提高煙絲適用性的綜合質(zhì)量評價方法

李永寬，楊耀偉，馮 劍，王 雷，張 展

(河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 鄭州卷煙廠，河南 鄭州 450000)

傳統(tǒng)的成品煙絲質(zhì)量評價通常采用整絲率、填充值、水分等指標(biāo)的考核，評價其質(zhì)量水平［1-2］。但在煙絲實(shí)際使用過程中，往往出現(xiàn)批次內(nèi)煙絲各項(xiàng)指標(biāo)均符合相關(guān)要求或批次間指標(biāo)無明顯差異情況下，在后續(xù)卷包過程中的煙支空頭、端部落絲等質(zhì)量缺陷卻有較大差異，并對成品卷煙的質(zhì)量造成一定的影響。上述現(xiàn)象，是由于煙絲品質(zhì)控制缺乏后續(xù)使用質(zhì)量反饋，現(xiàn)有評價體系不能夠明晰表述煙絲的綜合適用性能，一方面增加了卷包過程消耗、影響生產(chǎn)效率;另一方面不利于卷煙產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性控制與可持續(xù)提升。許多研究工作都嘗試對現(xiàn)有煙絲質(zhì)量評價體系進(jìn)行改進(jìn)，取得了一定的進(jìn)展［3-6］。

為了改善這一狀況，我們探索改進(jìn)了煙絲質(zhì)量的評價方法，全面考慮了制絲、卷包以及成品的各項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)和過程控制參數(shù)，分析各因素之間的相互動態(tài)聯(lián)系及其相對貢獻(xiàn)大小，在此基礎(chǔ)上建立了綜合評價指標(biāo)體系并確定指標(biāo)權(quán)重。新的煙絲適用性綜合評價方法，力圖實(shí)現(xiàn)真實(shí)反映煙絲的使用質(zhì)量，消除目前煙絲質(zhì)量控制方式造成的不能反映煙絲適用性差異的現(xiàn)象，以指導(dǎo)制絲生產(chǎn)改進(jìn)，保證煙絲使用質(zhì)量。在現(xiàn)有評價指標(biāo)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力。

1 煙絲綜合評價方法

1.1 評價指標(biāo)體系

卷煙生產(chǎn)過程中有多項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，本研究參照生產(chǎn)實(shí)際情況，咨詢了多名專家的意見，首先確立了備選指標(biāo)庫，然后通過專家評議組進(jìn)行反復(fù)分析討論，最終篩選確定了以下13 項(xiàng)指標(biāo)用于煙絲適用性的綜合評價，分別為:煙絲水分、煙絲填充值、煙絲結(jié)構(gòu)、煙絲轉(zhuǎn)化率、煙絲彈性、卷包剔除率、卷包煙末量、卷包殘煙量、成品端部落絲量、成品硬度、成品含末率、成品空頭率、成品毛頭率。各項(xiàng)指標(biāo)的選取嚴(yán)格遵循以下原則:①顯著性原則，即指標(biāo)和煙絲適用性密切相關(guān);②實(shí)際性原則，即指標(biāo)的選取符合客觀生產(chǎn)實(shí)際情況;③主導(dǎo)性原則，即選取代表性強(qiáng)的主導(dǎo)因素，減少避免重復(fù)性指標(biāo);④可操作性原則，即指標(biāo)的評測便于在生產(chǎn)實(shí)際中操作，具有可測性和可比性，數(shù)據(jù)易處理和量化。

1.2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

層次分析法(Analytical Hierarchy Process，AHP)，是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法，20 世紀(jì)70 年代中期由美國運(yùn)籌學(xué)家托馬斯·塞蒂(T. L. Saaty)正式提出。由于它在處理復(fù)雜的決策問題上的實(shí)用性和有效性，很快在世界范圍得到重視，其應(yīng)用已遍及經(jīng)濟(jì)計劃和管理、能源政策和分配、行為科學(xué)、軍事指揮、運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、教育、人才、醫(yī)療和環(huán)境等領(lǐng)域［7-8］。本研究通過層次分析法比較各項(xiàng)指標(biāo)的相互關(guān)系，進(jìn)而具體量化各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

