現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論及方法 課件 第5章 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)理論及方法2023

第五章設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)理論及方法？問題思考1.工程設(shè)計(jì)中為什么要進(jìn)行評(píng)價(jià)？2.闡述工程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的過程？3.評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)要考慮哪些內(nèi)容？4.評(píng)價(jià)的基本方法有哪些？5.為什么在綜合評(píng)價(jià)中要使用加權(quán)系數(shù)？6.技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法的概念及其特點(diǎn)？7.模糊綜合評(píng)價(jià)法解決設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)哪些方面的問題？8.TOPSIS法的全稱及評(píng)價(jià)原理是什么？一、評(píng)價(jià)的概念及意義“評(píng)價(jià)”是指根據(jù)確定的目的來測(cè)定對(duì)象系統(tǒng)的屬性，并將這種屬性變?yōu)榭陀^定量的計(jì)值或者主觀效用的行為。工程設(shè)計(jì)是一個(gè)發(fā)散—收斂，搜索—篩選多次反復(fù)發(fā)展的過程。在解決具體問題過程中,工程設(shè)計(jì)人員自覺或不自覺地對(duì)系統(tǒng)的工作原理、運(yùn)動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)方案、使用材料以及整個(gè)設(shè)想方案做出的比較和分析，都屬于評(píng)價(jià)和決策，整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程也只有借助逐段評(píng)價(jià)才能用較經(jīng)濟(jì)的手段獲得最佳的設(shè)計(jì)效果。評(píng)價(jià)活動(dòng)還應(yīng)包括在對(duì)方案全面認(rèn)知基礎(chǔ)上，從結(jié)構(gòu)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面對(duì)其展開的改進(jìn)和完善。第一節(jié)

概

述評(píng)價(jià)是產(chǎn)品開發(fā)過程中決策的基礎(chǔ)和依據(jù)，評(píng)價(jià)活動(dòng)的“質(zhì)量”影響著決策的“質(zhì)量”以及企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力；通過評(píng)價(jià)活動(dòng)，工程設(shè)計(jì)人員可以更好的認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)方案在工作原理、運(yùn)動(dòng)方案、材料使用、成本等方面所達(dá)到的程度，也能據(jù)此發(fā)現(xiàn)問題并找到改進(jìn)和優(yōu)化的方向；工程設(shè)計(jì)人員通過完整的評(píng)價(jià)活動(dòng)，可以更好的理解和掌握設(shè)計(jì)階段之外產(chǎn)品在生產(chǎn)加工、運(yùn)輸、維修等過程中，所涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，完善了原有知識(shí)結(jié)構(gòu)，也利于后期更好的開展設(shè)計(jì)活動(dòng)二、工程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的一般過程1.方案的整理

設(shè)計(jì)中會(huì)構(gòu)想盡可能多的方案，評(píng)價(jià)活動(dòng)中應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行整理，以節(jié)省人力、物力，降低產(chǎn)品成本，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期

。方案的整理工作大致從以下幾個(gè)方面展開:⑴

將構(gòu)思相同或相近的方案歸納到同一類別；⑵

將抽象的或含糊的方案明確化；⑶

分析表面上離題太遠(yuǎn)的方案，看其有無合理的地方,若無，則剔除；⑷

不同的構(gòu)思方案如果能進(jìn)行組合則盡量組合，這樣既減少了評(píng)價(jià)對(duì)象，節(jié)省了評(píng)價(jià)時(shí)間，又能使方案更趨完善，也有助于最終獲得價(jià)值更高的方案。2.方案的粗選

方案的粗選即對(duì)方案進(jìn)行概略評(píng)價(jià)，即通過將新方案與原方案從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等角度進(jìn)行對(duì)比來完成。從技術(shù)角度看新方案實(shí)現(xiàn)功能的可能性如何；從經(jīng)濟(jì)角度看新方案在成本方面與原有產(chǎn)品相比，降低幅度多大；從社會(huì)角度看新方案是否能有效地利用資源，是否有嚴(yán)重的污染或噪聲，或有無違反國(guó)家某些政策法規(guī)的地方。在經(jīng)過這幾方面的比較和分析后，將得到一定數(shù)量經(jīng)過粗選后的方案，用于后續(xù)評(píng)價(jià)工作。3.方案的具體化

在對(duì)備選方案進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行具體化處理。方案具體化處理的內(nèi)容一般包括以下幾個(gè)方面：各組成部分的具體結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)；選用的材料和外購(gòu)配套件；加工方法；工藝裝配方法；檢驗(yàn)方法和運(yùn)輸庫存方法等。對(duì)方案中擬采用的新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，還要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，看其是否滿足要求。

如果發(fā)現(xiàn)存在問題或?qū)崿F(xiàn)功能有問題，應(yīng)對(duì)原方案相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修正。4.方案的詳細(xì)評(píng)價(jià)詳細(xì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)方面。⑴

