本文分析了機械設備選型中需考慮的各項因素，并在此基礎上建立了機械設備選型評價指標體系，提出了機械設備選型方案的模糊綜合評價模型，最后舉例說明了具體評價過程。
關鍵詞：設備選型 模糊綜合評價 AHP
在市場經(jīng)濟高度發(fā)展的今天，由于機械生產(chǎn)廠家繁多、產(chǎn)品種類復雜、技術質量和性能不一，作業(yè)對象模糊多樣，如何能夠準確及時的為工程施工選擇配套符合生產(chǎn)要求的、技術性能先進的機械設備是企業(yè)設備管理人員的新課題，也是施工企業(yè)水平的標志�？梢�，做好機械設備的選型配套工作，是設備管理的重要工作。
設備的選型屬于多目標決策問題，它的方案評價涉及到許許多多的因素，其中既有定量的因素（如價格等），又有定性的因素（如使用可靠性等）。因素的多樣性和不確定性，都使得設備的選型變得復雜和重要。傳統(tǒng)的經(jīng)驗選型，缺乏完善的定性分析、比較的理論與方法，不能綜合闡述多人意愿，這樣勢必造成方案評價的不完善，甚至有些時候反而摒棄了最優(yōu)方案。因而，建立一套行之有效的設備選型方案綜合評價辦法，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗選型向科學選型的過渡，是很有必要的。
1 機械設備選型涉及的指標體系
評價一個選型方案的優(yōu)劣，首先需有一個正確而全面的評價系統(tǒng)與評價指標。機械設備選型要充分考慮各方面的因素，本文經(jīng)比較擬從經(jīng)濟指標、技術性能、社會關系、人機關系以及配套性等五個方面進行綜合評價，從而對多個選型方案進行綜合比較分析，找出最佳的選型方案。評價指標體系如圖1所示。
1.1 影響經(jīng)濟指標的因素
投入前支出的費用：除設備安裝搬遷費用外，為了設備的運行而進行的設備早期投入，如相關人員的聘請和培訓，設備的報裝、標定、認證等等。
設備臺班費用：工作臺班費用和停機臺班費用。
運行附加費用：設備正常運轉期間，除臺班費外發(fā)生的與該臺設備有關的費用，比如設備保養(yǎng)和小修費用等。
安裝搬遷費用：設備入場搬遷和安裝的費用加上撤場搬遷和清場費用的總和。
售價及付款方式：設備的售價及付款方式往往是資金緊張的中、小企業(yè)重點考慮的因素，它直接關系到工程的延續(xù)性。
1.2 影響技術指標的因素
使用可靠性：這是評價設備技術性能最重要的因素之一。我國目前對筑養(yǎng)路機械的使用可靠性無統(tǒng)一的要求。國外筑機產(chǎn)品一般要求出廠后能夠連續(xù)使用1500h～2000h而不應出現(xiàn)機械故障。根據(jù)大多數(shù)廠家對機械設備可靠性的要求，我國此類機械的連續(xù)使用期應保證在1000h～1500h不出故障為宜。由于筑養(yǎng)路機械的惡劣的作業(yè)環(huán)境，其工作的可靠性較之機械本身的技術先進性更為重要。
制造工藝：制造工藝是保證設備使用可靠性的重要前提，它反映和衡量了生產(chǎn)廠家的技術和管理水平。
生產(chǎn)率：生產(chǎn)率充分反映了設備的機群配套能力，反映了設備的使用性能。
自控程度：自控程度的高低是反映設備自身技術水平的基本指標，它是指設備在人工無法完成的操作和工作質量控制中采用自控技術程度的高低。機械設備的自控水平是整個制造企業(yè)技術發(fā)展水平的集中體現(xiàn)。
維修性：維修性這里指的是維修保養(yǎng)的可達性、零配件的互換性以及針對維修的防差錯設計等，它是依靠科學合理的設計及良好的加工工藝來實現(xiàn)。在項目工程進行中，為了提高機械的利用率，常要求機械的故障能夠在現(xiàn)場處理，這就要求機械必須拆裝方便，零配件供應必須可靠且互換性較好，同時應有為特殊部位設計專修工具等。設備的維修性好壞直接反映了一個制造企業(yè)設計水平和制造工藝水平的高低。
１.3 涉及社會關系的因素
貨源及供貨渠道：如果是租賃，指的是設備經(jīng)租渠道，如果是購置，則指的是設備代理商或制造廠家。貨源及供貨渠道的不同直接影響設備的售價（租賃費用）以及售后服務等。
供貨或到貨周期：原理上周期越短越好，但是對于選配或定購的設備，在不影響整個工程進度的前提下必須保證廠家有足夠的時間生產(chǎn)，以免出現(xiàn)趕工現(xiàn)象，影響設備制造質量。
運輸方式及要求：運輸方式的不同，為此需承擔的費用也不同，運輸造成的風險也不同。而運輸有無特殊要求這項指標同時也反應了制造企業(yè)的設計水平。
