基于FAHP的电网企业配电变压器供应商分级管理评价模型

代 洲，尹 华，李桧禹，毛 磊

(南方电网物资有限公司，广东 广州 510640)

配电变压器是电力系统中举足轻重的设备，其能否稳定运行对电力系统安全至关重要。据统计，南方电网公司2019年配电变压器登记供应商数量逾800家，2018年采购金额近16亿元。

电网企业作为国有企业，具有公益属性，其物资供应模式受到社会责任、政策监管、企业发展、上游行业发展等多方面的关注和影响，必须以公开

招标的方式实施集中规模采购。目前市场上配电变压器供应商数量众多且生产研发能力不尽相同，所以对配电变压器供应商进行分级管理至关重要，但是目前对该领域的研究尚不充分。

文献[1-2]运用层次分析法建立供应商分级评价指标体系，量化了体系中供应商资质能力核实、供应商绩效评价等指标，将供应商进行分级，但存在评估模型缺乏具体设备运行实际指标的问题。

本文针对配电变压器供应商分级评价涉及多维度指标的特征，利用模糊层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process，FAHP)构建了覆盖采购、设备运行及退役报废阶段指标的评价模型，并选取南方电网公司内20家配电变压器供应商2018年度实际数据进行评估分析，得到分级评价结果。

1 配电变压器供应商分级管理评价模型

1.1 配电变压器供应商分级管理评价目的

南方电网公司配电变压器供应商数量庞大，目前公司采取了资格预审与资质能力评价的方式，力求将供应商管理工作前置到招标之前，以期能够选出优良供应商，提高设备采购质量。但由于目前评价标准内容还不够完善，更多关注资金规模、生产技术实力等，对设备生产过程、入网在运状态及退役报废等重要阶段没有涵盖，导致供应商资质能力评估结果还需进一步论证、完善，所以在招标阶段，资质能力评估结果分值占比较小。在招标过程中，价格分占比依然较高，仍旧有低价中标现象[1]，导致采购设备质量下降、进一步危害电网运行安全。

此外，电网企业在管理大量供应商的过程中，由于缺乏供应商的分级管理，导致重点不突出，耗费了大量人力物力，管理效率需进一步评估。

对配电变压器供应商进行分级管控，将具有以下明显优势：

(1)制定采购标准时，可对不同等级的供应商赋予差异化分值，评价等级高的供应商将得到更多得分以取得竞争优势；

(2)设备到货抽检及专项抽检工作中，对于评价等级高的供应商可降低抽检频率及抽检比例，甚至制定免检策略，有效控制电网企业品控工作成本；

(3)制定运维检修策略时，对于分级评价等级高的供应商所制造的设备，可以适当降低运维频率，提高设备利用小时数；

(4)设备退役报废时，对于分级评价等级高的供应商所制造的设备，公开拍卖价格可以更具优势。

1.2 配电变压器供应商分级管理评价模型构建

本文从全生命周期角度构建了配电变压器供应商分级管理评价模型，具体含“采购阶段”、“入网运行阶段”及“退役报废阶段”等三个一级指标，详见表1，评价目标值详见表2。

表1 配电变压器供应商分级管理评价模型Tab.1 Grading management evaluation model of distribution transformer supplier

表2 评价目标值Tab.2 Evaluation target

采购阶段。该一级指标着重考量供应商的综合实力及所生产设备在入网运行前的质量情况。具体包括三个二级指标，即“供应商资质能力评价结果”、“设备到货抽检一次性通过率”及“设备专项抽检一次性通过率”。“供应商资质能力评价结果”：南方电网公司每年共开展四轮供应商资格预审与资质能力评价工作，结果可在资格预审与资质能力评价报告中查询到，它对供应商的注册资本、人力资源、生产及试验能力、财务状况等进行综合评价；“设备到货抽检一次性通过率”：南方电网公司目前对配电变压器常态化开展到货抽检工作，在工作中对批次生产的设备设置一定的抽检比率，在具体抽检过程中，如若有一台设备的一项试验不合格，则判定该批次设备整体不合格。“设备专项抽检一次性通过率”：南方电网公司专项抽检工作旨在解决设备运行中集中展现出的各类问题，具体为组建专家团队对相关供应商所生产的设备进行专项抽检，抽检项目与具体运行问题相关。

入网运行阶段。该一级指标考量所采购的设备在生产运行中的质量水平。具体包含“设备缺陷率”、“设备重点缺陷率”及“设备缺陷事故率”三个二级指标。“设备缺陷率”为设备发生各类缺陷的比率，如漏油、绝缘问题等。“设备重大缺陷率”为设备发生重大缺陷的比率，南方电网公司对于配电变压器的重大缺陷有明确的标准和规程。“设备缺陷事故率”为设备缺陷转化成事故的比率。上述三个二级指标均可在南方电网公司生产管理系统中查询到。

