一種田間軌道運輸機質(zhì)量調(diào)查的模糊綜合判定方法

紀(jì) 華，文昌俊

(湖北工業(yè)大學(xué)農(nóng)機鑒定站，湖北 武漢 430068)

田間軌道運輸機是丘陵山區(qū)果園、茶葉種植的重要運輸工具。隨著國家對丘陵山區(qū)農(nóng)機具相關(guān)政策的實施，田間軌道運輸機的銷量與日俱增。而農(nóng)機產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)檢驗，對產(chǎn)品的選型、農(nóng)機的推廣、產(chǎn)品的設(shè)計和質(zhì)量的改進均很重要[1]?！吨腥A人民共和國農(nóng)業(yè)機械化促進法》第十二條中明確規(guī)定了“國務(wù)院農(nóng)業(yè)行政主管部門和省級人民政府主管農(nóng)業(yè)機械化工作的部門根據(jù)農(nóng)業(yè)機械使用者的投訴情況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需要，可以組織對在用的特定種類農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的適用性、安全性、可靠性和售后服務(wù)進行調(diào)查”[2]。因此，對農(nóng)機產(chǎn)品“三性一狀況”進行質(zhì)量調(diào)查是大多數(shù)農(nóng)機監(jiān)管機構(gòu)的做法。然而，由于參與質(zhì)量調(diào)查的人員范圍較廣，調(diào)查項目較多，信息量較大且大多數(shù)屬于模糊的信息，對信息處理水平提出了更高的要求，加之對田間軌道運輸機的質(zhì)量調(diào)查一直沒有比較完善的方法。筆者通過方案設(shè)計、實地調(diào)查等方式，收集了大量用戶信息，找出反映其質(zhì)量的指標(biāo)，通過構(gòu)建模糊綜合評判的數(shù)學(xué)模型，以探索有效評價田間軌道運輸機質(zhì)量的方法。

1 模糊綜合評定的數(shù)學(xué)模式

模糊綜合評定是對多種因素影響事物做出全面評價的一種十分有效的多因素評判方法。本文采用模糊數(shù)學(xué)的方法，研究田間軌道運輸機的“三性一狀況”調(diào)查涉及大量因素的情況下，使用者對機器主觀反映的評判過程。模糊綜合評判方法的關(guān)鍵是：因素集的選擇、評價集和權(quán)重集的確定、模糊映射誘導(dǎo)出的模糊關(guān)系[3-4]。

1.1 因素集的確定

農(nóng)機產(chǎn)品的性能和使用情況只有通過用戶使用才能得以體現(xiàn)[5]。根據(jù)農(nóng)業(yè)機械推廣鑒定大綱《果園軌道運輸機》和“三性一狀況”的調(diào)查要求，筆者采用二級模型，選擇產(chǎn)品的安全性、可靠性、適用性和售后服務(wù)這4個因素作為一級評判因素集，表示為U=(U1,U2,U3,U4)，其中U1為安全性、U2為可靠性、U3為適用性、U4為售后服務(wù)。U1選擇U11，U12，U13，U14作為子因素，分別表示安全警示、危險部位的安全防護、運輸軌道的穩(wěn)定性、急停和限位裝置性能。U2選擇U21，U22作為子因素，分別表示三包期內(nèi)故障易發(fā)性和故障處理難度和時長。U3選擇U31，U32，U33，U34，U35作為二級評判因素，分別代表操作方便性、運行速度及穩(wěn)定性、制動性能、載重量和爬坡性能。U4選擇U41，U42作為二級評判因素，分別代表配件供應(yīng)及時性和售后服務(wù)人員解決問題能力[6-7]。

1.2 各因素隸屬度的確定

為了得到單因素評判矩陣并建立各因素的隸屬度，筆者開展了田間軌道運輸機的用戶調(diào)查。由于多數(shù)評判因素只能使用模糊定性的方式來表達，根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《農(nóng)業(yè)機械質(zhì)量調(diào)查辦法》，每個因素分為4個等級，分別表示好、較好、一般、差[8]。常用確定隸屬度的方法有：二元對比排序法、因素加權(quán)綜合法、模糊統(tǒng)計法、德爾菲法等[9]。由于德爾菲法可以避免每個人的觀點都會被充分收集，從而避免地位最高的人控制群體意志，較為適于對農(nóng)用機械開展用戶調(diào)查。