1.2.1 建立層次結(jié)構(gòu)

利用AHP 解決問題時，首先要將問題條理化，在深入分析實(shí)際問題的基礎(chǔ)上將有關(guān)因素按照屬性自上而下的劃分為若干層次，建立一個合理的層次結(jié)構(gòu)分析模型。這些層次通常可以分為三層。

①目標(biāo)層G:這一層次往往只有一個因素，一般是分析問題所要達(dá)到的目標(biāo)。本研究將煙絲的適用性作為目標(biāo)層。

②準(zhǔn)則層C:這一層次是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間途徑。本研究將卷煙生產(chǎn)的流程單元作為同一層次的不同考察準(zhǔn)則，包括制絲、卷包以及成品。

③指標(biāo)層A:這一層次包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可提供的各種具體方案和影響因素。本研究將前文選取的13 個質(zhì)量指標(biāo)作為指標(biāo)層。

本研究構(gòu)建的層次結(jié)構(gòu)模型如圖1 所示。

圖1 煙絲適用性綜合評價層次結(jié)構(gòu)

1.2.2 構(gòu)造判斷矩陣

針對目標(biāo)層G 的煙絲適用性，在準(zhǔn)則層C 中按照構(gòu)建模型采用成對比較法構(gòu)建判斷矩陣。本研究組織專家組進(jìn)行了討論評議，參照1 -9 標(biāo)度對準(zhǔn)則層中制絲、卷包、成品對于煙絲適用性的關(guān)系進(jìn)行了分析評價，對其重要性做出判斷，得到準(zhǔn)則層C 對于目標(biāo)層G 的判斷矩陣如表2 所示。同理建立指標(biāo)層A 對于準(zhǔn)則層C 的判斷矩陣如表3～5 所示。

表1 層次分析法的判斷矩陣標(biāo)度

表2 判斷矩陣G-C

表3 判斷矩陣C1 -A

表4 判斷矩陣C2 -A

表5 判斷矩陣C3 -A

1.2.3 層次排序和一致性檢驗(yàn)

每一個成對比較矩陣A，計算最大特征根λmax及對應(yīng)特征向量ω，特征向量(歸一化后)即為權(quán)向量，其每個分項(xiàng)量ωi即為相應(yīng)因素的排序權(quán)重。然而在實(shí)際情況中，面對諸多判斷因素，人們認(rèn)識的主觀性往往會造成差異，要達(dá)到絕對的一致往往存在一定的困難。因此，對于構(gòu)造的判斷矩陣需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。利用一致性指標(biāo)CI、隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 和一致性比率CR 做一致性檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)通過，則表明各因素的相互排序合理，判斷矩陣具有一致性。若不能通過檢驗(yàn)，則需重新構(gòu)造成對比較矩陣，直至指標(biāo)具有一致性。

式中，CI 為一致性指標(biāo)，n 為矩陣的階數(shù)，CR 為一致性比率，RI 為隨機(jī)一致性指標(biāo)，可從表6 查得。當(dāng)CR ＜0.1 時稱成對比較矩陣具有滿意的一致性。

表6 隨機(jī)性指標(biāo)RI 值

檢驗(yàn)表2成對比較矩陣的一致性:λmax=3.0385，CI=0.019 3，CR =0.033 2 ＜0.1，即矩陣均具有滿意的一致性。同理可驗(yàn)證表3～5 所示的成對比較矩陣均具有滿意的一致性。在確定每個層次的排序權(quán)重基礎(chǔ)上，通過計算可以得到每個指標(biāo)aj相對于總目標(biāo)G 的層次總排序權(quán)重，結(jié)果如表7 所示。對其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，，其中αj因代 表層次Cj的排序權(quán)重。由此，CR =0. 0187 ＜0.1，即總的層次排序結(jié)果同樣具有滿意的一致性。

