面向汽車舊件再制造組合賦權(quán)模糊綜合評價模型

王華政

（西南交通大學(xué)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與信息化支撐技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611756）

0 引言

2021 年國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于印發(fā)汽車產(chǎn)品生產(chǎn)者責(zé)任延伸試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方案的通知》［1］，其中明確提出了對汽車產(chǎn)品實(shí)施生產(chǎn)責(zé)任延伸制度，鼓勵生產(chǎn)企業(yè)建立逆向回收利用體系，支持回收報廢汽車，推廣再制造產(chǎn)品。汽車售后服務(wù)行業(yè)是汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在售后服務(wù)中存在如此現(xiàn)象：大量的汽車舊件（因維修而被更換的零部件）成為三包期內(nèi)索賠的對象被零件供應(yīng)商回收，未被再制造利用，甚至放棄舊件回收再制造，導(dǎo)致大多數(shù)舊件未能發(fā)揮其循環(huán)利用的潛在價值。然而汽車舊件是汽車零部件再制造的重要原材料，有效地判斷出舊件是否可再制造，決定著零件供應(yīng)商是否回收該舊件、資金分配及原材料采購決策。針對此類問題，研究舊件再制造決策評價模型，輔助供應(yīng)商進(jìn)行舊件回收再制造決策具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 相關(guān)研究

目前國內(nèi)大部分相關(guān)論文對可再制造回收確立的評價指標(biāo)主要包括可再制造技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性、環(huán)境可行性、資源利用率、能量損失率、質(zhì)量等體系指標(biāo)。文獻(xiàn)［2］關(guān)于評價模型文獻(xiàn)針對報廢汽車拆解前的成本評估問題，建立了一種基于拆解難度和模糊聚類的一般性綜合成本評價模型。文獻(xiàn)［3］提出了一種基于兩級模糊計算方法的決策支持系統(tǒng)，該方法結(jié)合了產(chǎn)品的定性和定量屬性，考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、資源利用和環(huán)境四個指標(biāo)來確定產(chǎn)品的可再制造性。文獻(xiàn)［4］建立一種基于實(shí)例推理的廢舊零/部件可再制造性評價模型。

2 模型構(gòu)建

本文選取主客觀賦權(quán)平衡權(quán)重融合的方法進(jìn)行指標(biāo)賦權(quán)。由于各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)的計量單位不一致，存在定性與定量的數(shù)據(jù)，故在評價賦權(quán)時需進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理，消除數(shù)據(jù)的差異性。本文對于評價對象及數(shù)據(jù)的歸一化公式如下：

用x表示評價對象，x={x1,x2,…,xn}，其中xi表示第i個對象，i∈{1,…,n}，這里n是評價對象的個數(shù)。xi的第j個二級評價指標(biāo)表示為xij，數(shù)據(jù)同向歸一化公式如下：

舊件的評價結(jié)果集定義為T={T1,T2,T3}，T1表示無用舊件，T2表示可再利用舊件，T3表示可修復(fù)舊件。無用即無利用價值的舊件、可再利用即還有使用價值，可拆卸使用作為原材料；可修復(fù)指經(jīng)過加工后，可恢復(fù)原有的性能。

2.1 指標(biāo)選取

評價模型的可行性、可靠性及評價結(jié)果的有效性很大程度上依賴評價指標(biāo)體系的建立。評價指標(biāo)的選取依賴于評價對象的刻畫目的，本文參考其他學(xué)者在舊件可再制造評價上確定的舊件指標(biāo)，并依據(jù)第三方云平臺長期以來服務(wù)于汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈集聚的舊件相關(guān)數(shù)據(jù)，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性、環(huán)境可行性等方面去刻畫舊件是否可再制造，將舊件分為可修復(fù)、可再利用、無用等三類。各項指標(biāo)維度刻畫如表1所示。

表1 汽車舊件再制造評價指標(biāo)

2.2 指標(biāo)賦權(quán)

對于賦權(quán)方法的選擇，本文選取主觀賦權(quán)AHP 層次分析法與客觀賦權(quán)熵權(quán)法。用W表示權(quán)重矩陣W=[w1…wn]wi表示二級指標(biāo)的權(quán)重值，n是二級指標(biāo)的個數(shù)。

