基于改進AHP-FCE的綠色墻材生產企業評價研究

喻耀堅,劉金濤,楊 楊

(浙江工業大學 建筑工程學院,浙江 杭州 310023)

當前對墻材生產企業的評價很大程度上還是依賴于主觀判斷,亟需建立科學的評價體系及評價方法。現有的廣泛用于工業企業的綠色度評價體系為《綠色工廠評價通則(GB/T 36132—2018)》[1](下稱《通則》),但該評價體系未考慮墻材行業特點。綠色度評價方法研究分為確定指標權重及評價模型兩方面：確定指標權重的方法有德爾菲法、傳統層次分析法(Analytic Hierarchy process, AHP)等方法,評價模型主要為模糊綜合評價(Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)。一般認為,德爾菲法通過專家集中討論[2]易忽視少數人的意見,傳統AHP不能排除專家認知對權重的影響[3-4]。對此,本文擬首先在《通則》基礎上結合墻材實際建立評價體系,再采用改進AHP法對權重進行計算,最后采用FCE實例驗證并闡明其科學性。

1 評價方法介紹

1.1 改進AHP法

改進AHP先按照傳統AHP法算得指標權重,再對一致性程度、聚類分析的結果和從業時間進行分析,最后求得修正后的指標權重。

1.1.1 指標權重計算

指標權重計算先判別評價體系中同一層次的n個指標兩兩比較后的相對重要程度,采用1～9進行賦值[5],建立判斷矩陣A=(aij)n×n。根據建立的判斷矩陣以計算相應的最大特征值及權重,并對一致性進行檢驗,排除一致性較差的指數防止其干擾評價結果。判斷矩陣一致性指標CI和一致性比率檢驗CR計算方法如下[6]：

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

CR=CI/RI

(2)

式中，RI為平均隨機一次性指標,當CR<0.1時認為判斷矩陣具有較好的一致性。

1.1.2 專家權重計算

改進AHP法先對評價矩陣的一致性程度進行計算,公式為[7]：

Fi=(n+2)-(λmax)i

(3)

(4)

(5)

然后將Ki′進行歸一化處理后,并與傳統AHP求得的指標權重相乘進一步算得對應指標權重：

(6)

Wij=[wi1,wi2,…,wij]

(7)

(8)

式中,Ki為第i個專家最終綜合權重；Wij為第i個專家對應第j個指標的權重；Wj為綜合i個專家意見后第j個指標求得的權重。

1.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法(FCE)的基本思想是利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則[10],分析與被評價事物相關的各個因素。首先，根據每一個指標可有q個不同的評價等級,構建評價等級集V：

V=[v1,v2,…,vq]

(10)

其次，專家對各個指標進行評價,構成總的評價矩陣R,再與最終權數分配集W終相乘,求得綜合評價結果B：

(11)

W終=[W1,W2,…,Wj]

(12)

B=W終·R

(13)

最后，根據綜合評價結果與評價等級集便可求得該墻材企業的綠色度得分X：

X=B·VT

(14)

2 評價指標體系構建與權重計算

2.1 評價指標體系構建

本文以《通則》中的指標為基礎,結合墻材生產實際進行以下修改：《通則》要求對產品進行評價,但各企業的產品品質差別不大,因此刪去產品相關的評價內容；《通則》依據企業通過的體系認證評分,但體系認證耗時長、費用高,并不完全適用于墻材企業,改將企業在管理體系方面所做的工作作為評價內容；《通則》要求企業對碳足跡進行核算,但是在調研中所有墻材生產企業無一進行該方面的計算,因此刪去碳足跡排放相關指標。改進后《通則》各級指標見圖1。

圖1 評價體系各一級、二級指標

2.2 初始權重計算

選聘設計院專家、材料研發專家、企業技術管理人員等相關從業人員填寫問卷,共收回有效問卷10份。以編號為1的專家為例,其根據重要性程度建立判斷矩陣A=(aij)5×5,再采用MATLAB求得判斷矩陣的最大特征值及指標權重：λmax=5.163 3,W1j=(0.495 3,0.069 3,0.116 9,0.034 1,0.284 4)。