退役报废阶段。该一级指标着重考虑设备退役报废后所得到得资金回报情况，对于节约电网运营成本具有重要意义。具有包括一个二级指标，即“资金回收比”。“资金回收比”为设备报废拍卖金额与采购价格的比率。

“供应商资质能力评估结果”(C1)为百分制，目标值为100分，分数越高说明该供应商综合实力越强。

“设备到货抽检一次性通过率(C2)”及“设备专项抽检一次性通过率(C3)”目标值为100%，得分越高说明该供应商所生产的设备质量越好。

“设备缺陷率(C4)”、“设备重大缺陷率(C5)”及“设备缺陷事故率(C6)”目标值为0%，得分月底说明该供应商所生产的设备质量越好。

“资金回收比(C7)”满分值为100%，但是随着设备使用年限的增长，不可避免会发生老化、磨损，退役报废时候的价值不可能达到采购价值，而目前电网企业在资金回收比方面研究尚不充分，所以目标值初设为60%。

2 基于FAHP的指标权重分析

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP)由美国运筹学家Saaty提出，是一种将定性与定量相结合的决策方法[3]，目前在社会、经济、建材、管理及军事领域等得到广泛运用。

层次分析法目前已被扩展到模糊环境中，在模糊层次分析中，它将各评价指标做两两对比，并用重要程度来定量表示。基于此，清华大学袁尚南等利用FAHP对某大型水电工程的8个子项目组织效能进行了评价[3]。国网辽宁电力公司王群等将FAHP应用于电力系统应急通信预案的构建[4]。

本文利用FAHP方法来确定分级管理评价模型中各指标的权重。

2.1 建立模糊互补判断矩阵

表3 0.1-0.9标度法及其含义Tab.3 0.1-0.9 scale method and its meaning

为使任意两条指标的相对重要程度得到定量表达，本文采用0.1-0.9标度法(具体含义如表3所示)，将表1模型中的一级指标(X1、X2、X3)，二级指标(C1、C2、C3)、(C4、C5、C6)分别进行两两比较[4-6]。

指标进行两两比较后可得模糊互补判断矩阵A=(aij)n×n，它具有以下性质[4-6]：

aij+aji=1

(1)

aii=0.5

(2)

2.2 模糊互补判断矩阵的指标权重

由文献[4-6]，可以得到所构建的模糊互补判断矩阵指标权重计算公式，该公式具有计算量小且便于计算机编程实现的优点。

(3)

由此可以得到模糊判断矩阵A的权重向量：

W=(w1，w2，…，wn)T

(4)

2.3 模糊互补判断矩阵的一致性检验法

由公式(3)确定的权重值是否合理，还需要进行一致性检验，文献[4-6]提出了用相容性指标来检验其一致性，如果I(A，W*)≤0.1则判断模糊互补矩阵满足一致性：

(5)

其中W*是模糊判断矩阵A的特征矩阵：

W*=(Wij)n×n

(6)

而：

Wij=(wij)n×n

(7)

另：

(8)

2.4 配电变压器供应商分级管理评价方法

设置分级管理评价模型总分为100分。由公式(3)得到模糊判断矩阵A的权重向量W=(w1，w2，…，wn)T并经一致性校验后，将各指标实际结果对照表2确定的目标值，得到初步分值，再与每项指标的权重值相乘得到各指标综合权重分值Sci，i=1，2，…，n[7-9]。

总得分：

(9)

根据总得分情况进行排名，以确定供应商的分级[10-13]，方案详见表4。

表4 配电变压器供应商分级管理方案Tab.4 Grading management plan of distribution transformer supplier

对于A级(包含A+、A、A-)供应商，在招标采购中可予以加分；在设备到货抽检及专项抽检工作中降低抽检频率及抽检比例，对于A+级供应商所生产的设备可考虑免检；制定运维检修策略时，可减少运维频次。

对于B级(包含B+、B、B-)供应商，其中B+级在招标采购中可予以适当加分；在设备到货抽检及专项抽检工作中按照标准值设置抽检频率及抽检比例，对于B+级供应商所生产的设备可考虑适当降低抽检频率及抽检比例；按照标准值制定运维检修策略，对于B+级供应商可以适当减少运维频次。

