支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗

1、實驗項目名稱支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗實驗學(xué)時24指導(dǎo)教師張帥、司書賓實驗地點航空樓B101實驗對象工業(yè)工程本科生可選人數(shù)10支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價創(chuàng)新實驗大綱實驗名稱：支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價創(chuàng)新實驗實驗學(xué)時：24適用專業(yè)：工業(yè)工程專業(yè)開課學(xué)院：機電學(xué)院開課學(xué)期：第6學(xué)期一、 實驗課程簡介本實驗采用的是自行開發(fā)完成的多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗平臺，基于Access數(shù)據(jù)庫，可以為機械系統(tǒng)、制造系統(tǒng)等進行綜合評價，為系統(tǒng)優(yōu)化方法的學(xué)習(xí)提供一個實驗平臺，該平臺可以靈活的支持不同的綜合評價數(shù)學(xué)模型，可提供指標體系建立、綜合評估等功能。該實驗平臺包含：基本信息管理、評估體系管理、綜合

2、評估管理、評估信息查詢、系統(tǒng)管理五個功能模塊?？梢酝瓿稍u價數(shù)據(jù)采集、評價指標體系建立、指標權(quán)重分析、優(yōu)化目標排序、一致性檢驗、評價數(shù)學(xué)模型建立及選擇、評價結(jié)果分析及輸出等。二、 學(xué)生應(yīng)達到的實驗?zāi)芰εc標準1、上機實驗前，應(yīng)認真預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容及有關(guān)的相應(yīng)知識。2、查找有關(guān)信息，了解評價指標體系的基本概念、意義。3、掌握多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗平臺的體系結(jié)構(gòu)和操作方法。4、了解多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗平臺的開發(fā)環(huán)境。5、掌握層次分析法的基本原理。6、掌握層次分析法的方法、步驟。三、 講授實驗的基本理論與實驗技術(shù)知識1、 熟悉和使用綜合評價實驗平臺系統(tǒng)。2、 建立評價指標體系，設(shè)置指標權(quán)限。3

3、、 指標體系與評價對象間進行選配。4、 進行綜合評估。四、 實驗考核與成績評定平時上機實踐與設(shè)計實驗考核相結(jié)合，其中平時成績占30%，實驗考核占70%。支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗平臺實驗指導(dǎo)書編制人：張帥、司書賓機電學(xué)院工業(yè)工程系一、 實驗介紹支持多數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)綜合評價實驗平臺基于Access數(shù)據(jù)庫，可以為機械系統(tǒng)、制造系統(tǒng)等進行綜合評價，為系統(tǒng)優(yōu)化方法的學(xué)習(xí)提供一個實驗平臺，該平臺可以靈活的支持不同的綜合評價數(shù)學(xué)模型，可提供指標體系建立、綜合評估等功能。該實驗平臺包含：基本信息管理、評估體系管理、綜合評估管理、評估信息查詢、系統(tǒng)管理五個功能模塊。可以完成評價數(shù)據(jù)采集、評價指標體系建立

4、、指標權(quán)重分析、優(yōu)化目標排序、一致性檢驗、評價數(shù)學(xué)模型建立及選擇、評價結(jié)果分析及輸出等。 二、 實驗?zāi)康?、 通過該實驗可以使學(xué)生了解建立評價指標體系的原則，分析影響評價指標的因素，設(shè)計并建立評價指標體系，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，提高學(xué)生的實驗技能。2、 通過實驗使學(xué)生了解評價體系的數(shù)學(xué)模型及評價方法，并且可以根據(jù)自己的想法，建立新的綜合評價數(shù)學(xué)模型。 3、 對評價數(shù)據(jù)進行整理，分析評價結(jié)果，通過不同實驗數(shù)據(jù)的比較，驗證指標體系和數(shù)據(jù)模型的有效性、科學(xué)性和正確性。4、 通過該實驗增加了學(xué)生對評價指標體系、數(shù)學(xué)模型、評價方法等方面的知識。對提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了一個實驗平臺。 三、 實驗儀器計