技術(shù)評(píng)價(jià)的內(nèi)容①

必要功能能否實(shí)現(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)程度；②

方案各項(xiàng)參數(shù)能否達(dá)到；③

方案在技術(shù)上實(shí)施的可能性。⑶

社會(huì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容①

方案需要的條件與國(guó)家有關(guān)技術(shù)政策、科技發(fā)展規(guī)劃是否一致；②

企業(yè)所取得的效益與社會(huì)效益是否協(xié)調(diào)-致；③

方案實(shí)施與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡是否協(xié)調(diào)。在技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，還需對(duì)方案進(jìn)行總體綜合評(píng)價(jià)?？傮w綜合評(píng)價(jià)不僅包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)方面的因素，而且還涉及市場(chǎng)、原材料來源、能源、勞動(dòng)力資源，科技發(fā)展情況等許多方面的因素。⑵

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容①

成本與成本節(jié)約額；②

利潤(rùn)與利潤(rùn)增加額；③

方案實(shí)施的費(fèi)用損失；④

方案壽命周期及投資回收期等。5.決策

在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上確定最終的實(shí)施方案。第二節(jié)綜合評(píng)價(jià)基本內(nèi)容一、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的設(shè)立及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)造1.評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的設(shè)立

具體操作時(shí)，評(píng)價(jià)準(zhǔn)則會(huì)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求和約束條件的不同而有所區(qū)別。對(duì)工程設(shè)計(jì)來說，評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的設(shè)立一般要考慮以下三方面的內(nèi)容：①

技術(shù)評(píng)價(jià)目標(biāo)，如工作性能指標(biāo)、加工裝配工藝性、使用維護(hù)等；②

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo)，如成本、利潤(rùn)、實(shí)施方案的費(fèi)用、投資回收期等；③

社會(huì)評(píng)價(jià)目標(biāo)，即方案實(shí)施對(duì)社會(huì)的影響。如是否符合國(guó)家科技發(fā)展政策；是否有利于資源利用和能源的節(jié)約；對(duì)環(huán)境污染、噪聲影響等。設(shè)立的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則應(yīng)滿足如下基本要求：①

評(píng)價(jià)所依據(jù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和約束條件應(yīng)盡可能全面。所建立的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，應(yīng)盡可能地反映被評(píng)價(jià)問題的各個(gè)方面，不僅要考慮對(duì)產(chǎn)品性能有決定性影響的主要設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)考慮對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果有影響的一般性條件。②

評(píng)價(jià)準(zhǔn)則應(yīng)具有獨(dú)立性。各項(xiàng)用來進(jìn)行評(píng)價(jià)的目標(biāo)(評(píng)價(jià)準(zhǔn)則)彼此間應(yīng)該無關(guān)，即提高某項(xiàng)指標(biāo)價(jià)值的措施不會(huì)對(duì)另一項(xiàng)指標(biāo)的價(jià)值產(chǎn)生影響。③

評(píng)價(jià)所采用的信息應(yīng)盡可能豐富、定量化、具體化。所有評(píng)價(jià)系統(tǒng)都應(yīng)盡可能多取一些信息，這些信息也應(yīng)該是易于收集并且可以在不同方案間進(jìn)行比較的；對(duì)于一些難以定量表達(dá)的問題，實(shí)踐中可以用定性描述的，且盡可能用具體化表達(dá)的信息加以補(bǔ)充。2．評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)造綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)包含具體評(píng)價(jià)指標(biāo)及其關(guān)系結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng)，評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)建包括系統(tǒng)元素的構(gòu)造和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造兩部分。

系統(tǒng)元素的構(gòu)造，即明確該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是由哪些指標(biāo)組成的，且各指標(biāo)的概念、計(jì)算范圍、計(jì)算方法、計(jì)量單位分別是什么。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，即明確該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中所有指標(biāo)之間的相互關(guān)系如何，層次結(jié)構(gòu)怎樣。

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可以最簡(jiǎn)單的雙層結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn)：第一層為總目標(biāo)層，第二層為指標(biāo)層。復(fù)雜一些的指標(biāo)體系則在將總目標(biāo)分解的基礎(chǔ)上采用三層結(jié)構(gòu)，即總目標(biāo)、子目標(biāo)層、指標(biāo)層。

多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，對(duì)于定量表達(dá)的指標(biāo)，可以根據(jù)指標(biāo)屬性及評(píng)價(jià)表達(dá)形式之間的關(guān)系得到其評(píng)價(jià)價(jià)值。對(duì)于一些很難量化表達(dá)或者無法直接量化表達(dá)的指標(biāo)，在評(píng)價(jià)過程中，根據(jù)量化時(shí)具體對(duì)象的不同，可采用“直接量化法”或“間接量化法”。二、評(píng)價(jià)目標(biāo)樹

