價結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，如果出現(xiàn)不同供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量變化趨勢明顯且相關(guān)的情況，可以初步判斷檢測標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了漂移現(xiàn)象，進(jìn)一步加強(qiáng)對檢測標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督管理，流程如圖5所示。

圖5 評價結(jié)果縱向比較流程

6 結(jié)語

基于大數(shù)據(jù)理念的啟發(fā)，文中主要針對遼寧電能計量器具到貨前全性能試驗，應(yīng)用大數(shù)據(jù)理論對歷史檢驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在對電能計量器具質(zhì)量管控充分研究的條件下提出了一套計量器具質(zhì)量分級評價體系。通過實際應(yīng)用檢驗，文中研究提出的質(zhì)量分級評價體系具有通用性與靈活的特點性，可以進(jìn)一步拓展到其他環(huán)節(jié)對計量器具質(zhì)量進(jìn)行全方位的管控，對國家電網(wǎng)公司開展標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量監(jiān)督具有重要推動意義。

文中提出的基于大數(shù)據(jù)的計量器具質(zhì)量分級評價體系仍需進(jìn)一步研究。目前，此套計量器具分級評價管理體系能夠獨立對電能表進(jìn)行評價，日后可以在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展深入研究。通過軟件編寫與規(guī)劃嵌入遼寧省計量中心質(zhì)檢業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，相結(jié)合進(jìn)而并與省級計量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺對接，自動完成對電能計量器具的品級評價。并結(jié)合圖形可視化技術(shù)更為直觀地反映電能計量器具質(zhì)量狀況[6]，進(jìn)一步完善電能計量器具的質(zhì)量管控工作。

參考文獻(xiàn)

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