5、算機、采用Access數(shù)據(jù)庫四、 實驗內(nèi)容1、 基于單一的系統(tǒng)綜合評價方法及數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生學(xué)習(xí)和熟悉系統(tǒng)多目標綜合評價的內(nèi)容及過程。2、 針對一個或多個優(yōu)化目標，讓學(xué)生建立評價指標體系、選擇或建立評價數(shù)學(xué)模型、分析評價結(jié)果。通過不同實驗組間的比較，檢驗評價指標體系和評價數(shù)據(jù)模型的有效性、科學(xué)性和正確性。3、 建立新的綜合評價數(shù)學(xué)模型，基于組件軟件開發(fā)技術(shù)構(gòu)建新的評價數(shù)學(xué)模型的計算機算法和程序，將數(shù)學(xué)模型程序嵌入到平臺中。五、 實驗步驟本實驗以工藝管理水平為例，建立工藝管理水平的評價體系。工藝管理對一個企業(yè)來說起著舉足輕重的作用，即工藝管理水平的高低與企業(yè)的存在以及發(fā)展有著密切的聯(lián)系。通過一定

6、的方法來對企業(yè)的工藝管理水平進行評價，可以使企業(yè)認清其工藝管理的現(xiàn)狀，及時發(fā)現(xiàn)缺點與不足，確定努力方向，使工藝管理上升到一個新的高度，進而達到提高產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)效益的目的。同時，間隔的對企業(yè)工藝管理水平進行評價，可以掌握其提高的程度，為企業(yè)的發(fā)展指明方向。1、 建立評價指標體系1.1 工藝管理水平評價指標體系組建圖1 工藝管理水平評估體系工藝管理水平指標體系下有二級指標五項，三級指標19項。1) 工藝文件工藝文件是指導(dǎo)生產(chǎn)操作、編制生產(chǎn)計劃、調(diào)動勞動組織、安排物質(zhì)供應(yīng)、進行技術(shù)檢驗、工裝設(shè)計和制造、工具管理、經(jīng)濟合算的依據(jù)，工藝文件要做到正確、完整、一致、清晰，能切實指導(dǎo)生產(chǎn)，保證生產(chǎn)穩(wěn)定進行

7、。a) 正確性：是指再生產(chǎn)這種產(chǎn)品的技術(shù)文件要做到正確、清晰，符合有關(guān)標準規(guī)定，能切實指導(dǎo)生產(chǎn)，保證生產(chǎn)穩(wěn)定進行。工藝流程安排合理，工藝規(guī)程切合實際，并有驗證合格標記。能指導(dǎo)操作，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。b) 完整性：是指工藝文件要齊全完整，關(guān)鍵工序要有質(zhì)量工序作業(yè)指導(dǎo)卡。各類圖紙齊全，無缺圖。技術(shù)文件要分類裝訂成冊，整齊美觀。c) 一致性：是指各種技術(shù)文件的蘭圖與底圖要一致，各部門（工藝、質(zhì)檢、生產(chǎn)）使用的技術(shù)文件要一致，技術(shù)標準、設(shè)計圖樣和工藝文件相關(guān)的要求要一致。2) 現(xiàn)場工藝管理生產(chǎn)現(xiàn)場是企業(yè)生產(chǎn)力諸因素的結(jié)合處，使各項管理集中體現(xiàn)和各項工作的落腳點，也是衡量企業(yè)素質(zhì)和管理水平的一個重要標