目標(biāo)樹方法是分析評(píng)價(jià)目標(biāo)的一種手段。目標(biāo)樹的建立是用系統(tǒng)分析的方法對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行分解，并用樹形結(jié)構(gòu)圖這種可視化的分支層次來表示項(xiàng)目之間的邏輯關(guān)聯(lián)，這種方法可以將總目標(biāo)具體化為便于定性或定量評(píng)價(jià)的基本目標(biāo)。三、指標(biāo)的同度量化處理不同的定量指標(biāo)有著不同的量綱和數(shù)據(jù)范圍，這些數(shù)據(jù)與綜合評(píng)價(jià)結(jié)論之間沒有對(duì)應(yīng)性，也無法直接將其合成得到評(píng)價(jià)結(jié)果;定性和定量指標(biāo)之間也可能存在量化表達(dá)形式上的差別，因此，需要對(duì)綜合評(píng)價(jià)中的定量和定性指標(biāo)進(jìn)行同度量化處理，消除不同指標(biāo)數(shù)據(jù)的量綱和數(shù)據(jù)方向，使其與綜合評(píng)價(jià)結(jié)論具有直接相關(guān)性。常見的定量指標(biāo)的同度量化處理方法有:廣義指數(shù)法、廣義線性功效系數(shù)法、非線性函數(shù)法以及分段函數(shù)法四種，其中前兩種是實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的無量綱化方法。廣義指數(shù)法是通過計(jì)算相對(duì)指標(biāo)來完成同度量化處理的所有方法的統(tǒng)稱，它是單項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果，表現(xiàn)形式為一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線。

采用該方法的關(guān)鍵是選擇比較基數(shù)，廣義指數(shù)法寫成一般公式為：其中Xi為第i指標(biāo)的實(shí)際值，XiB為標(biāo)準(zhǔn)值。廣義線性功效系數(shù)法是在廣義指數(shù)法基礎(chǔ)上，通過設(shè)置兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值來確定最終評(píng)價(jià)值的方法，標(biāo)準(zhǔn)值一般取不容許值和滿意值，與廣義指數(shù)法相同，廣義功效系數(shù)法也是一條有截距的直線。廣義線性功效系數(shù)法一般公式：其中，Xi為第i指標(biāo)的實(shí)際值，Xi0與Xi1分別為第i個(gè)指標(biāo)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一般Xi0為“不容許值”,Xi1為“滿意值”四、加權(quán)系數(shù)

權(quán)數(shù)體現(xiàn)了評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)重要性程度的認(rèn)識(shí)，也體現(xiàn)了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)價(jià)能力的大小，即區(qū)分度的大小。一般取各評(píng)價(jià)目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)：gi<1，且Σgi=1，其中g(shù)i為第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)值。式中：

為各評(píng)價(jià)目標(biāo)的計(jì)分綜合；n為評(píng)價(jià)目標(biāo)的數(shù)量。

加權(quán)系數(shù)值可由經(jīng)驗(yàn)確定或用判別表法計(jì)算。

經(jīng)驗(yàn)確定法是由定權(quán)者根據(jù)直覺或者經(jīng)驗(yàn)，直接分配給每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)以重要性程度量值的一種方法。

開始分配權(quán)重時(shí)，通常采用比例的方式，然后計(jì)算比例相對(duì)數(shù)，即為比重權(quán)數(shù)。經(jīng)驗(yàn)確定法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是隨意性太大，僅適用于加權(quán)對(duì)象個(gè)數(shù)很少的情形。

判別表法是根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要程度對(duì)其兩兩進(jìn)行比較，在根據(jù)重要程度不同進(jìn)行賦值的基礎(chǔ)上，計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)數(shù)。

在賦值過程中，如果兩目標(biāo)同等重要，則各給2分；若某一項(xiàng)比另一項(xiàng)重要?jiǎng)t分別給3分和1分；若某一項(xiàng)比另一項(xiàng)重要得多，則分別給4分和0分。例如：在對(duì)某自行車設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，針對(duì)選定的5個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)：價(jià)格、舒適性、壽命、維修性、外觀，利用判別表法計(jì)算其加權(quán)系數(shù)。解：由某位專家對(duì)自行車設(shè)計(jì)方案5個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要性程度進(jìn)行賦分，具體分值見表5-1。

通過計(jì)算，可以判定價(jià)格、舒適性、壽命、維修性和外觀5個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)分別為0.35,0.25，0.25，0.125和0.025。第三節(jié)簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法即只對(duì)相關(guān)方案作定性的評(píng)價(jià)或優(yōu)劣排序，不反映評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要程度和方案的理想程度。常見的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法有點(diǎn)評(píng)法和名次計(jì)分法等。一、點(diǎn)評(píng)法

點(diǎn)評(píng)法是由專家或決策者對(duì)各備選方案按評(píng)價(jià)目標(biāo)逐項(xiàng)作粗略評(píng)價(jià)，如果該方案能滿足某評(píng)價(jià)目標(biāo)，則用“+”表示，不能滿足用“-”表示，如果用于評(píng)估的信息不足，則用“？”表示。

由表中評(píng)價(jià)信息可知，方案A利用點(diǎn)評(píng)法得分為：3項(xiàng)+，2項(xiàng)-，合計(jì)結(jié)果為+；方案B得分為：3項(xiàng)+，1項(xiàng)-，1項(xiàng)？，合計(jì)結(jié)果為？++；方案C得分為：5項(xiàng)+。綜合比較可知方案C為其中最佳方案。二、名次計(jì)分法

