基于改进AHP-FCE的绿色墙材生产企业评价研究

喻耀坚,刘金涛,杨 杨

(浙江工业大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310023)

当前对墙材生产企业的评价很大程度上还是依赖于主观判断,亟需建立科学的评价体系及评价方法。现有的广泛用于工业企业的绿色度评价体系为《绿色工厂评价通则(GB/T 36132—2018)》[1](下称《通则》),但该评价体系未考虑墙材行业特点。绿色度评价方法研究分为确定指标权重及评价模型两方面：确定指标权重的方法有德尔菲法、传统层次分析法(Analytic Hierarchy process, AHP)等方法,评价模型主要为模糊综合评价(Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)。一般认为,德尔菲法通过专家集中讨论[2]易忽视少数人的意见,传统AHP不能排除专家认知对权重的影响[3-4]。对此,本文拟首先在《通则》基础上结合墙材实际建立评价体系,再采用改进AHP法对权重进行计算,最后采用FCE实例验证并阐明其科学性。

1 评价方法介绍

1.1 改进AHP法

改进AHP先按照传统AHP法算得指标权重,再对一致性程度、聚类分析的结果和从业时间进行分析,最后求得修正后的指标权重。

1.1.1 指标权重计算

指标权重计算先判别评价体系中同一层次的n个指标两两比较后的相对重要程度,采用1～9进行赋值[5],建立判断矩阵A=(aij)n×n。根据建立的判断矩阵以计算相应的最大特征值及权重,并对一致性进行检验,排除一致性较差的指数防止其干扰评价结果。判断矩阵一致性指标CI和一致性比率检验CR计算方法如下[6]：

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

CR=CI/RI

(2)

式中，RI为平均随机一次性指标,当CR<0.1时认为判断矩阵具有较好的一致性。

1.1.2 专家权重计算

改进AHP法先对评价矩阵的一致性程度进行计算,公式为[7]：

Fi=(n+2)-(λmax)i

(3)

(4)

(5)

然后将Ki′进行归一化处理后,并与传统AHP求得的指标权重相乘进一步算得对应指标权重：

(6)

Wij=[wi1,wi2,…,wij]

(7)

(8)

式中,Ki为第i个专家最终综合权重；Wij为第i个专家对应第j个指标的权重；Wj为综合i个专家意见后第j个指标求得的权重。

1.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法(FCE)的基本思想是利用模糊线性变换原理和最大隶属度原则[10],分析与被评价事物相关的各个因素。首先，根据每一个指标可有q个不同的评价等级,构建评价等级集V：

V=[v1,v2,…,vq]

(10)

其次，专家对各个指标进行评价,构成总的评价矩阵R,再与最终权数分配集W终相乘,求得综合评价结果B：

(11)

W终=[W1,W2,…,Wj]

(12)

B=W终·R

(13)

最后，根据综合评价结果与评价等级集便可求得该墙材企业的绿色度得分X：

X=B·VT

(14)

2 评价指标体系构建与权重计算

2.1 评价指标体系构建

本文以《通则》中的指标为基础,结合墙材生产实际进行以下修改：《通则》要求对产品进行评价,但各企业的产品品质差别不大,因此删去产品相关的评价内容；《通则》依据企业通过的体系认证评分,但体系认证耗时长、费用高,并不完全适用于墙材企业,改将企业在管理体系方面所做的工作作为评价内容；《通则》要求企业对碳足迹进行核算,但是在调研中所有墙材生产企业无一进行该方面的计算,因此删去碳足迹排放相关指标。改进后《通则》各级指标见图1。

图1 评价体系各一级、二级指标

2.2 初始权重计算

选聘设计院专家、材料研发专家、企业技术管理人员等相关从业人员填写问卷,共收回有效问卷10份。以编号为1的专家为例,其根据重要性程度建立判断矩阵A=(aij)5×5,再采用MATLAB求得判断矩阵的最大特征值及指标权重：λmax=5.163 3,W1j=(0.495 3,0.069 3,0.116 9,0.034 1,0.284 4)。