8、志。現(xiàn)場的管理重點是工序質(zhì)量控制，對人、機、物料、工藝方法、檢測和環(huán)境等因素進行綜合管理?，F(xiàn)場管理的關(guān)鍵是要從事后把關(guān)轉(zhuǎn)到事先預(yù)防上來，從傳統(tǒng)管理提高到全面質(zhì)量管理上來。a) 凡交付生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)材料、工藝原料輔料以及外協(xié)外購件都必須進行檢驗。b) 所有工裝、生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)經(jīng)常保持精度和良好的技術(shù)狀態(tài)，滿足生產(chǎn)技術(shù)要求。量檢具與儀表堅持周期檢查，保證精度合格，量值統(tǒng)一。c) 對加工的零部件按工藝規(guī)定應(yīng)備有相應(yīng)的工位器具，防止零部件在制造、運輸、儲存過程中發(fā)生劃傷和銹腐。d) 工藝管理部門要把全面質(zhì)量管理所規(guī)定的文件表格納入工藝文件中，應(yīng)使關(guān)鍵零件的工序卡和質(zhì)量控制點上的作業(yè)指導(dǎo)書合并統(tǒng)一。質(zhì)量檢驗部門

9、要加強對質(zhì)量控制點工藝文件貫徹的監(jiān)督和檢查。e) 生產(chǎn)作業(yè)計劃要嚴格按工藝流程合理安排，做到均衡生產(chǎn)。f) 達到安全生產(chǎn)的目的。3) 計算機輔助工藝管理計算機的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，不僅推動了機械電子產(chǎn)品的設(shè)計和制造的技術(shù)革命，而且使制造企業(yè)的工藝管理逐步實現(xiàn)自動化?，F(xiàn)在計算機已在工藝規(guī)程設(shè)計、材料定額和工時定額的計算、工藝設(shè)備設(shè)計和工藝過程管理等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，對提高工藝管理水平、質(zhì)量和效率發(fā)揮了重要的作用。企業(yè)應(yīng)該有計劃地逐步全面開展計算機輔助工藝管理工作。用于工藝管理的計算機和網(wǎng)絡(luò)的裝備數(shù)量與檔次、計算機輔助工藝管理采用的通用軟件和專業(yè)軟件的種類及檔次、計算機工藝管理的廣度與深度等，可以從不同側(cè)

10、面反映企業(yè)計算機輔助工藝管理的水平。4) 工藝人員及工人素質(zhì)提高企業(yè)素質(zhì)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，是提高工藝技術(shù)及工藝管理水平。對企業(yè)全員進行工藝培訓(xùn)是提高企業(yè)素質(zhì)的重要手段。企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮工藝人員作用，妥善處理工藝人員的獎勵、晉級、技術(shù)職務(wù)評定和待遇問題。5) 工藝管理成效提高工藝管理水平后，對企業(yè)的一些綜合性指標：如產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、成本、消耗等會產(chǎn)生一些好的影響，有利于產(chǎn)品創(chuàng)優(yōu)和企業(yè)上等級。1.2制造企業(yè)中層管理人員績效考核指標設(shè)計圖2中層管理人員績效考核指標體系（1）工作效益：規(guī)定目標完成情況以及工作成績?nèi)绾?。?）工作數(shù)量：實際承擔(dān)并完成的業(yè)務(wù)量，業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的目標實現(xiàn)情況。（3）工作質(zhì)量：考

11、慮工作的質(zhì)量，與期望值比較，工作過程、結(jié)果的符合程度(準確性、反復(fù)率等)。（4）工作效率：考慮工作的速度，完成工作的迅速性、時效性，有浪費時間或拖拉現(xiàn)象。（5）全局觀念：團隊合作精神，立足全局，從整體出發(fā)考慮處理問題情況。（6）以身作則：表率作用如何，嚴格要求自己與否，遵守制度紀律情況。（7）工作態(tài)度：工作自覺性、積極性；對工作的投入程度，進取精神、勤奮程度、責(zé)任心等。（8）品德言行：是否做到品行簡潔、言行誠信，是否具有職業(yè)道德。（9）判斷力：預(yù)見性及決策準確性，對是非及事物本質(zhì)關(guān)鍵、發(fā)展趨勢的把握程度。（10）計劃性：工作事前計劃程度，對工作(內(nèi)容、時間、數(shù)量、程序)安排分配的合理性、必要性