筆者通過隨機抽樣，事先制作詳細(xì)的田間軌道運輸機產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)查表和產(chǎn)品故障調(diào)查表，每個機型調(diào)查樣本數(shù)不少于20戶。為收集到準(zhǔn)確的信息，對被調(diào)查者進行統(tǒng)一培訓(xùn)，告訴他們該如何對評價對象進行準(zhǔn)確評價。最后將調(diào)查用戶在每個等級所占的百分比，作為各因素在相應(yīng)等級上的隸屬度。

1.3 權(quán)重的確定

權(quán)重在模糊綜合評判中至關(guān)重要，它反映了各因素在決策中的地位或所起的作用，直接影響決策結(jié)果[10]。采用專家咨詢法，根據(jù)各指標(biāo)重要程度選取20名專家在其相應(yīng)層次中打分，并按打分的平均數(shù)對各指標(biāo)賦予權(quán)重(表1)。

表1 田間軌道運輸機質(zhì)量調(diào)查指標(biāo)及權(quán)重

由于田間軌道運輸機更加注重可靠性和適用性，根據(jù)專家意見，統(tǒng)計確定安全性、可靠性、適用性和售后服務(wù)狀況等4大因素的權(quán)重為U(0.25,0.26,0.26,0.23)。在安全性評價中，更注重危險部位的安全防護和運輸軌道的穩(wěn)定性，因此權(quán)重設(shè)定為U1(0.2,0.3,0.3,0.2)；在可靠性評價中，更加注重故障發(fā)生后處理的難度和解決問題的時效性，因此權(quán)重設(shè)定為U2(0.45,0.55)；在適用性評價中，對于文化層次相對較低的農(nóng)民用戶，操作的方便性自然排在首位，運行的速度和穩(wěn)定性、制動性能和爬坡能力都較為重要，因此權(quán)重設(shè)定為U3(0.25,0.2,0.2,0.15,0.2)；售后服務(wù)中的兩個指標(biāo)同等重要，因為權(quán)重設(shè)定為U4(0.5,0.5)。

2 田間軌道運輸機實例

為了準(zhǔn)確掌握湖北丘陵山區(qū)地帶使用的田間軌道運輸機的質(zhì)量水平，筆者組織調(diào)查人員對湖北地區(qū)在用的、使用滿一個作業(yè)季節(jié)的田間軌道運輸機進行實地調(diào)查。調(diào)查機型為湖北銷量最大的9家企業(yè)的10個型號。調(diào)查地區(qū)為十堰市鄖陽區(qū)、丹江口市、竹山縣、房縣、宜昌市夷陵區(qū)、興山縣、秭歸縣、團風(fēng)縣、武穴市等9個縣(市、區(qū))。最終選取具有代表性的3種機型，分別用S1,S2,S3表示自走式單軌道、遙控牽引式單軌道、雙軌式田間軌道運輸機。對這3種機型在實際調(diào)查中的數(shù)據(jù)進行匯總，計算每個指標(biāo)在各等級上的隸屬度后，列入表2。例如，用戶對S1機型在安全警示上的滿意程度好、較好、一般、差的比例分別為27%、33%、13%、27%，在表2中分別用0.27,0.33,0.13,0.27來表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4個等級。

表2 田間軌道運輸機單因素評判集

2.1 二級綜合評判

在綜合評判模型中，除了(·，+)模型外，其它模型如M(·，∨)、M(∧，∨)等都要有可能會丟失部分信息。本模型中的單因素矩陣為歸一化矩陣，恰好能滿足(·，+)模型的要求，故采用(·，+)模型對所有資料進行評價。

2.1.1安全性評價對機型S1而言

B1S1=U1·R1=

(0.305,0.372,0.191,0.132)

其中：U1是安全性上的權(quán)重向量，R1是安全性評價矩陣，B1S1是S1型田間軌道運輸機在安全性上的評判結(jié)果。同理

B1S2=(0.221,0.432,0.239,0.108)

B1S3=(0.331,0.307,0.306,0.056)