首先要转变企业和员工的思想观念。从根本上认识到机械设备管理的重要性。建立健全相关的机械设备管理知识。例如完善对机械设备的数据统计系统，对机械设备出现的故障进行备案。对机械管理人员做到权责到位，责任落实到实处。将设备的管理重视起来，在维护上也能够减少设备的维修成本。

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

通过以上步骤,得到10位专家的一级指标权重及一致性检验,具体数值见表1。

表1 10位专家的一级指标权重及一致性检验

2.3 权重修正及分析

在算得初始权重后采用SPSS统计软件,调用距离公式分析。10位专家的聚类分析结果见图2。

树状图的横轴数字是各专家的相对距离,能说明各类专家的相似程度,数字越小越相似。从图2可以看出：将专家分为3类是比较合适的,第一类专家是3位,分别是专家1、专家8和专家3；第二类专家为3位,分别是专家7、专家9和专家5；第3类专家为4位,分别为专家2、专家4、专家6和专家10。

结合聚类结果及一致性情况,对各专家的最终综合权重计算结果见表2。

图2 专家聚类分析图

表2 专家的最终综合权重计算

本文进一步对各一级指标权重进行计算：依据改进AHP法修正的《通则》按照公式(8),结合表1、表2数据计算权重；《通则》删去了产品这一指标,将产品指标对应的权重按比例分配于其余指标。依据改进AHP法修正的《通则》与原《通则》算得的基础设施权重分别为0.279 9,0.222 2；管理体系权重分别为0.190 5,0.166 7；能源与资源投入权重分别为0.164 1,0.166 7；环境排放权重分别为0.082 3,0.111 1；绩效权重分别为0.283 2,0.333 3。

由此可得,两种评价体系的各一级指标的权重相近,且权重分布基本保持一致。分析权重分配差异主要有以下原因：墙材行业的规模相对较小,自动化水平不高,因此基础设施的重要性相对于其他行业更高；在评价过程中,部分专家认为绩效指标是对前面四大指标的再度概括,因此改进AHP法修正的《通则》中的绩效指标权重相对较低。

3 评价模型应用和分析

3.1 企业评价

为便于专家对企业评价时更具区分度,选取了3家墙材生产企业作为各专家的评价对象。评价专家组构建的评价等级集V分为五个层次,各层次赋予不同分值：V=[很好,好,一般,较差,很差]=[100,80,60,40,20]。专家根据企业生产情况对相应评价内容进行赋值,对企业A的评价见表3。

表3 10位专家对企业A的评价

根据评价结果,建立评价矩阵并对评分进行计算：

同理,可以求得企业B得分为78.33,企业C得分为68.15。

3.2 评价结果分析

本文分别采用改进后的《通则》与原《通则》对企业进行评价,算得的企业A得分分别为88.47,88.40；企业B得分分别为78.33,65.58；企业C得分分别为68.15,61.54。根据上述结果可知：采用两种方法对企业评价时,企业评分趋势保持一致,且均可以区分出不同墙材生产企业的绿色度差异,且改进后的《通则》在评价时区分度明显；对于绿色生产程度较高的企业,两种评价方法求得的得分很相近,但对于绿色水平不高的企业,两种评价方法求得的得分差异较大,这是由于原《通则》将是否通过体系认证作为评分项,但企业B尚未通过,而改进后的《通则》依据企业在相关方面已完成的绿色度举措进行评分,后者更适用于评价各层次的墙材生产企业。

4 结 语

本文结合墙材行业的现实情况,先依据《通则》建立评价指标体系,再采用改进AHP法将专家的意见进行差异性分析以计算权重,解决了传统AHP法专家权重难以确定的难题,最后采用FCE对实地调研的多家墙材生产企业进行实例分析。研究表明：将基础设施、管理体系、能源与资源投入、环境排放和绩效作为评价的内容能较为全面反映墙材生产企业的绿色度,且基础设施与绩效是评价墙材生产企业是否绿色的较为重要的两个方面；改进层次分析法与模糊综合评价法(AHP-FCE)结合具有同时统筹个体及群体意见的优点；改进后的《通则》适用于评价各层次的墙材生产企业,在实践中具有较好的客观性及操作性。