名次計(jì)分法是在對(duì)n個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，由一組m位專家按方案優(yōu)劣程度對(duì)其進(jìn)行排序，并給名次最高者n分，名次最低者1分，以此類推，得到m位專家對(duì)每個(gè)方案的評(píng)分，最后對(duì)每個(gè)方案得到的分求和，總分最高者為佳。

多位專家評(píng)分意見的一致性程度可用一致性系數(shù)C表達(dá)，此系數(shù)在0與1之間，越接近1表示專家評(píng)分意見越一致，一般要求一致性系數(shù)大于0.7。

一致性系數(shù)C的計(jì)算公式如下：m為參與評(píng)價(jià)的專家數(shù)量；n為待評(píng)價(jià)的方案數(shù)量；S為各方案總分的差分和。各方案總分差分和的計(jì)算公式為：xi為第i個(gè)方案n位專家評(píng)分的總分

根據(jù)表5-3中的數(shù)據(jù)求和計(jì)算可知，5款備選方案6位專家得分總分分別為：29、24、15、14、8。5款方案得分總和：Σxi=90，專家數(shù)m=6，方案數(shù)n=5。根據(jù)公式5.5計(jì)算可以得到各方案總分差分和為：再由公式5.4計(jì)算得到該5款方案6位專家排序結(jié)果的一致性系數(shù)：排序依次為：01方案—02方案—03方案—04方案—05方案第四節(jié)評(píng)分法

評(píng)分法，也稱點(diǎn)數(shù)法，是用分值作為衡量方案優(yōu)劣的尺度，對(duì)方案進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。如有多個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)則先分別對(duì)各基礎(chǔ)目標(biāo)評(píng)分，再經(jīng)處理求得方案的總分。一、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分曲線1.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分法設(shè)立的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)通常采用10分制或5分制。10分制分值012345678910狀態(tài)不能用缺陷多較差勉強(qiáng)可用可用基本滿意良好很好超目標(biāo)理想5分制分值012345狀態(tài)不能用勉強(qiáng)可用可用良好很好理想表5-410分制和5分制下各狀態(tài)對(duì)應(yīng)分值2.評(píng)分曲線評(píng)分曲線是反映評(píng)價(jià)目標(biāo)值與分值間關(guān)系的曲線，即評(píng)分函數(shù)。評(píng)分曲線繪制時(shí)通常取三個(gè)位置對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值，即評(píng)價(jià)目標(biāo)極限值(或允許值)0分所在坐標(biāo)點(diǎn)，要求值8分(或4分)所在坐標(biāo)點(diǎn)，以及理想值10分(或5分)所在坐標(biāo)點(diǎn)。圖5-3評(píng)分曲線圖二、總分計(jì)分方法

對(duì)于由多個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)構(gòu)成的方案，其總分可采用各指標(biāo)分值相加法、分值連乘法、均值法、相對(duì)值法或有效值法(加權(quán)計(jì)分法)等方法計(jì)算獲得，具體計(jì)算公式和各自特點(diǎn)見表5-5。有效值法，應(yīng)用最多。三、有效值法具體評(píng)價(jià)過程1.確定評(píng)價(jià)目標(biāo)：

3.確定評(píng)分制式（10分制或5分制）,列出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)或求出有關(guān)評(píng)分曲線4.用線性差分，獲取評(píng)分值；對(duì)各評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)分,若有n個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)，m個(gè)方案，得到評(píng)分矩陣：5.計(jì)算各方案有效值m個(gè)方案的有效值矩陣其中，第j個(gè)方案有效值為：6.比較各方案的有效值，大者為佳，選出最佳方案。舉例：有A,B,C三款電池，其主要性能及成本參數(shù)見表5-6，在評(píng)價(jià)過程中，希望電池壽命較高，試根據(jù)這一原則選出較適合的電池。表5-6三款電池的性能、成本值參數(shù)解：（1）分析評(píng)價(jià)目標(biāo)及加權(quán)系數(shù)，用目標(biāo)樹表達(dá)，具體目標(biāo)樹見圖5-4。評(píng)價(jià)目標(biāo)成本（元）電壓（V）壽命（h）理想值1.69.1120要求值2.08.9100極限值4.08.580實(shí)際值A(chǔ)2.59.0104B2.28.6110C1.68.990加權(quán)系數(shù)0.20.30.5(2)評(píng)分。按10分制對(duì)各電池評(píng)分。由各評(píng)價(jià)目標(biāo)的理想值、要求值和極限值繪出評(píng)分曲線，具體曲線見圖5-5。圖a)、b)、c)分別為電池評(píng)價(jià)中成本、電壓、壽命評(píng)分曲線圖。在評(píng)分曲線基礎(chǔ)上求出各方案相應(yīng)的分值，具體數(shù)據(jù)見表5-7。圖5-5成本、電壓、壽命評(píng)分曲線圖（3）計(jì)分。對(duì)各方案分別用分值相加法、分值連乘法及有效值法進(jìn)行總分計(jì)分。有效值計(jì)算如下:評(píng)價(jià)目標(biāo)：u=[成本電壓壽命]加權(quán)系數(shù)矩陣G=[0.20.30.5]有效值矩陣結(jié)論。分析比較三種總分計(jì)分方法計(jì)算得到的結(jié)果，方案A總分及有效值都最高（8.15），為三款電池中的最佳方案，但其成本較高，不夠理想，因此后期應(yīng)設(shè)法降低其成本。第五節(jié)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)偏重于對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的定量化計(jì)算分析，最終綜合評(píng)價(jià)比較各項(xiàng)目方案效益的高低，具有決策預(yù)測(cè)性、系統(tǒng)性、綜合性、實(shí)踐性、選擇性等特點(diǎn)。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法是將評(píng)價(jià)對(duì)象（設(shè)計(jì)方案）分為兩個(gè)評(píng)價(jià)因素（評(píng)價(jià)目標(biāo)或評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)）：技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素，分別求出技術(shù)價(jià)和經(jīng)濟(jì)價(jià)，然后按一定方式進(jìn)行綜合，求出總價(jià)值，方案中總價(jià)值最高者優(yōu)勝。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)的依據(jù)是相對(duì)價(jià)，即相對(duì)于理想狀態(tài)的相對(duì)值。技術(shù)-經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法被定為德國(guó)工程師協(xié)會(huì)規(guī)范VDI2225。一、技術(shù)評(píng)價(jià)