售后服務：這里的售后服務是泛指，它包括專業(yè)技術培訓、零配件的供應、技術檢測以及設備維修保養(yǎng)等。
維修配件的供應：這一項本來屬于售后服務的范疇，但是由于其重要性而將其單獨列出。維修配件的供應在這里不光是售后服務里的零配件供應，它還包括除售后服務機構外獲得維修配件的難易程度。
環(huán)境污染程度：這里的環(huán)境污染程度也是泛指，指的是設備安裝及運行對周邊環(huán)境的影響程度。
�。�.4 涉及人機關系的因素
操作安全性：操作安全性指的是設備安全防護裝置的完善程度。
操作舒適性：舒適性指的是機手的操作駕駛條件，良好的操作駕駛條件主要指機械要有舒適的乘坐條件、廣闊的視野和空調通風設備。對于筑養(yǎng)路機械，由于它的作業(yè)環(huán)境惡劣，流動性大，操作極度頻繁，因而駕駛者容易疲勞，也容易出現(xiàn)操作失誤并導致事故，因此，具有良好的操縱條件應視為提高工作效率和減少事故的重要因素。
相關配套人數(shù)：這項指標同時也反映了設備的操作性和自動化程度。
1.5 影響設備配套性的因素
項目配套性：指的是引入的設備對本項目的適用性。
機群配套性：指的是引入的設備與項目現(xiàn)有設備的配套程度，對現(xiàn)有設備配套的影響。
2 評價方法的選擇
從上面分析的機械設備選型評價指標體系可以看出，設備選型方案的評價，涉及到多項指標，需要綜合考慮技術性能、經(jīng)濟指標、社會關系、人機關系以及配套性等諸多因素，進行綜合分析與比較，以尋求整體最優(yōu)的方案。方案評選時，由于多目標的存在，要考慮的影響因素繁多，這些因素有些是可量化因素，有些是不可量化的，對這些不可量化因素的評價又帶有一定的模糊性，無法做出定性的評價，給評價帶來了很大的難度，采用常規(guī)評價方法即經(jīng)典數(shù)學方法顯然是無能為力的�；谏鲜鲈颍疚膮⒄沼嘘P文獻[1][2][3]，在實際工作中，結合傳統(tǒng)經(jīng)驗選型方法，運用模糊數(shù)學、AHP法（層次分析法）、數(shù)理統(tǒng)計等現(xiàn)代數(shù)學理論，采用了一種多層次、多因素模糊綜合評價方法，對選型方案進行了綜合分析評價和優(yōu)化選擇。這種方法是在T.L.Sauty教授的AHP法的基礎上，用改進后的AHP法確定各因素的隸屬度，解決了許多定性因素無法量化的問題，對那些不確定因素的不同描述由專家給出然后加以綜合評價，以避免絕對地評價。
3 模糊綜合評價法概述
根據(jù)模糊數(shù)學的理論，模糊綜合評價的數(shù)學模型是由因素集U，評判集V和評判矩陣R三要素組成的。先確定因素集U=(u1,u2,…,ui,…,un)，ui表示對評價對象有影響的第i個因素；再確定評判集V=(v1,v2,…,vk,…,vp)，vk表示對因素評價第k個等級的分數(shù)值。若對第i個因素的單因素評判為U到V上的模糊關系：R(ri1,ri2,…,rip)，于是，n個因素的評判矩陣為R=(rik)n×p。
通過確定權重A=(a1,a2,…,ai,…,an)，ai為第i個因素所對應的權重，且。
最后得到綜合評判的結果B=A·R=(b1,b2,…,bp)，根據(jù)B和評判集V計算出各方案所得的分數(shù)，分數(shù)最高者即為最優(yōu)方案。
3.1 因素集、評語集和評價對象集的確定
因素集U=(u1,u2,…,ui,…,un)，其中ui表示對評價對象有影響的第i個因素，ui 又可分為多個因素uij，依次類推，可建立多層次、多因素集。
評語集V=(v1,v2,…,vk,…,vp)，其中vk表示對因素評價的第k個等級。
U和V都是給定的有限論域。
3.2 構造因素間的比較判斷矩陣
根據(jù)層次分析法（AHP法）原理，需要對各層因素進行兩兩比較，確定彼此之間的重要度，每位專家需從第一層到最底層對有關因素的相對重要程度進行兩兩比較判斷（兩兩比較判斷的因素必須是同一層的，而且必須是屬于上一層的同一指標），從而獲得一系列的比較判斷矩陣。
因素間的相對重要程度可以用標度法來量化，參照文獻[2][3]，本文選用如表1所示的指數(shù)標度法。
設有專家組S=(s1,s2,…,ss)(s≥1)，專家組S中任一個專家Sk 對因素ui和uj 進行比較，按表1進行量化，得比較判斷矩陣：，
其中i,j=1,2,∧,n,且有，，
顯然A(k)為互反陣，從而為反對稱陣。
根據(jù)文獻[4]，當專家評價的總體標準差
均小于1時，