12、。（11）管理統(tǒng)率：把握部下性格、才干，指導(dǎo)、教育下屬，統(tǒng)一組織行動的能力及用人能力。（12）協(xié)調(diào)溝通：與各方面關(guān)系協(xié)調(diào)，化解矛盾，說服他人，與人打交道的能力。（13）應(yīng)變力：針對客觀變化，采取措施(行動)的主動性、有效性及工作中對上級的依賴程度。（14）改善創(chuàng)新：問題意識強否，為有效工作在改進工作方面的主動性及效果。（15）執(zhí)行力：對上級指示、決議、計劃的執(zhí)行程度，及執(zhí)行中對下級檢查追蹤程度。（16）人才培養(yǎng)：對人才的重視程度及儲備人員的培養(yǎng)情況。2、 選擇或建立評價數(shù)學(xué)模型2.1基于AHP的矩陣判定法層次分析法是對人們主觀判斷做形式的表達、處理與客觀描述，通過判斷矩陣計算出相對權(quán)重后，要進

13、行判斷矩陣的一致性檢驗，克服兩兩相比的不足。利用AHP對工藝管理水平評價指標體系進行指標權(quán)重設(shè)定的步驟如下：Step1：選擇對應(yīng)的指標體系。Step2：確立思維判斷定量化的標度。在兩個因素互相比較時，需要有定量的標度，在此選用19標度和1 標度，但大量的實踐表明19標度還存在著很大的缺陷，含義如表1所示，其中不重要可以取其倒數(shù)。表1 標度表19標度1標度含義1兩因素具有相同重要性3一個因素比另一個因素稍微重要5一個因素比另一個因素明顯重要7一個因素比另一個因素強烈重要9一個因素比另一個因素極端重要2、4、6、8兩相鄰因素判斷的中值Step3：構(gòu)造判斷矩陣。運用兩兩比較方法，對各相關(guān)元素進行兩兩

14、比較評分，根據(jù)中間層的若干指標，可得到若干兩兩比較判斷矩陣。表2 重要性判定矩陣表Step4：計算相對權(quán)重。將矩陣按列歸一化；再按行求和；并進行歸一化處理，i1，2，；即為的特征向量的近似值；最后進行一致性檢驗，全部通過一致性經(jīng)驗后轉(zhuǎn)至Step6，否則轉(zhuǎn)至Step5進行校正。驗證步驟如下：a) 取矩陣的最大特征值，；b) 算一致性指標，；c) 算隨機一致性指標，為平均一致性指標；d) 隨機一致性指標時，判斷矩陣認為是可以接受的，否則轉(zhuǎn)到Step5。表3平均隨機一致性指標階 數(shù)3456789101112131415R.I.0.520.891.121.261.361.411.461.491.521

15、.541.561.581.59Step5：進行判斷矩陣校正。當判斷矩陣出現(xiàn)不一致時，說明專家的意見分歧較大，需要對判斷矩陣加以校正。校正的方法：一是主觀法，即通過專家智慧集中，靠經(jīng)驗憑感覺進行校正；另一類是客觀法，即采用定量診斷法，首先確診出判斷矩陣的主要毛病所在，然后再由專家們研究適當修改比例，通過Step4進行計算并驗證。Step6：絕對權(quán)重的計算及檢驗。絕對權(quán)重是指各指標相對于總目標層的權(quán)重。在分層獲得了同層各要素之間的相對重要程度后，就可以自上而下地計算各級要素關(guān)于總體的綜合權(quán)重。設(shè)c級有m個要素， ， ,其對總值的重要度為，.，；它的下級有n個要素，關(guān)于相對重要度為，則p級的要素的綜