技術(shù)評(píng)價(jià)是圍繞著“功能”所進(jìn)行的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是以用戶要求的必要功能為依據(jù)，一般以實(shí)現(xiàn)功能的條件為評(píng)價(jià)目標(biāo)，如功能的實(shí)現(xiàn)程度（性能、質(zhì)量、壽命等）、可靠性、維修性、安全性、操作性、整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、與環(huán)境條件的協(xié)調(diào)等。技術(shù)價(jià)值是新產(chǎn)品的功能評(píng)價(jià)相對(duì)于理想產(chǎn)品能達(dá)到的程度。技術(shù)價(jià)的關(guān)系式為：pi為各技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分值；gi為各技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，取Pmax為最高分值(10分制取10分，5分制取5分)

由上述公式可知，技術(shù)價(jià)評(píng)分值Wt≤1,數(shù)值越大表示方案的技術(shù)性能越好。理想方案的技術(shù)價(jià)為1。一般來說，W,＜0.6表示方案在技術(shù)上不合格，必須改進(jìn)。二、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，“經(jīng)濟(jì)”觀念只局限在產(chǎn)品生產(chǎn)成本上，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)通過求方案的經(jīng)濟(jì)價(jià)Ww進(jìn)行。經(jīng)濟(jì)價(jià)是理想生產(chǎn)成本與實(shí)際生產(chǎn)成本的比值。H為實(shí)際生產(chǎn)成本；HI為理想生產(chǎn)成本，一般情況下，HI≈0.7H2，H2為允許生產(chǎn)成本。經(jīng)濟(jì)價(jià)Ww的值越大，經(jīng)濟(jì)效果越好。Ww=1為理想狀態(tài)，表示實(shí)際生產(chǎn)成本等于理想成本；Ww≤0.7意味著實(shí)際生產(chǎn)成本高于允許生產(chǎn)成本，在經(jīng)濟(jì)上不合格。三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)過程中，常在利用計(jì)算法（求相對(duì)價(jià)）或作圖法（優(yōu)度圖）求得技術(shù)價(jià)和經(jīng)濟(jì)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)-經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)。1.相對(duì)價(jià)相對(duì)價(jià)的計(jì)算一般可以采用均值法或雙曲線法。采用均值法計(jì)算相對(duì)價(jià)的公式為：采用雙曲線法計(jì)算相對(duì)價(jià)的公式為：相對(duì)價(jià)W值大，方案的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)綜合性能則好，一般應(yīng)取W≥0.65。具體操作過程中，當(dāng)Wt、Ww中有一項(xiàng)數(shù)值較小時(shí)，采用雙曲線法能使W明顯出現(xiàn)小值，更便于方案的評(píng)價(jià)與決策。2.優(yōu)度圖