首先要轉變企業和員工的思想觀念。從根本上認識到機械設備管理的重要性。建立健全相關的機械設備管理知識。例如完善對機械設備的數據統計系統，對機械設備出現的故障進行備案。對機械管理人員做到權責到位，責任落實到實處。將設備的管理重視起來，在維護上也能夠減少設備的維修成本。

再按照公式(1)及公式(2)算一致性比率：CR=0.036 4<0.1,滿足一致性要求。

通過以上步驟,得到10位專家的一級指標權重及一致性檢驗,具體數值見表1。

表1 10位專家的一級指標權重及一致性檢驗

2.3 權重修正及分析

在算得初始權重后采用SPSS統計軟件,調用距離公式分析。10位專家的聚類分析結果見圖2。

樹狀圖的橫軸數字是各專家的相對距離,能說明各類專家的相似程度,數字越小越相似。從圖2可以看出：將專家分為3類是比較合適的,第一類專家是3位,分別是專家1、專家8和專家3；第二類專家為3位,分別是專家7、專家9和專家5；第3類專家為4位,分別為專家2、專家4、專家6和專家10。

結合聚類結果及一致性情況,對各專家的最終綜合權重計算結果見表2。

圖2 專家聚類分析圖

表2 專家的最終綜合權重計算

本文進一步對各一級指標權重進行計算：依據改進AHP法修正的《通則》按照公式(8),結合表1、表2數據計算權重；《通則》刪去了產品這一指標,將產品指標對應的權重按比例分配于其余指標。依據改進AHP法修正的《通則》與原《通則》算得的基礎設施權重分別為0.279 9,0.222 2；管理體系權重分別為0.190 5,0.166 7；能源與資源投入權重分別為0.164 1,0.166 7；環境排放權重分別為0.082 3,0.111 1；績效權重分別為0.283 2,0.333 3。

由此可得,兩種評價體系的各一級指標的權重相近,且權重分布基本保持一致。分析權重分配差異主要有以下原因：墻材行業的規模相對較小,自動化水平不高,因此基礎設施的重要性相對于其他行業更高；在評價過程中,部分專家認為績效指標是對前面四大指標的再度概括,因此改進AHP法修正的《通則》中的績效指標權重相對較低。

3 評價模型應用和分析

3.1 企業評價

為便于專家對企業評價時更具區分度,選取了3家墻材生產企業作為各專家的評價對象。評價專家組構建的評價等級集V分為五個層次,各層次賦予不同分值：V=[很好,好,一般,較差,很差]=[100,80,60,40,20]。專家根據企業生產情況對相應評價內容進行賦值,對企業A的評價見表3。

表3 10位專家對企業A的評價

根據評價結果,建立評價矩陣并對評分進行計算：

同理,可以求得企業B得分為78.33,企業C得分為68.15。

3.2 評價結果分析

本文分別采用改進后的《通則》與原《通則》對企業進行評價,算得的企業A得分分別為88.47,88.40；企業B得分分別為78.33,65.58；企業C得分分別為68.15,61.54。根據上述結果可知：采用兩種方法對企業評價時,企業評分趨勢保持一致,且均可以區分出不同墻材生產企業的綠色度差異,且改進后的《通則》在評價時區分度明顯；對于綠色生產程度較高的企業,兩種評價方法求得的得分很相近,但對于綠色水平不高的企業,兩種評價方法求得的得分差異較大,這是由于原《通則》將是否通過體系認證作為評分項,但企業B尚未通過,而改進后的《通則》依據企業在相關方面已完成的綠色度舉措進行評分,后者更適用于評價各層次的墻材生產企業。

4 結 語

本文結合墻材行業的現實情況,先依據《通則》建立評價指標體系,再采用改進AHP法將專家的意見進行差異性分析以計算權重,解決了傳統AHP法專家權重難以確定的難題,最后采用FCE對實地調研的多家墻材生產企業進行實例分析。研究表明：將基礎設施、管理體系、能源與資源投入、環境排放和績效作為評價的內容能較為全面反映墻材生產企業的綠色度,且基礎設施與績效是評價墻材生產企業是否綠色的較為重要的兩個方面；改進層次分析法與模糊綜合評價法(AHP-FCE)結合具有同時統籌個體及群體意見的優點；改進后的《通則》適用于評價各層次的墻材生產企業,在實踐中具有較好的客觀性及操作性。