選后煙葉質(zhì)量綜合評價方法的構(gòu)建與應用

吳麗灑，徐冰霞，張攀峰，黨 霞，海 洋，陳 溪，丁易飛，張相輝，*李彥周

（1.天昌國際煙草有限公司天昌復烤廠，河南 許昌 461000；2.安徽中煙工業(yè)有限責任公司，安徽 合肥 230088；3.天昌國際煙草有限公司，河南 許昌 461000）

0 引言

打葉復烤是卷煙生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其片煙質(zhì)量好壞直接影響卷煙原料的成本、安全和質(zhì)量等[1-2]。煙草作為農(nóng)副產(chǎn)品，在進入打葉復烤企業(yè)時等級質(zhì)量差異大，非煙物質(zhì)種類多、含量高，為了提升片煙品質(zhì)，滿足行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求[3-4]，原煙在進入打葉復烤生產(chǎn)線前，一般需要先通過選葉環(huán)節(jié)剔除非煙物質(zhì)，提高等級純度。當前，打葉復烤行業(yè)針對選后煙葉質(zhì)量并沒有制定統(tǒng)一的評價標準，主要以各卷煙工業(yè)企業(yè)要求為主，符合要求即視為合格，但各工業(yè)企業(yè)的要求和標準參差不齊，操作難度大，挑選要求也僅局限在非煙物質(zhì)含量和等級符合度上，側(cè)重點較為單一。因此，構(gòu)建一套科學、客觀、全面的選后煙質(zhì)量綜合評價方法至關重要。

目前，對于打葉復烤領域質(zhì)量評價的相關研究主要集中在打葉復烤片煙質(zhì)量上，采用的研究方法和評價模型有的片面單一[5-6]，不能反映客觀實際，有的繁瑣復雜[7-9]，不利于推廣應用。層析分析法是通過將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，得出各因素權重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)[10]，楊洋等人[11]和郭霄漢等人[12]利用該方法建立了一套打葉復烤加工綜合質(zhì)量評價體系，陳丹等人[13]也利用該方法建立了云南省烤煙等級質(zhì)量綜合評價，該方法具有科學性和實用性，但將該方法應用于選后煙質(zhì)量評價的研究還鮮有報道。因此，嘗試采用層次分析法建立一種選后煙質(zhì)量綜合評價方法，對選后煙質(zhì)量特點從不同層面進行分析，對建立選后煙質(zhì)量評價標準，指導打葉復烤后續(xù)生產(chǎn)，提高片煙產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

1 樣品數(shù)據(jù)與方法

1.1 樣品與檢測

采集2020—2022 近3 年河南產(chǎn)區(qū)不同等級、不同批次原煙在天昌復烤廠挑選后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，評價指標主要包括選葉損耗率、等級符合度、雜物含量、煙堿CV 值4 個指標。

選后煙葉質(zhì)量評價指標及檢測方法見表1。

表1 選后煙葉質(zhì)量評價指標及檢測方法

1.2 數(shù)據(jù)處理

采用MATLAB 軟件完成矩陣特征值及加權特征向量試驗的計算，采用EXCEL 2016 軟件完成各評價指標頻次分布直方圖的制作。

1.3 方法

先采用AHP 專家咨詢法確定各評價指標的權重，建立各指標的關系矩陣圖，根據(jù)各評價指標近3年采集數(shù)據(jù)的正態(tài)分布情況，建立各指標的評分標準，最終構(gòu)建選后煙質(zhì)量綜合評價方法。

在確定各指標之間的權重時，采用一致矩陣法。

基于多因素決策的一致矩陣法見表2。

即：通過上述比較，則各指標的關系矩陣的運算式Aw，如以下所示：

利用MATLAB 軟件計算Aw的最大特征值λmax。

計算CI 值，判斷上述指標的關系矩陣的一致性，見公式（2）。

其中，RI 數(shù)值表對應得出。

RI 數(shù)值對應表見表3。

表3 RI 數(shù)值對應表

當一致性比率CR＜0.1 時，認為不一致程度在容許的范圍之內(nèi)，有較滿意的一致性，通過一致性檢驗。通過MATLAb 軟件求出Aw對應最大特征值λmax的特征向量W，可用其歸一化特征向量作為加權向量：

其中，a1+a2+a3+a4=1。

2 評價方法的構(gòu)建

2.1 評價指標權重的確定

通過專家詢問，結(jié)合各工業(yè)企業(yè)對于各評價指標的相對重要性，得出各評價指標的關系矩陣圖。

選后煙質(zhì)量評價指標的關系矩陣見表4。

表4 選后煙質(zhì)量評價指標的關系矩陣

根據(jù)表4 建立各指標關系矩陣，計算各指標關系矩陣的一致性指標比值CR 值，計算得CR 值為0.083 1，小于0.1，表明關系矩陣合理。根據(jù)關系矩陣可得出加權向量為（0.143 2，0.209 8，0.429 7，0.217 3） T。

選后煙質(zhì)量評價指標的權重見表5。

2.2 評價指標打分標準的確定

2.2.1 經(jīng)濟性指標

根據(jù)2020—2022 年的100 個產(chǎn)地等級煙葉在打葉復烤環(huán)節(jié)選后煙的挑選損耗率情況，得到選葉損耗率的頻次分布直方圖。