優(yōu)度圖也稱S圖,在技術(shù)價(jià)Wt與經(jīng)濟(jì)價(jià)Ww構(gòu)成的平面坐標(biāo)系中,每個(gè)方案的技術(shù)價(jià)Wti與經(jīng)濟(jì)價(jià)Wwi值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Si的位置反映了該方案的優(yōu)良程度,即優(yōu)度，優(yōu)度表達(dá)如圖5-6所示。在坐標(biāo)系中Wt=1、Ww=1的點(diǎn)S*為理想優(yōu)度，是技術(shù)—經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)的理想值。0—S*連線稱為“開發(fā)線”，線上各點(diǎn)Wt=Ww。Si點(diǎn)離開發(fā)線的距離，反映了技術(shù)價(jià)或經(jīng)濟(jì)價(jià)的高低程度，用優(yōu)度圖可形象地看出方案的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)綜合性能，且便于提出改進(jìn)方向。圖5-6優(yōu)度圖舉例：某產(chǎn)品有三款方案，進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)的技術(shù)價(jià)分別為Wt1=0.5,Wt2=0.36,Wt3=0.77。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)價(jià)分別為Ww1=0.75，Ww2=0.8，Ww3=0.46。試進(jìn)行技術(shù)-經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)。解：采用雙曲線法計(jì)算三款方案的相對(duì)價(jià)W；相對(duì)價(jià)W值一般應(yīng)取W≥0.65，本例中三款方案的相對(duì)價(jià)均小于0.65。根據(jù)三款方案技術(shù)價(jià)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值在優(yōu)度圖中繪出它們所在位置。結(jié)論：由于三款方案的相對(duì)價(jià)均小于0.65,因此它們都未滿足要求。從優(yōu)度圖中三款方案的分布位置可以看出，方案1、2技術(shù)價(jià)較低，應(yīng)提高性能指標(biāo)，而方案3經(jīng)濟(jì)價(jià)較低，需進(jìn)一步降低成本。

對(duì)于相對(duì)評(píng)價(jià)值相差不多而又都比較好的方案，可以利用圖5-8所示的價(jià)值剖面圖的圖解方法，通過尋找設(shè)計(jì)方案的薄弱環(huán)節(jié)來進(jìn)行比較并指明改進(jìn)設(shè)計(jì)的方向。圖5-8價(jià)值剖面圖橫坐標(biāo)代表各項(xiàng)性能參量的評(píng)價(jià)值，縱坐標(biāo)代表各項(xiàng)評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要度系數(shù)(即加權(quán)系數(shù))，每個(gè)方塊的面積就對(duì)應(yīng)一項(xiàng)性能參量的加權(quán)評(píng)價(jià)值，畫上陰影的整個(gè)面積就是該方案的總加權(quán)評(píng)價(jià)值。

好的方案不僅要求總評(píng)價(jià)值大，而且在技術(shù)上應(yīng)力求均衡，不應(yīng)有較顯著的薄弱環(huán)節(jié)。反映在價(jià)值剖面圖中就要求每個(gè)方塊，特別是寬度較大的方塊的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能接近平均值。第六節(jié)模糊綜合評(píng)價(jià)法一、模糊評(píng)價(jià)的概念借助模糊數(shù)學(xué)的一些概念，將模糊信息數(shù)值化，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合評(píng)價(jià)模糊問題方便進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的方法。模糊評(píng)價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的目標(biāo)定量化，從多個(gè)目標(biāo)對(duì)被評(píng)價(jià)事物隸屬等級(jí)狀況進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)的一種方法。

基本原理：先確定被評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)目標(biāo)集和評(píng)語(等級(jí))集，再分別確定各個(gè)目標(biāo)的權(quán)重及它們的隸屬度向量，獲得模糊評(píng)判矩陣，最后把模糊評(píng)判矩陣與目標(biāo)權(quán)向量進(jìn)行模糊運(yùn)算并進(jìn)行歸一化，得到模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

特點(diǎn)：評(píng)判逐一進(jìn)行,對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象有唯一的評(píng)價(jià)值，不受被評(píng)價(jià)對(duì)象所處對(duì)象集合的影響，且評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定，而是以一個(gè)模糊集合來表示。二、隸屬度在模糊數(shù)學(xué)中，把隸屬于或者從屬于某個(gè)事物的程度叫隸屬度。對(duì)某些評(píng)價(jià)概念(如優(yōu)、良、差)隸屬的高低稱為隸屬度。用0~l之間的一個(gè)實(shí)數(shù)I來度量。不同條件下隸屬度的變化規(guī)律可用函數(shù)來表示，稱為隸屬函數(shù)。因此，隸屬度可采用統(tǒng)計(jì)法或通過已知隸屬函數(shù)求得。1.統(tǒng)計(jì)法求隸屬度

通過對(duì)一定數(shù)量的對(duì)象進(jìn)行調(diào)查并基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果獲得隸屬度。

如評(píng)價(jià)某款自行車的外觀，可通過對(duì)一定數(shù)量用戶進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果若30%認(rèn)為“很好”，55%認(rèn)為“好”，13%認(rèn)為“不太好”，2%認(rèn)為“不好”，由此得到該自行車外觀四種評(píng)價(jià)概念的隸屬度分別為0.30、0.55、0.13和0.02。2.由隸屬函數(shù)求隸屬度

各種評(píng)價(jià)目標(biāo)都可經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到相應(yīng)的隸屬函數(shù)，模糊數(shù)學(xué)的有關(guān)資料中總結(jié)出十幾種典型的隸屬函數(shù)，可根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象選擇合適的隸屬函數(shù)，從中得到特定條件下的隸屬度。例：對(duì)四種帶傳動(dòng)方案以壽命為評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，壽命評(píng)價(jià)值采用直線形隸屬函數(shù),具體函數(shù)圖如圖5-9所示。其中方案A-05的壽命為6564.50小時(shí)，方案A-13壽命為11460.82小時(shí)，方案A-17壽命為8200.93小時(shí)，方案B-07壽命為15709.22小時(shí)。圖5-9直線形隸屬函數(shù)圖5-9的壽命評(píng)價(jià)隸屬函數(shù)表達(dá)式為：