由二級綜合評判結(jié)果可以看出，S3雙軌式機型的安全性能最好，滿意的比例達到33.1%，S2機型最差。雙軌式田間軌道運輸機從安全性能上最佳，遙控牽引式的安全性能最差，還有技術(shù)改進的空間，這與用戶調(diào)查反映的結(jié)果完全一致。

2.1.2可靠性評價對機型S1而言，

B2S1=U2·R2=

(0.2,0.4,0.3615,0.0385)

其中：U2是可靠性上的權(quán)重向量，R2是可靠性評價矩陣，B2S1是S1型田間軌道運輸機在可靠性上的評判結(jié)果。同理

B2S2=(0.1685,0.3355,0.263,0.233)

B2S3=(0.2975,0.3195,0.347,0.036)

由二級綜合評判結(jié)果可以看出：S3雙軌式機型的可靠性能最好，滿意率達到29.75%；S2遙控牽引式機型最差。雙軌式田間軌道運輸機從可靠性能上最佳，只有2臺發(fā)生過一般故障，且故障排除較快。遙控牽引式的可靠性能相對較差，故障主要發(fā)生在控制部件，如山區(qū)比較惡劣的環(huán)境影響了傳感器的正常使用。這與用戶調(diào)查反映的結(jié)果完全一致。

2.1.3適用性評價對機型S1而言，

B3S1=U3·R3=

(0.268,0.412,0.278,0.042)

其中,U3是適應(yīng)性的權(quán)重向量，R3是適應(yīng)性評價矩陣，B3S1是S1型田間軌道運輸機在適應(yīng)性上的評判結(jié)果。同理

B3S2=(0.2975,0.362,0.243,0.0975)

B3S3=(0.2355,0.4125,0.336,0.016)

由二級綜合評判結(jié)果可以看出，S2遙控牽引式機型的適用性能最好，滿意的比例達到29.75%，S3雙軌式機型最差。這說明遙控牽引式田間軌道運輸機在操作便捷性、載重量和爬坡性能上具有明顯優(yōu)勢，而雙軌式在適用性上表現(xiàn)不佳，這與用戶調(diào)查反映的結(jié)果完全一致。

2.1.4售后服務(wù)狀況評價對機型S1而言

B4S1=U4·R4=

(0.265,0.035,0.7,0)

其中,U4是售后服務(wù)狀況的權(quán)重向量，R4是售后服務(wù)狀況的評價矩陣，B1S1是S1型田間軌道運輸機在售后服務(wù)上的評判結(jié)果。同理

B4S2=(0.37,0.465,0.1,0.065)

B4S3=(0.345,0.155,0.465,0.035)

由二級綜合評判結(jié)果可以看出，S2遙控牽引式機型的售后服務(wù)做的最好，滿意的比例達到37%。這說明該公司在技術(shù)研發(fā)的同時注重售后反饋與技術(shù)改進，這與用戶調(diào)查反映的結(jié)果完全一致。

2.2 一級綜合評判

對機型S1而言

BS1=U·R1=

(0.25,0.26,0.26,0.23)·

(0.25888,0.31217,0.37502,0.05393)

同理

BS2=(0.26151,0.3963,0.21431,0.12788)

BS3=(0.30068,0.30272,0.36103,0.03557)

由一級綜合評判結(jié)果可以看出，用戶認(rèn)為好和較好的順序依次是S2(0.66)>S3(0.6)>S1(0.57)。S2遙控牽引式的評價最高，主要在于其適應(yīng)性好，遙控技術(shù)的應(yīng)用提高了機具的便捷性，增加了機具的應(yīng)用場景。S1單軌式機型在可靠性和售后上均不占優(yōu)勢。S3雙軌式在某些坡度較陡的果園作業(yè)的安全性、可靠性得到了認(rèn)可，在丘陵山區(qū)運輸機械中占有一席之地。

3 結(jié)束語

本文旨在尋找一種合適的田間軌道運輸機質(zhì)量評判方法，簡化復(fù)雜的決策過程，將定性的判定變?yōu)槎康呐卸?。結(jié)合實例的分析，驗證了模糊綜合判定模型的可行性，降低了判定中的人為主觀干擾，使評判結(jié)果更加合理和客觀，對機型的技術(shù)改進、性能提升和服務(wù)管理升級都提供了可量化的決策依據(jù)。