選葉損耗率頻次分布直方圖見圖1。

圖1 選葉損耗率頻次分布直方圖

由圖1 可知，挑選煙損耗率呈近似正態(tài)分布，分布范圍為0～1.0%，主要分布區(qū)間為0～0.8%。根據(jù)挑選損耗率的正態(tài)分布情況，咨詢相關專家意見，建立選后煙損耗率的打分標準。

選葉損耗率打分標準見表6。

表6 選葉損耗率打分標準

2.2.2 符合度指標

根據(jù)2020—2022 年的100 個產(chǎn)地等級煙葉在打葉復烤環(huán)節(jié)選后煙的等級符合度情況，得到等級符合度的頻次分布直方圖。

選后煙等級符合度頻次分布直方圖見圖2。

圖2 選后煙等級符合度頻次分布直方圖

由圖2 可知，等級符合度呈近似正態(tài)分布，分布范圍為60%～95%，主要分布區(qū)間為70%～90%。根據(jù)等級符合度的正態(tài)分布情況，咨詢相關專家意見，建立選葉等級符合度的打分標準。

選后煙等級符合度打分標準見表7。

表7 選后煙等級符合度打分標準

2.2.3 純凈化指標

根據(jù)卷煙工業(yè)客戶及天昌公司Q/TC SC.37—2021《選后煙質(zhì)量在線檢驗規(guī)程》的要求，一般規(guī)定選后煙一類雜物含量≤1 個/ 框，二三類雜物≤3 個/每框，以此為依據(jù)，建立選后煙雜物的得分計算公式。通過咨詢專家，分別賦予一類雜物、二三類雜物的權重為70%和30%，并建立一類雜物、二三類雜物控制得分的計算公式。

選后煙雜物含量打分標準見表8。

表8 選后煙雜物含量打分標準

2.2.4 均質(zhì)化指標

根據(jù)2020—2022 年的100 個產(chǎn)地等級煙葉在打葉復烤環(huán)節(jié)選后煙的煙堿CV 值情況，得到選后煙煙堿CV 值的頻次分布直方圖。

選后煙煙堿CV 值頻次分布直方圖見圖1。

由圖3 可知，煙堿CV 值呈近似正態(tài)分布，分布范圍為2%～22%，主要分布區(qū)間為6%～18%。根據(jù)圖3 煙堿CV 值的正態(tài)分布情況，咨詢相關專家意見，建立煙堿CV 值的打分標準。

圖3 選后煙煙堿CV 值頻次分布直方圖

選后煙煙堿CV 值打分標準見表9。

表9 選后煙煙堿CV 值打分標準

2.3 選后煙質(zhì)量等級的確定

通過調(diào)研和專家咨詢，對選后煙質(zhì)量的綜合得分進行分檔，主要分為4 個檔次。任何一個指標得0 分，該批次選后煙質(zhì)量為不合格。

選后煙葉質(zhì)量檔次見表10。

表10 選后煙葉質(zhì)量檔次

2.4 案例應用

利用各質(zhì)量指標權重賦值及打分標準，對2023 年天昌復烤廠部分批次的選后煙葉質(zhì)量進行評價。

部分批次選后煙葉綜合質(zhì)量得分情況見表11。

由表11 可知，許昌C2F 批次的選后煙葉質(zhì)量綜合得分最高，達到優(yōu)秀等級；洛陽C3F、C2F 批次的選后煙質(zhì)量綜合得分次之，達到良好等級；平頂山C3F 批次的選后煙葉質(zhì)量達到合格等級；許昌C3F、平頂山C2F 批次選葉質(zhì)量不合格。通過查閱這6 個批次的選葉質(zhì)量檢驗結(jié)果、工業(yè)客戶評價結(jié)果及后續(xù)產(chǎn)出片煙質(zhì)量，得出的選葉質(zhì)量順序為許昌C2F＞洛陽C2F＞洛陽C3F＞平頂山C3F＞許昌C3F＞平頂山C2F，與所建方法得出結(jié)果基本一致。說明該評價結(jié)果符合所選對象實際情況。

3 結(jié)論

（1） 通過開展調(diào)研與咨詢專家，篩選出4 個影響選后煙葉質(zhì)量的評價指標，利用層次分析法得出評價指標所占權重，通過分析天昌復烤廠2020—2022 年選葉數(shù)據(jù)，得出各個評價指標的打分標準，最終構(gòu)建了一套打葉復烤環(huán)節(jié)選后煙葉綜合質(zhì)量評價方法。

（2） 利用所建方法對2023 年天昌復烤廠6 個選葉批次的選葉質(zhì)量進行評價，評價結(jié)果與實際情況基本相符。由此可見，該方法能夠客觀、準確地得出評價結(jié)果，具有較強的可靠性。

（3） 所建方法能夠在一定程度上彌補打葉復烤行業(yè)標準在選葉環(huán)節(jié)的空缺，后期也可根據(jù)工業(yè)客戶的要求和選葉數(shù)據(jù)的補充，不斷進行修正和調(diào)整，逐步形成行業(yè)標準并推廣應用，使打葉復烤企業(yè)選葉工作更加科學化、精細化、標準化。