AHP［5］是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化的、層次化的分析方法。將一個復(fù)雜的目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，由專家通過指標(biāo)相對的重要程度給出判斷矩陣，計算指標(biāo)權(quán)重，用一致性指標(biāo)和一致性比率衡量判斷矩陣的有效性，由AHP 得到的權(quán)重為W1。

熵權(quán)法［6］是根據(jù)指標(biāo)信息熵的大小對指標(biāo)客觀賦值的一種方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行同向化歸一化處理，再由信息熵公式進(jìn)行計算，信息熵越小，代表該指標(biāo)的離散程度越大，包含的信息就越多，所賦予的權(quán)重就越大。由熵權(quán)法得到的權(quán)重為W2。

2.3 指標(biāo)平衡權(quán)重組合

關(guān)于權(quán)重組合，本文采用權(quán)重差異度［7］的思想來平衡組合權(quán)重。

第1步：計算主客觀總體權(quán)重得分，取主觀權(quán)重為W1，客觀權(quán)重為W2，取主觀權(quán)重的平衡因子為θ1，客觀權(quán)重的平衡因子為θ2，平衡權(quán)重為W，W計算如式如下，其中θ1≥0,θ2≥0,θ1+θ2= 1

第3 步：代入優(yōu)化目標(biāo)θ1= 1 -θ2，求θ1導(dǎo)數(shù)：

令= 0在0 ≤θ1≤1內(nèi)求解θ1，θ2= 1 -θ1即可。

2.4 模糊評價

第1步：根據(jù)上面的值求解，評價數(shù)據(jù)個體一級指標(biāo)維度的值及一級指標(biāo)權(quán)重值分別為式（5），式（6），其中m是各一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)個數(shù)。

第2步：根據(jù)式（5）得到一級指標(biāo)賦權(quán)得分，根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)判斷，給出一級指標(biāo)對評價結(jié)果集的隸屬矩陣R，如Reconomy=[a1a2a3]表示第一級指標(biāo)經(jīng)濟(jì)可行性對評價結(jié)果集O的隸屬度。一級指標(biāo)對評價結(jié)果集的隸屬度梯度函數(shù)如下：

第3步：通過隸屬函數(shù)計算評價對象對于評價結(jié)果集的隸屬矩陣為這里i表示一級指標(biāo)。評價對象的隸屬度得分為T，如式（7），選擇T中最大的值對應(yīng)的評價即是該評價對象的評價結(jié)果。

3 實(shí)驗(yàn)分析

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本文算法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)源于第三方云平臺數(shù)據(jù)空間及相關(guān)網(wǎng)站（環(huán)境方面是The Eco-indicator 99及其生態(tài)數(shù)據(jù)庫［8］獲取舊件在加工制造運(yùn)輸?shù)冗^程中對環(huán)境影響的相對負(fù)荷數(shù)據(jù)），進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理及按式（1）同向化處理，其中再制造成本、損壞程度與污染指數(shù)為負(fù)向指標(biāo)，其他均為正向。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過上述方法計算了AHP、EWM 及AHPEWM 組合的權(quán)重，得到的權(quán)重對比圖如圖1 所示，AHP-EEM 組合權(quán)重結(jié)合了主觀經(jīng)驗(yàn)判斷和數(shù)據(jù)客觀的熵權(quán)信息。

圖1 權(quán)重對比

根據(jù)模糊評價的方法計算AHP-EWM 組合賦權(quán)得到模糊評價結(jié)果，評價對象對于三種評價結(jié)果得分與整體的評價結(jié)果如圖2所示。在實(shí)際的舊件再制造決策通過客觀情況分析與實(shí)際廠商的實(shí)際應(yīng)用溝通，組合賦權(quán)得到的評價結(jié)果在輔助決策中效果更佳，綜合考慮了數(shù)據(jù)的客觀關(guān)系情況與廠商的主觀意愿。

圖2 評價結(jié)果

4 結(jié)語

本文以汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈舊件管控系統(tǒng)回收再制造輔助決策的需求為基礎(chǔ)，分析其所需的舊件再制造決策評價模型與國內(nèi)外相關(guān)的研究情況，設(shè)計了基于AHP-EWM 平衡組合賦權(quán)的模糊綜合評價方法，用于供應(yīng)商回收再制造輔助決策。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該模型較單一賦權(quán)模型的評價效果更佳，為汽車舊件再制造決策評價提供了有效可行的解決方案。