商務(wù)房車總布置方案的灰關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型研究①

林開榮, 陳 寧, 廖忠傳, 彭慶華

(1.集美大學機械與能源工程學院，福建 廈門 361021；2.廈門金龍汽車車身有限公司，福建 廈門 361023;3.鄭州宇通客車股份有限公司，河南 鄭州 450016)

0 引 言

經(jīng)濟的高速發(fā)展和國民收入的增長使得家庭和商務(wù)旅行變得日益頻繁[1,2]，能同時解決吃穿住行的房車就逐漸進入人們的視野，并呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，具有很好的市場前景。

總布置設(shè)計是一款新商務(wù)房車從“夢想”變?yōu)椤艾F(xiàn)實”的第一步，也是商務(wù)房車研發(fā)的關(guān)鍵步驟，它不僅涉及汽車工程學科，還要充分利用美學、空氣動力學、材料學及人機工程學等學科的研究成果[3-5]。商務(wù)房車的總布置設(shè)計不僅要充分考慮車輛應(yīng)具有的動力性、能源經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性等常規(guī)性能，還要充分考慮其外觀造型的美觀性、內(nèi)部空間利用的合理性、居住的舒適與方便性、辦公的適宜性、娛樂功能、制造成本等。

由于總布置設(shè)計是房車設(shè)計的前端環(huán)節(jié)，設(shè)計開發(fā)組的工程師們可能提出許多的設(shè)計方案，能否快速、準確無誤地挑選出其中最好的總布置方案往往決定房車開發(fā)項目的成敗。然而影響商務(wù)房車總布置方案好壞的因素多且雜，而且具有一定的模糊性，同時參與評估擇優(yōu)的人員知識層次、社會閱歷、審美視角等各不相同，因此要確定多個商務(wù)房車的總布置方案之優(yōu)劣，以期選得最佳方案并不容易，一般都是根據(jù)參評專家的經(jīng)驗進行評估擇優(yōu)。為了保證評估結(jié)果準確、合理，根據(jù)商務(wù)房車總布置方案的主要影響因素，確定了擇優(yōu)考察體系，然后應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論建立了擇優(yōu)模型，對商務(wù)房車的各種備選總布置方案進行評估，選出最優(yōu)方案以確保新的房車產(chǎn)品最終開發(fā)成功。

1 確定評估擇優(yōu)的考察項體系

為了進行商務(wù)房車的總布置方案評價，首先應(yīng)明確商務(wù)房車的總布置方案的評估考察項目。為了確保擇優(yōu)結(jié)果準確有效，必須認真研究商務(wù)房車的總布置方案，并咨詢相關(guān)專家，同時遵循“系統(tǒng)優(yōu)化”和“通用可比”等原則，確定商務(wù)房車總布置方案的7個評估考察項：

1整車常規(guī)性能：主要指商務(wù)房車的動力性、能源經(jīng)濟性、操穩(wěn)性、平順性等基本的常規(guī)性能[6]。

2美觀性：包括外觀造型的美觀性、內(nèi)飾和外飾的美觀性等。

3居住性：包括休息區(qū)的舒適性、烹飪區(qū)的方便性、洗漱衛(wèi)浴方便性等日常生活起居方面。

4辦公適宜性：包括車內(nèi)必要的辦公設(shè)備的齊全與否，布置是否合理，辦公區(qū)域是否舒適、方便等。

5空間利用合理性：包括車內(nèi)空間的利用率、空間的可拓展性以及利用的合理性。不能為盲目追求高利用率，而導致車內(nèi)布局局促、擁擠；應(yīng)多使用可折疊、可升降的多功能家具,并增加隱藏的存儲區(qū)，如設(shè)置可以打開的沙發(fā)、長椅和床鋪，將其內(nèi)部作為存儲空間使用，這樣空間利用率高，又不會顯得擁擠。

6娛樂性：包括必要的娛樂設(shè)施齊全與否，布置是否得當，娛樂效果是否良好等。

7制造成本：為了確保以上各項性能良好，而發(fā)生的制造成本高低。

2 應(yīng)遵循的評估擇優(yōu)原則

商務(wù)房車的總布置方案評估擇優(yōu)由一個總布置方案評估專家組完成，組成人員應(yīng)來自于公司的各相關(guān)部門及主要客戶群體，如圖1所示。

圖1 評估專家組人員來源

為確保評估擇優(yōu)結(jié)果準確有效，來自同一部門的參評人員應(yīng)該有多人，4～5人為宜，至少不應(yīng)少于3人。評估時，對同組人員的評估打分取平均值，以降低評估打分偏差，確保擇優(yōu)結(jié)果準確有效。