將各方案壽命值帶入以上隸屬度函數(shù)，可計(jì)算得到各方案隸屬度值，具體數(shù)值見表5-8。表5-8帶傳動(dòng)四種方案的壽命隸屬度方案壽命（h）優(yōu)良差A(yù)-056564.500.1410.8590A-1311460.82100A-178200.930.550.450B-0715709.22100三、模糊綜合評(píng)價(jià)模型和步驟模糊評(píng)價(jià)主要有以下幾個(gè)步驟：U={u1,u2,...,um}有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，表明我們對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象從哪些方面來進(jìn)行評(píng)判描述。2.確定評(píng)語集1.確定評(píng)價(jià)對(duì)象的目標(biāo)集評(píng)語集是評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的各種總的評(píng)價(jià)結(jié)果組成的集合,用V表示:V={v1,v2,...,vn}

實(shí)際上評(píng)語集就是對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象變化區(qū)間的一個(gè)劃分。其中vi代表第i個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果,n為總的評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)。確定評(píng)語等級(jí)論域主要解決的是劃分多少個(gè)等級(jí)以及如何設(shè)置這些等級(jí)的問題。3.進(jìn)行單目標(biāo)因素評(píng)價(jià)，建立模糊關(guān)系矩陣R單獨(dú)從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià),以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集合V的隸屬程度，稱為單目標(biāo)模糊評(píng)價(jià)。在構(gòu)造了等級(jí)模糊子集后，要逐個(gè)對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象從每個(gè)目標(biāo)ui(i=1,2,....m)上進(jìn)行量化，也就是確定從單目標(biāo)來看被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬度，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣:一個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象在某個(gè)目標(biāo)方面的表現(xiàn)是通過模糊向量ri=(ri1,ri2,..rin)來刻畫的，稱為單目標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣，它是目標(biāo)集U和評(píng)價(jià)集V之間的一種模糊關(guān)系，即影響目標(biāo)與評(píng)價(jià)對(duì)象之間的“合理關(guān)系”。rij(i=1,2..,m;j=1,2...n)表示某個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象從目標(biāo)來看對(duì)ui、vj等級(jí)模糊子集的隸屬度。

在確定隸屬關(guān)系時(shí)，通常是由專家或與評(píng)價(jià)問題相關(guān)的專業(yè)人員依據(jù)評(píng)判等級(jí)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行打分，然后統(tǒng)計(jì)打分結(jié)果，再根據(jù)絕對(duì)值減數(shù)法求得，即：其中,c可以適當(dāng)選取，使得

4.確定評(píng)價(jià)目標(biāo)的模糊權(quán)向量為了反映各目標(biāo)的重要程度,對(duì)各目標(biāo)U應(yīng)分配一個(gè)相應(yīng)的權(quán)數(shù)ai(i=1,2,..,m)，通常要求滿足ai>0,Σai=1。ai表示第i個(gè)目標(biāo)的權(quán)重，再由各權(quán)重組成的一個(gè)模糊集合A就是權(quán)重集。

在進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)時(shí),權(quán)重對(duì)最終的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的影響，不同的權(quán)重有時(shí)會(huì)得到完全不同的評(píng)價(jià)結(jié)論。權(quán)重選擇的合適與否直接關(guān)系到模型的成敗。確定權(quán)重的方法有層次分析法、Delphi法、加權(quán)平均法、專家估計(jì)法等。5.多目標(biāo)模糊評(píng)價(jià)

利用合適的合成算子將A與模糊關(guān)系矩陣R合成得到各被評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B。R中不同的行反映了某個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象從不同的單目標(biāo)來看對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬程度。用模糊權(quán)向量A將不同的行進(jìn)行綜合就可以得到該被評(píng)價(jià)對(duì)象從總體上來看對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬程度，即模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B。模糊綜合評(píng)價(jià)的模型為：

其中

是由A與R的第j列運(yùn)算得到的，表示被評(píng)對(duì)象從整體上看對(duì)（j=1,2,....n)等級(jí)模糊集的隸屬程度。常用的模糊合成算子有四種：M(∧,∨)算子

（3）M(∧,⊕)算子

四、模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析

模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果是被評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬度,它一般是一個(gè)模糊向量，而不是一個(gè)點(diǎn)值，因而他能提供的信息比其他方法更豐富。

對(duì)多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象比較并排序，就需要進(jìn)一步處理，即計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合分值，按大小排序，按序擇優(yōu)。將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果B轉(zhuǎn)換為綜合分值，即可依其大小進(jìn)行排序，從而挑選出最優(yōu)者。處理模糊綜合評(píng)價(jià)向量常用以下兩種方法:最大隸屬度原則