对于C级(包含C+、C、C-)供应商，在招标采购中不予加分；在设备到货抽检及专项抽检工作中按照应提高抽检频率及抽检比例；制定运维检修策略时，提高运维频次。

对于D级供应商，在招标采购中应予以适当减分；在设备到货抽检及专项抽检工作中按照应显著加强抽检频率及抽检比例；制定运维检修策略时，显著提高运维频次。

对于未进入分级策略的供应商，应谨慎采购此类供应商所生产的设备。

3 实例分析

3.1 确定权重矩阵

由本公司5位具备5年及以上品控工作经验专家对表1各项指标进行综合评价[14-15]，得到权重模糊判断矩阵如表5至表7所示，权重向量由公式(3-4)得到。

表5 一级指标X模糊判断矩阵AXTab.5 First-order index X fuzzy judgment matrixAX

表6 采购阶段X1模糊判断矩阵AX1Tab.6 X1 fuzzy judgment matrixAX1in the purchasing stage

表7 入网运行阶段X2模糊判断矩阵AX2Tab.7 X2 fuzzy judgment matrixAX2during network operation

在确定模糊判断矩阵及其权重向量后，必须进行一致性校验，由公式(6-8)得到AX的特征矩阵：

综上，得到配电变压器供应商分级管理评价模型指标权重矩阵如表8所示。

表8 配电变压器供应商分级管理评价模型指标权重矩阵Tab.8 Index weight matrix of distribution transformer supplier hierarchical management evaluation model

3个一级指标中，“采购阶段”权重最高，说明电网企业认为设备在“采购阶段”特别重要，只有将缺陷消灭在生产制造阶段，才能够保证设备入网后的长效运行，在实际工作中需要做好做实供应商的资质能力评价工作及物资品控工作以提高采购设备的质量；而“退役报废阶段”权重最低，说明当前电网企业的精益化管理认识还不强，下一步应加强企业精益化管理，做好设备的报废拍卖工作，提高设备的资金回收率，降低企业运营成本。

七个二级指标中“设备专项抽检一次性通过率”及“设备重大缺陷率”比重较高。“设备专项抽检”工作旨在解决设备运行中集中展现出的各类问题，如“家族性缺陷”等，该工作的有效开展对提出电网反措要求、提高采购设备质量等密切相关。“设备重大缺陷率”比重较高与电网在实际运行中因设备重大缺陷造成的事故事件比例最高相符合，在平时的设备运维中须加强缺陷管理，对于已发生的设备缺陷应及时消缺，预防设备带病运行，防止一般缺陷扩大升级为重大缺陷，造成电网事故事件发生，危及电网安全。

3.2 南方电网公司配电变压器供应商分级管理实例

随机选取南方电网公司20家配变供应商进行分级管理评价，因资金回收比数据尚不健全，所以暂未列入，评分时候统一以30%计算[16-17]，具体如表9所示。

根据公示(9)，可得20家供应商分级排名，如表10所示。

在20家供应商中，评价为A-级的3家，评价为B+级为10家，评价为B级的为3家，评价为C+级的为1家，评价为C级的为2家，评价为D级的为1家。综合来看A类3家，B类13家，C类3家，D类1家，结果符合大样本正态分布规律，同时也说明配电变压器市场上供应商综合实力在中档的占比最大，特别是最高评价等级仅为A-类，缺乏A级甚至A+级配变供应商，说明国内市场目前配变供应商的综合实力还有待进一步提高。

4 结论

本文从全生命周期角度构建了涵盖“采购阶段”，“入网运行阶段”及“退役报废阶段”的配电变压器供应商分级管理评价模型，在此基础上利用FAHP对南方电网公司20家配变供应商进行了分级排名，结果显示A级3家、B级13家、C级3家、D级1家，符合大样本正态分布规律，也与目前国内市场上配电变压器供应商整体水平相适应。从结果可以知道，目前国内配电变压器供应商综合实力在中档的占比最大，严重缺乏综合实力顶尖的供应商。电网企业可根据本文所介绍的方法，对配电变压器供应商进行分级评价，在此基础上进行分类管理，对不同评价等级的供应商采取差异化管控措施：①对评价等级高的供应商在招标采购中给予适当加分，在到货抽检及专项抽检中降低抽检频率和抽检比例，甚至考虑免检，在平时运维中该类供应商生产的设备可减少运维频次，可有效提高管理效率、降低企业运行成本，并且推动市场进一步规范；②对评价等级低的供应商在招标采购中给予适当减分，在到货抽检及专项抽检中提高抽检频率和抽检比例，防止质量不良设备入网，在平时运维中该类供应商生产的设备应加强管控，防止发生事故进一步危及电网安全稳定运行；③在进行退役设备拍卖中，针对不同评价等级的供应商所生产的产品，制定不同的拍卖价格及拍卖策略，提高设备的“资金回收比”；④该方法可进一步推广至其它设备，以期提高电网企业供应商管理水平，提高采购设备质量。