3 商務(wù)房車總布置方案灰色關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型

以灰色系統(tǒng)理論中灰關(guān)聯(lián)分析法為基礎(chǔ)創(chuàng)建的灰色關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型具有兩個明顯的優(yōu)點：

(1)不要求有大的樣本量，對僅有幾個樣本的情況也適用；

(2)評估數(shù)據(jù)可以沒有明確的概率分布。

影響商務(wù)房車總布置方案好壞的7個考察項難于量化。因此，要準確評估商務(wù)房車的總布置方案優(yōu)劣困難較大。而灰色關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型，可對商務(wù)房車的不同總布置方案各個考察項逐一進行評估，并對各個考察項的評估分值進行灰色關(guān)聯(lián)分析，達到對商務(wù)房車的各個總布置方案進行優(yōu)劣水平排序的目的，從而選出最好的總布置方案。

3.1 確定方案評估的考察項數(shù)據(jù)列及等權(quán)化

3.2 商務(wù)房車總布置方案關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算

(1)

3.3 總布置方案評估考察項權(quán)重的確定

商務(wù)房車總布置方案擇優(yōu)評估體系中各考察項的重要性存在一定的差異，通常用考察項權(quán)重體現(xiàn)各考察項的重要程度。最終的方案擇優(yōu)結(jié)果準確有效性往往也在一定程度上依賴于考察項權(quán)重的確定方法是否科學合理。商務(wù)房車總布置方案擇優(yōu)考察項體系中的各個考察項具有量化困難、且綜合性強的特點，通常做法是讓參評人員憑借已有經(jīng)驗和他們各自的主觀判斷來進行定性評估。本次商務(wù)房車總布置方案擇優(yōu)評估中，首先讓6組不同參評人員對各個考察項逐一給定權(quán)重，然后再應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法計算出各考察項權(quán)重。

此外，在確定總布置方案的各個考察項的權(quán)重時，由于不同參評人員本身的重要程度、知識層次和歷史業(yè)績的差異，也可以對不同人員取不同的權(quán)重值。

3.4 各總布置方案關(guān)聯(lián)度的確定

(2)

在利用上面的方法計算得到各總布置方案的關(guān)聯(lián)度Ri基礎(chǔ)上，對比各總布置方案的關(guān)聯(lián)度，并對其從大到小進行排序，得到的這個排序，其實就是對應(yīng)商務(wù)房車各總布置方案之優(yōu)劣排序，進而可輕而易舉地選出最佳方案。

4 總布置方案灰關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型的修正討論

以往評估商務(wù)房車總布置方案時，經(jīng)常采用的做法是從公司相關(guān)部門各抽調(diào)一位比較有經(jīng)驗的人員組成評估組，由于臨時抽調(diào)的評估人員的閱歷、工程能力和決策能力等方面存在較大差異，對同一個總布置方案作出的評估結(jié)果可能大不相同，這樣總布置擇優(yōu)的結(jié)果可能存在偶然性因素，選中的方案未必是最好的那一個。為避免這種錯選的風險，評估時改變了以往只從相關(guān)部門各抽調(diào)一位人員的做法，而是從各部門都抽調(diào)多人組成專家組，并取他們的評分均值作為某方案考察項的分值，這樣大大降低了評估的偶然性，提高了擇優(yōu)結(jié)果的可靠性和權(quán)威性。

另外，值得一提的是，以往一般依據(jù)各總布置方案的關(guān)聯(lián)度大小對各方案進行優(yōu)劣的排序，大者為優(yōu)排前，小者為劣靠后。其實這種做法也是存在錯選最優(yōu)方案的風險，這是因為一個總布置方案在某些考察項表現(xiàn)非常優(yōu)秀，得分很高，有的考察項得分較低，但可能綜合起來的得分還是很高，而被錯選為最優(yōu)方案。根據(jù)“短板效應(yīng)”原理可知，某個方案的優(yōu)劣除了受總體綜合表現(xiàn)的影響，還受到某個表現(xiàn)最差的考察項的制約。如果一個總布置方案的某個考察項表現(xiàn)明顯偏差，那即使總體綜合表現(xiàn)優(yōu)秀也不能被認為是好的方案。為避免錯選風險，我們可以計算總布置方案各考察項的方差大小，并把它作為方案優(yōu)劣的一個輔助衡量標準。即如果幾個候選方案關(guān)聯(lián)度相差很小，但某一方案的考察項方差值相差較大，通常應(yīng)認為考察項方差值小的方案為佳。