若模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量

中的

，則被評(píng)價(jià)對(duì)象總體上來講隸屬于第r等級(jí)，即為最大隸屬度原則。2.排序原則方案優(yōu)劣排隊(duì)時(shí)，同級(jí)中隸屬度高者為先。模糊綜合評(píng)價(jià)法的優(yōu)點(diǎn)：一

模糊評(píng)價(jià)通過精確的數(shù)字手段處理模糊的評(píng)價(jià)對(duì)象，能對(duì)蘊(yùn)藏信息呈現(xiàn)模糊性的資料做出比較科學(xué)、合理、貼近實(shí)際的量化評(píng)價(jià)；二

評(píng)價(jià)結(jié)果是一個(gè)向量，而不是點(diǎn)值，包含的信息比較豐富，既可以比較準(zhǔn)確的刻畫被評(píng)價(jià)對(duì)象，又可進(jìn)一步加工，得到參考信息。模糊綜合評(píng)價(jià)法的缺點(diǎn)：一

計(jì)算復(fù)雜，對(duì)指標(biāo)權(quán)重向量的確定主觀性較強(qiáng)；二

當(dāng)指標(biāo)集U較大，即指標(biāo)集個(gè)數(shù)較大時(shí)，在權(quán)向量和為1的條件約束下，相對(duì)隸屬度權(quán)系數(shù)往往偏小，權(quán)向量與模糊矩陣R不匹配，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)超模糊現(xiàn)象，分辨率很差，無法區(qū)分誰的隸屬度更高，甚至造成評(píng)判失敗，此時(shí)可用分層模糊評(píng)估法加以改進(jìn)。五、評(píng)價(jià)舉例多評(píng)價(jià)目標(biāo)的模糊評(píng)價(jià)在普通V型帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)多方案設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)活動(dòng)中，具體評(píng)價(jià)目標(biāo)、方案各評(píng)價(jià)指標(biāo)的值及加權(quán)系數(shù)見表5-10，試通過模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)各方案進(jìn)行優(yōu)、良、差等級(jí)的分類評(píng)價(jià)。表5-10普通v型帶傳動(dòng)評(píng)價(jià)目標(biāo)值及加權(quán)系數(shù)

壽命（h）小帶輪包角功率過剩率帶根數(shù)壓軸力A-056564.50157.380.07941084.94A-1311460.82151.550.1673898.499A-178200.93151.550.1152729.026B-0715709.22160.830.1771581.717qi0.3750.250.1250.1250.125分析：要利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)這5款方案進(jìn)行分類評(píng)價(jià)，其中，評(píng)價(jià)目標(biāo)集:Y=[壽命、小帶輪包角、功率過剩率、帶根數(shù)、壓軸力]評(píng)價(jià)集:X=[優(yōu)、良、差]加權(quán)系數(shù):Q=[0.375、0.25、0.125、0.125、0.125]現(xiàn)采用直線形隸屬函數(shù)，如圖5-10所示四個(gè)方案的模糊評(píng)價(jià)矩陣為：考慮加權(quán)系數(shù)的綜合模糊評(píng)價(jià)，B=Q*R=[b1b2b3]采用模糊矩陣合成中常用的取小取大運(yùn)算和乘加運(yùn)算對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，具體數(shù)據(jù)見表5-11。由表可知：若采用取小(∧)取大(V)運(yùn)算，五款方案的排序?yàn)椋築-07>A-13>A-17>A-05。采用乘加(，+)運(yùn)算，排序?yàn)椋築-07>A-13>A-05>A-17。

采用取?。ā模┤〈螅ā牛┻\(yùn)算采用乘加（·，+）運(yùn)算A-05A-13A-17B-07A-05A-13A-17B-07優(yōu)0.25（0.40）0.375（0.60）0.375（0.50）0.375（0.60）0.4840.6040.4790.750良0.375（0.60）0.25（0.40）0.375（0.50）0.125（0.20）0.5160.3960.5210.187差0.0000.0000.0000.125（0.20）0.0000.0000.0000.063

在上述四種帶傳動(dòng)方案中，有些評(píng)價(jià)目標(biāo)量綱不一致，不能用定量方法直接比較，可將其轉(zhuǎn)換成優(yōu)劣程度進(jìn)行比較（如表5-12所示）,即進(jìn)行無量綱化處理后進(jìn)行比較。

通過對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)中采用取大取小算法、乘加算法得到的評(píng)價(jià)結(jié)果，以及先進(jìn)行無量綱化處理再合成得到的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，方案A-07均是最優(yōu)方案，則可認(rèn)為在這4款方案中，方案A-07是該V型帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的最優(yōu)解。

通過上式計(jì)算可得各方案模糊綜合評(píng)價(jià)量化值，具體量值及優(yōu)劣名次見表5-13。這樣4款方案基于模糊綜合評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)結(jié)果為方案B-07最優(yōu)，其次分別為A-05,A-13,A-17。第七節(jié)其他綜合評(píng)價(jià)方法一、TOPSIS法（TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoI