基于模糊神經網絡的煤炭企業清潔生產評價方法研究

摘 要：對煤炭企業的清潔生產評價方法進行研究，清潔生產評價能夠衡量一個企業清潔生產的水平，也是企業推行清潔生產的依據。首先構建了煤礦企業清潔生產的評價指標體系，在此基礎上，采用基于模糊神經網絡的綜合評價方法來進行清潔生產效果的評判。然后將模糊神經網絡與模糊數學評判法進行對比實驗，仿真實驗證實此研究方法能夠達到進行客觀評價的目的，是一種有效的進行清潔生產評價的方法。

關鍵詞：清潔生產；模糊神經網絡；企業

中圖分類號：F270 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）15-0027-04

中國煤炭資源豐富，在能源生產和消費結構中，煤炭所占的比例約為3/4以上。可以說煤炭企業是中國的支柱性產業之一，但是該行業也存在產業集中度低、技術水平低、產業鏈短、高消耗、高污染的問題。發展循環經濟，實現清潔生產目前是一個世界性的研究課題，清潔生產是實現可持續發展的一種重要的方法，目前是學者和生產企業研究和實踐的重點。清潔生產要求生產工藝的改進、清潔能源的的使用、管理的改善、資源的綜合利用等措施，達到減少污染，提高資源利用率的目的。

清潔生產評價體系涉及到很多因素，而且很多因素具有隨機性、模糊性的特點。目前常用的進行清潔生產評價的方法有傳統法（綜合評價指數法和百分制法）、模糊綜合評判法、灰色關聯度法、層次分析法、貝葉斯網絡法等。本文在對各種清潔生產評價方法進行研究的基礎上，提出一種基于模糊神經網絡的清潔生產評價方法，利用神經網絡的自組織、自學習能力來對清潔生產過程實現客觀的評價。

一、煤炭企業清潔生產分析

煤炭是國家的重要能源之一，在開采過程中會帶來很大的環境和生態問題，比如由于開采所造成的地面塌陷、廢棄的煤矸石、污水對周圍環境的污染等。而且，煤炭資源是不可再生的，在開采過程中所造成的浪費會加速煤炭資源的消耗。受到中國煤炭企業開采技術水平的制約，煤礦周邊區域的生態環境都比較差，制約了煤炭工業的可持續發展。清潔生產和循環經濟概念的提出，使得人們對傳統的生產方式展開思考和反思，可持續發展的觀念漸漸深入人心。在國家政策的指導和相關法律法規的支持下，清潔生產逐漸進入煤礦企業。推行清潔生產成為煤炭企業的必由之路。煤炭企業的生產過程要降低對環境的影響，同時提高對資源的利用率。

二、煤炭企業清潔生產評價體系構建

（一）清潔生產評價研究的必要性

煤炭企業的生產過程中普遍存在整體加工工藝落后、設備規模小、企業分散、缺少深加工這樣的問題。在生產過程中對環境造成很大的污染，資源利用率非常低。

清潔生產的特點是以資源的削減和環境污染的預防，對環境的保護由被動反應變為主動控制，強調科學管理和科技的利用，是實現可持續發展的根本途徑。

中國是一個資源相對不足的國家，人均資源的占有在世界上排在五十三位，僅僅為世界平均水平的一半。有限的資源決定我們國家必須推行清潔生產，以提高資源的利用率節約資源，減少消耗，進行科技創新，減輕資源供給的壓力，緩解資源短缺的矛盾。對于煤炭工業而言，推行清潔生產對于礦區的可持續發展是很有益處的。很多礦區都存在生態問題，企業在追求經濟效益的同時，往往忽視對環境的破壞。推行清潔生產有利于資源的合理分配和有效利用，減少浪費，減少對環境和生態的影響，在發展經濟的同時，改善礦區居民的生活。推行清潔生產，引入高技術，有利于調整煤炭工業的結構，淘汰落后產能，關閉整合小煤礦，減少資源浪費，提高產品的精加工水平。

（二）構建評價體系所需遵循的原則

構建基于循環經濟的清潔生產評價指標體系需要遵循一定的原則，要能夠對清潔生產實施狀態進行監測，能夠進行及時的預警，還要求能夠充分體現評價對象的特有屬性。在構建時要遵循以下原則。

1.系統性與科學性原則。將研究對象作為一個有機整體，各個部分之間相互聯系、相互制約，所采用的評價指標體系要全面，能對評價對象的整體有一個綜合的描述，能形成層次性結構。所研究的概念要科學、意義明確、計算準確，統計數據具有一致性。所構建的指標體系要結構化、模型化，使得評價結果準確可信，信息完整。

2.滿足“3R”原則。3R原則即減量、再用、循環，它是循環經濟的基本原則，煤礦的清潔生產要求體現這一原則。從源頭到最終的廢棄物用統計指標和數據進行科學的描述。

3.針對性原則。評價指標體系的確定需要有針對性，符合煤炭開采的實際情況及其對環境影響的特點。

4.可操作和可比性原則。數據要易于獲取，計算過程要簡單，易于實現。指標選取恰當，避免交叉重復，同時不能違背相關法律，符合國際或國內相關標準。

5.全面性與重要性相結合的原則。評價指標要全面地反映所評價區域內發展狀況和特征，還要突出主要因素，揭示問題的主要矛盾。

6.定性與定量相結合原則。采取定性與定量相結合的方法，避免受到主觀因素的影響。

（三）煤炭企業清潔生產評價指標體系

煤炭企業清潔生產評價指標體系能夠反映該企業的各種生產狀態，比如節能情況、能源消耗情況。采用評價指標體系可以對煤炭企業的清潔生產狀態和水平進行判斷，為企業的循環發展提供科學的評估方法。

清潔生產的評價原則是可持續發展觀念，評價的手段是煤炭企業清潔生產評價指標體系和標準，評價的目的是對煤炭企業清潔生產的狀況作有效的評估，以滿足企業發展循環經濟和進行清潔生產的需要，實現經濟效益、社會效益和環境效益的統一。

三、基于模糊神經網絡的煤炭企業清潔生產評價方法

人工神經網絡由大量神經元之間相互聯接構成，每兩個神經元之間通過加權值即權重連接在一起，網絡的輸出根據激勵函數和權重值的不同而不同。人工神經網絡類似于大腦神經元的活動，具有學習能力，神經網絡的權系數可由輸出樣本中學習獲得。

采用該模型對煤炭公司的清潔生產狀況進行評估，選取3個案例樣本，分別采用模糊數學法和模糊神經網絡進行評價。實驗結果（如表1所示）。

表1中的相對誤差函數是與專家審核打分之間的相對誤差。從表1中可見，應用模糊神經網絡相對于模糊數學的方法所得的評價結果與專家審核打分之間的相對誤差更小，說明該方法在煤炭企業清潔生產評價過程中的有效性。

四、結論

本文對煤炭企業的清潔生產評價方法進行研究，在對現有的各種方法進行研究的基礎上，采用模糊神經網絡建立煤炭企業的清潔生產評價模型，采用該方法對煤炭企業的清潔生產程度進行評估，通過實例驗證模型的準確性。本文所研究方法能夠提高清潔生產審核效率、避免主觀判斷、減輕人力物力消耗。后續的工作可以是對網絡模型進行優化，加快運行速度，提高精度。