5 商務(wù)房車總布置方案評估擇優(yōu)實例

現(xiàn)有某商務(wù)房車的4種候選總布置方案，要求采用前面建立的總布置方案評估擇優(yōu)模型選出最好的方案。

5.1 確定評估體系中各考察項的權(quán)重

本次商務(wù)房車總布置擇優(yōu)評估中，由6組來自不同部門的專家們對評估體系的各考察項逐一給出權(quán)重值，再把來自相同部門專家給出的權(quán)重取平均值，見表1。

表1 各考察項權(quán)重值統(tǒng)計

觀察表1容易發(fā)現(xiàn)各參評人員為各考察項所賦的權(quán)重值最大的為0.25，所以參考數(shù)列q0(k)可設(shè)成

q0(k)=(0.25,0.25,0.25,0.25,0.25,0.25)

一、一種產(chǎn)品的國內(nèi)需求是其能夠出口的前提條件，換句話說，出口只是國內(nèi)生產(chǎn)和銷售的延伸。企業(yè)不可能去生產(chǎn)一個國內(nèi)不存在擴大需求的產(chǎn)品。

把表1中表示各考察項權(quán)重值的比較數(shù)列qi(k)代入式(1)可計算出其關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣如下：

由于總布置方案擇優(yōu)評估人員來自不同的部門，其重要程度各不相同，所以評估時應(yīng)根據(jù)不同部門的重要程度設(shè)定相應(yīng)的權(quán)重，見表2。

表2 不同部門評估人員的權(quán)重

將表2中不同部門評估人員的權(quán)重和關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣Q代入式(2)，容易計算出評估體系各考察項關(guān)聯(lián)度矩陣

WR=(0.4574, 0.3522, 0.3763 , 0.4959 , 0.5296 , 0.5899 , 0.5924)

再對各考察項的關(guān)聯(lián)度Ri作歸一化處理，就獲得各考察項的權(quán)重

W=(0.1348, 0.1038, 0.1109, 0.1461, 0.1561, 0.1738, 0.1746)

5.2 商務(wù)房車總布置方案評估

對于商務(wù)房車不同的總布置方案采用前述類似的不同專家組評分法。首先，讓各組參評專家對4種總布置方案的各個評估考察項進行評估打分，然后對同組人員的評分取均值，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。

表3 4種總布置方案專家評分均值

通過最大法對表3中各組專家評分均值作規(guī)范化處理，得到如表4所示的比較數(shù)列ei(k)。

表4 比較數(shù)列ei(k)

依據(jù)經(jīng)驗，參考數(shù)列e0(k)可由多個備選總布置方案的各考察項的最優(yōu)表現(xiàn)值組成，觀察表4易得參考數(shù)列應(yīng)為

e0(k)=(1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000)

將以上比較數(shù)列ei(k)代入公式(1)可得如下關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣

最后把前面求得的各考察項權(quán)重矩陣W代入公式(2)，可求得擇優(yōu)評估結(jié)果矩陣

R=(0.6802 0.7312 0.6460 0.5426)

從評估結(jié)果矩陣可以看出R2>R1>R3>R4，因此可以判定總布置方案2為最佳方案，方案4最差，方案2應(yīng)作為首選。

6 結(jié) 語

總布置設(shè)計是新款商務(wù)房車研發(fā)的關(guān)鍵步驟，但它涉及多種不同學科，影響因素多且錯綜復雜，難以量化。為開發(fā)出適銷對路的商務(wù)房車，提升市場占有率和企業(yè)競爭力，首先根據(jù)商務(wù)房車總布置設(shè)計的特點，明確了影響總布置方案優(yōu)劣的主要因素，并把它們作為方案擇優(yōu)的考察項，結(jié)合灰色系統(tǒng)理論建立了商務(wù)房車總布置方案灰關(guān)聯(lián)擇優(yōu)模型。利用該擇優(yōu)模型對各候選的總布置方案進行評估，選出了最佳方案。

為避免錯選風險，提出了通過計算總布置方案各考察項的方差大小，并把它作為方案優(yōu)劣的一個輔助衡量標準。即如果幾個候選方案關(guān)聯(lián)度相差很小，通常應(yīng)認為考察項方差值小的方案為佳。

實踐表明基于修正灰關(guān)聯(lián)分析模型的評估方法能很好地滿足生產(chǎn)實際要求，評估結(jié)果清晰明了，并且易于實施。此外，還可以設(shè)計相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，以便簡化統(tǒng)計和計算過程，提高評估效率和評估的有效性。