表7 層次分析結(jié)果

2 煙絲適用性綜合評價方法應(yīng)用分析

AHP 計算最終得到的指標(biāo)層中各個指標(biāo)相對于目標(biāo)的總排序權(quán)重，如表7 所示。根據(jù)這些結(jié)果可以對現(xiàn)有的煙絲適用性情況進(jìn)行判斷，做出綜合決策。在影響煙絲適用性的指標(biāo)中煙絲的填充值(A2)、煙絲結(jié)構(gòu)(A3)、卷包的剔除率(A6)等是最重要的因素。要提高煙絲適用性能就需要在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝控制條件下，進(jìn)一步強(qiáng)化這些質(zhì)量指標(biāo)的管理控制。煙絲水分(A1)雖然是衡量煙絲質(zhì)量的重要指標(biāo)［9-10］，但是由于在本廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中水分控制嚴(yán)格，相對較為穩(wěn)定，在較小的波動范圍內(nèi)，其變化和進(jìn)一步精細(xì)控制對于煙絲適用性的影響并不十分顯著。結(jié)合綜合評價分析的結(jié)果，我們對于煙絲生產(chǎn)的工藝控制進(jìn)行了調(diào)整，重點(diǎn)強(qiáng)化了煙絲填充值、煙絲結(jié)構(gòu)、卷包剔除率的指標(biāo)優(yōu)化和穩(wěn)定性控制。通過調(diào)整后，煙絲在生產(chǎn)過程中的適用性能得到明顯改善，停機(jī)調(diào)整狀況顯著減少。綜合評價分析結(jié)果對生產(chǎn)的實(shí)際情況起到了良好的指導(dǎo)作用。

3 結(jié)論

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況和原有質(zhì)量控制規(guī)范，經(jīng)過專家組討論篩選出了新的考察指標(biāo)用于綜合評價煙絲的適用性能。采用層次分析法對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分析，確定了其權(quán)重組成，建立了綜合評價體系。該體系為進(jìn)一步深入細(xì)化控制煙絲生產(chǎn)的質(zhì)量，保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供了新的判斷依據(jù)。目前關(guān)于煙絲適用性的綜合評價工作仍在進(jìn)行不斷地探索，本研究是結(jié)合鄭州卷煙廠的生產(chǎn)實(shí)際情況作出的評價和分析，對于同行業(yè)的質(zhì)量控制和優(yōu)化管理具有借鑒意義，其推廣仍需要不斷地實(shí)踐檢驗(yàn)和調(diào)整。

［1］ 于建軍. 卷煙工藝學(xué)［M］. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［2］ 王瑞新. 煙草化學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［3］ 尤長虹，張楚安，彭傳新. 制絲質(zhì)量評價方法的設(shè)計與應(yīng)用［J］.煙草科技，2001(7):22 -24.

［4］ 范勝興，范林暉，歐亞敏，等. 煙絲質(zhì)量評價方法的改進(jìn)［J］.煙草學(xué)報，2011(17):25 -28.

［5］ 范勝興，范林暉，歐亞敏，等. 層次分析法在煙絲質(zhì)量評價中的應(yīng)用［A］. 中國煙草學(xué)會工業(yè)專業(yè)委員會2010 年煙草工藝學(xué)術(shù)研討會論文集，2010:45 -48.

［6］ 張春海. 青州卷煙廠卷煙質(zhì)量柔性評測系統(tǒng)［D］. 青島:中國海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

［7］ Forman E，Gass S. The analytic hierarchy process -an exposition［J］. Operations Research，2001，49(4):469 -486.

［8］ 朱建軍. 層次分析法的若干問題與研究［D］. 沈陽:東北大學(xué)博士學(xué)位論文，2005.

［9］ 孫 雯，李雪梅，曾曉鷹，等. 煙絲含水率對卷煙燃吸品質(zhì)、煙氣水分及粒相物揮發(fā)性成分的影響［J］.煙草科技，2009(11):33 -39.

［10］ 寇 偉，馬 林，王建民，等. 卷煙的卷制水分變化對卷制質(zhì)量的影響［J］. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2000(4):130 -133.