可以認為專家組的意見較為統(tǒng)一，這時可以用各專家判斷值的算術平均值來作為群組判斷的結果，從而，它不一定具有一致性，進而構造群組判斷矩陣，其中。由文獻[4]知矩陣A* 是A（Ak 的算術平均陣）的擬優(yōu)傳遞陣，并且它是一致的。
當存在時，則說明專家組的意見分歧較大，此時不能簡單的利用各專家判斷值的數(shù)學平均值來構造群組判斷矩陣，根據(jù)文獻[4]，可用最優(yōu)傳遞矩陣法計算，即求得使最小的最優(yōu)傳遞矩陣，
其中，令 ,其中α為相鄰兩級評語的客觀重要比率，在這里可取1.3161或1.7321，矩陣A*就是所需的群組比較判斷矩陣，它是一致性的。
根據(jù)所獲得的群組判斷矩陣，我們可以利用方根法求得各指標的權重，歸一化后可得各指標相對于上一級目標層的標準權重，再由層次總排序即可求得最低層對總目標層的標準權重。
3.3 綜合評判
制作評判表并組織“專家組”調研，并對現(xiàn)有設備選型方案進行獨自評測，將評判結果填入評判表內。評判表的形式如表2所示：
根據(jù)調查表可得二級因素集相對于一級因素的評價矩陣，其中i=1,2,∧,n,j=1,2,∧,m,k=1,2,∧,p, rijk為因素Uij相對于上述評語集V第k個評價等級的隸屬度。
從而有一級因素集相對于總目標（設備選型方案）的綜合評價矩陣R:
最后得到綜合評判的結果B=A·R=(b1,b2,…,bp)。
取百分制，令評判集V＝{好，較好，一般，差}＝{100～85,85～75,75～60,<60 }，顯然各等級分數(shù)重心依次為：92.5，80，67.5，30，于是可用Pi=B·VT=92.5b1+80b2+67.5b3+30b4計算出各方案所得的分數(shù)，分數(shù)最高者即為最優(yōu)方案。
4 機械設備選型評價指標體系各評價因素權重的確定
根據(jù)3.2，組織我公司6名相關人員（機電高級工程師一人，工程師三人，助理工程師兩人，其中技術崗位的三人，管理崗位的三人）對評價體系各一級因素兩兩進行重要程度比較，按表1量化后有：
兩邊取對數(shù)得反對稱陣
，從而有群體判斷總體標準差：
由總體標準差σij均小于1判定專家組的意見較為統(tǒng)一，于是可計算出反對稱陣B(k)的平均陣為：
從而最終的群組判斷矩陣為：
根據(jù)方根法求得A*的特征向量，歸一化后即得一級因素集各因素的權重：
A=(0.2219 0.3475 0.1470 0.1087 0.1749)
同理可得二級因素集各因素的權重：
A(1)=(0.1724 0.1925 0.1298 0.1298 0.3755)
A(2)=(0.2555 0.1383 0.3097 0.1530 0.1435)
A(3)=(0.1395 0.2027 0.1144 0.2454 0.2027 0.0953)
A(4)=(0.4134 0.3000 0.2866)
A(5)=(0.5229 0.4771)
5 機械設備選型方案評價實例
某單位因工程需要需添置瀝青混凝土拌和樓一臺，要求生產(chǎn)率在80～100T/h，價格在300萬元左右，由于資金緊張，最好能采用分期付款方式，延長付款周期�，F(xiàn)可供選擇的方案有A、B、C、D四種，試比較選型方案。
首先組織“專家組”分別對A、B、C、D四種產(chǎn)品及其生產(chǎn)廠家、用戶進行充分調研，將調研結果匯總如表3所示。
然后各“專家” 根據(jù)調查結果獨自對各方案的評價指標進行評價，將其填入表2內，經(jīng)整理后有：
A方案：
從而有：
方案A的總得分為：
同理可求得方案B的總得分為64.59分，方案C的總得分為69.66分，方案C的總得分為57.63分，顯然方案 A為最優(yōu)方案。
6 結束語
�。�1）采用上述的機械設備選型方案綜合評價辦法在實際應用中是可行的，它能夠綜合考慮“專家組”所有人的意愿，同時又能體現(xiàn)“專家組”意見的集中性和判斷的一致性。
�。�2）在實際應用中，評價指標體系建立得越細致，調研越詳盡，選型結果將越能反應“專家組”的集體意見。
�。�3）機械設備選型方案綜合評價是一個復雜的過程，其評價指標體系的建立以及指標權重的確定不是一朝一夕的，也并不是一成不變的，它是長期經(jīng)驗積累和復雜運算的結果，需要在實際使用中不斷完善。
�。�4）選型評價過程中牽涉到了大量的矩陣運算，為了減輕人工計算量，可編制相應的計算機程序來完成。本文的計算過程是由筆者自行編制的“設備選型方案評價系統(tǒng)”來完成的。
參考文獻
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