16、合重要度為：2.2專家模糊評價法專家模糊綜合評判法，將定性與定量相結(jié)合的有效方法，在確定因素集、評語集后，建立因素集和評語集的模糊映射關(guān)系，將自然語言的評語轉(zhuǎn)化成隸屬度表示的定量化評價值。專家模糊評價法具有如下優(yōu)點： 實現(xiàn)定性和定量方法的有效結(jié)合； 解決了判斷的模糊性和不確定性問題； 評價結(jié)果包含的信息量豐富。專家模糊評價法具有以下不足： 不能解決評價指標間相關(guān)造成的評價信息重復(fù)問題； 各指標權(quán)重的確定帶有主觀性； 隸屬函數(shù)的確定有一定困難，實用性不強。模糊打分法操作步驟：Step1：建立評價指標集。以圖1中的評價指標體系為例，第一層的指標集，第二層的指標集， ， ， ，。Step2：建立模糊

17、評價語集。這里設(shè)定=十分重要，重要，一般，不重要，很不重要。Step3：設(shè)立評價語量化尺度。量化尺度的設(shè)置可依具體需求而定，這里將其設(shè)為=（1，0.8，0.6，0.35，0.1）。Step4：根據(jù)調(diào)查打分獲得模糊評價矩陣。其一般形式如下：其中：，表示第i項指標在第j個評價語中獲得的專家比重，對應(yīng)某指標集中的第i項指標，對應(yīng)評價語集中的第j項評價語。通過組織專家對評估對象選擇評價體系模型各指標集分別進行重要性模糊評價，獲得對應(yīng)的模糊評價矩陣集。以 為例，可得：Step5：計算各指標集內(nèi)各項指標的相對權(quán)重，可得到對應(yīng)于指標集的相對權(quán)重集，其中為相對權(quán)重向量。以為例說明其計算方式：Step6：計算各

18、指標的綜合權(quán)重。根據(jù)評價指標體系中的指標層次從上至下計算各項指標的綜合權(quán)重：對于選擇評價體系中目標層A的權(quán)重默認為1，對于維度層B及指標層C的指標綜合計算方式如下：指標綜合權(quán)重=父節(jié)點指標綜合權(quán)重指標相對權(quán)重3、 分析評價結(jié)果3.1專家對權(quán)重確定的影響分析在對評價體系進行權(quán)重設(shè)定時，無論采用層次分析法還是采用模糊評價方法都將由專家設(shè)定完成，為了盡可能消除不同專家間的偏好差異及專家本身的不確定性因素，可以在健全專家信息管理基礎(chǔ)上為每一位專家設(shè)定一項權(quán)重系數(shù)，即對第k位專家的權(quán)重系數(shù)記為，且。利用層次分析法進行權(quán)重設(shè)置時，保證每位專家的權(quán)重設(shè)置滿足一致性檢驗通過的條件下，先得到每位專家在同一判斷矩

19、陣下各指標的相對權(quán)重，再通過加權(quán)平均的方式整合得到多為專家的相對權(quán)重設(shè)置結(jié)果。3.2標值獲取及量化方案測評指標由定性及定量構(gòu)成，搜集、整理及獲取標值源就成了工藝管理水平評估及優(yōu)選的關(guān)鍵。標值源主要有：一是歷史績效數(shù)據(jù)直接提?。欢枪に嚬芾硭娇疾煨畔⒊槿?；三是網(wǎng)絡(luò)專家模糊綜合測評。其中前兩種途徑主要針對定量指標，第三種則針對定性指標。在工藝管理水平評估體系中，各評價指標的意義彼此不同，按指標對評估總目標的貢獻作用特征分為正指標、負指標和適度指標。由于各類指標及其之間不具有可比性，需依據(jù)不同類型指標值進行統(tǒng)一的無量綱化處理，在此選用非線性無量綱模糊算法進行指標量化。主要包括一下三種形式：1）正指標：是指對總目標的貢獻率呈正相關(guān)的指標，其量化公式如下： （1）2）負指標：指對總目標的貢獻率呈負相關(guān)的指標，其量化公式如下： （2）3）適度指標：指對總目標的貢獻率呈適度相關(guān)的指標，其量化公式如下： （3）式中：第j項評價指標無量綱處理后的評價值；：第j項評價指標的原始評分值；：對第j項評價指標評價時，采用評分制中的最大值；：第j項評價指標的最適度值；：對第j項評價指標