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《運(yùn)籌與管理雜志》2015年第三期

1可用性觀點(diǎn)下的煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

關(guān)于煙葉質(zhì)量，不同的學(xué)者基于不同的思考角度有著不同的結(jié)論看法?！犊緹煛穱?guó)標(biāo)從最直觀的煙葉外觀表征出發(fā)將煙葉質(zhì)量進(jìn)行42等級(jí)的劃分;而煙草專家認(rèn)為應(yīng)內(nèi)在地捕捉煙葉燃燒后的煙氣感官評(píng)吸數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)定煙葉質(zhì)量［12］;相關(guān)研究學(xué)者則認(rèn)為煙葉質(zhì)量是“適合卷煙需要的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)”和煙葉經(jīng)濟(jì)價(jià)格的綜合;目前較普遍接受的觀點(diǎn)認(rèn)為，煙葉質(zhì)量應(yīng)包含煙葉的外觀和內(nèi)在品質(zhì)以及煙葉的物理性狀和化學(xué)成分［13］。近年來(lái)，自衛(wèi)生界提出吸煙與肺癌的關(guān)系后，“低害吸煙”的呼聲越來(lái)越大，世界卷煙業(yè)也因此受到了日趨嚴(yán)峻的吸煙影響健康的輿論壓力，提高吸煙的安全性逐漸成為煙草行業(yè)能否繼續(xù)生存與發(fā)展的共同目標(biāo)。2000年5月，朱尊權(quán)院士在“中菲合作開發(fā)優(yōu)質(zhì)煙葉項(xiàng)目鑒定會(huì)”上提出了煙葉“可用性”評(píng)價(jià)的概念［14］，該概念集成了當(dāng)前煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的諸多觀點(diǎn)，指出了煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的一條新思路。朱院士認(rèn)為，“可用性”包括了煙葉本身主觀的特征和客觀的要求，是可變的，是隨購(gòu)買者的要求而變的，它是對(duì)煙葉本身概念更進(jìn)一步的全面評(píng)價(jià)?！翱捎眯浴钡奶岢鰪氐仔拚艘郧耙詿熑~部位和顏色為主導(dǎo)的煙葉品質(zhì)劃分以及單一的煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)知識(shí)結(jié)構(gòu)。不再信守“寧青勿糠”的信條，不盲目追求中部上等煙葉，充分考慮卷煙產(chǎn)品的綜合質(zhì)量和安全性，使得各部位的煙葉在“可用性”導(dǎo)向下得以充分利用。據(jù)此，煙葉質(zhì)量我們可以理解為煙葉本身的外觀特征和內(nèi)在特點(diǎn)的優(yōu)劣以及煙葉在工業(yè)上的可用性以及客觀需求的統(tǒng)一體，也可以認(rèn)為是卷煙消費(fèi)者的合意性和制造卷煙時(shí)的煙葉可用性的利益攸關(guān)方之間的平衡。從另一方面理解，煙葉質(zhì)量涵蓋了葉片和煙氣上的質(zhì)量。葉片質(zhì)量主要是指可以觸及的外觀質(zhì)量和物理特性以及不可觸及的含于葉片內(nèi)部的化學(xué)成分，煙氣質(zhì)量主要是通過(guò)感官評(píng)吸的內(nèi)在質(zhì)量以及煙氣成分對(duì)吸食者的安全性評(píng)價(jià)。故，煙葉質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)大體上可以囊括為煙葉的外在質(zhì)量、煙葉的內(nèi)在質(zhì)量以及煙葉使用的安全性三個(gè)方面。圖1為“可用性”觀點(diǎn)理解下構(gòu)建的煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以上所構(gòu)建的三層評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，考慮了葉片本身的質(zhì)量，葉片燃燒后評(píng)吸的質(zhì)量，葉片燃燒時(shí)的安全性以及所有這些質(zhì)量的化學(xué)成分基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉進(jìn)行全方位的合理理解。那么，如何將“可用性”因素體現(xiàn)于綜合評(píng)價(jià)結(jié)果中?“可用性”是一個(gè)瞬息萬(wàn)變的概念，具有時(shí)間性、對(duì)應(yīng)性和區(qū)域性，即不同的用戶在不同的時(shí)間內(nèi)面對(duì)不同的生產(chǎn)要求對(duì)煙葉的可用性均有不同的定義。有些時(shí)候在特定配方中只需強(qiáng)調(diào)某幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)而其它的評(píng)價(jià)指標(biāo)可以淡化處理，同樣在購(gòu)買煙葉時(shí)也不需要苛求全部的評(píng)價(jià)指標(biāo)，他們甚至愿意用某幾個(gè)指標(biāo)來(lái)?yè)Q取其它更重要指標(biāo)的滿足。在綜合評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定無(wú)疑是非常關(guān)鍵的，但決定最終評(píng)價(jià)結(jié)果還需要通過(guò)設(shè)立指標(biāo)權(quán)重值以及綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。那么“可用性”這個(gè)變化因素可以考慮通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)中各指標(biāo)權(quán)重值的調(diào)整以及指標(biāo)函數(shù)的變化來(lái)達(dá)到其影響力。

2煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)擴(kuò)展粗糙集模型

“可用性”觀點(diǎn)構(gòu)建下的煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可望對(duì)煙葉質(zhì)量予以全面的理解，但如何基于該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)“可用性”因素予以定量化的應(yīng)用分析，并智能化地獲取煙葉質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)結(jié)論，本文將細(xì)致考慮求解問(wèn)題的特殊性和數(shù)據(jù)的特殊性，嘗試構(gòu)建相應(yīng)的擴(kuò)展粗糙集模型予以解決。經(jīng)典Pawlak粗糙集模型的出發(fā)點(diǎn)是考察對(duì)象間基于條件屬性集C的等價(jià)關(guān)系IND(C)。然而在煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，依據(jù)圖1指標(biāo)層的指標(biāo)所構(gòu)建的決策表含有較多條件屬性，且條件屬性取值較為復(fù)雜，決策表呈現(xiàn)出一定程度的非協(xié)調(diào)性［15］，經(jīng)典粗糙集模型中的完全等價(jià)關(guān)系將過(guò)于嚴(yán)苛，難以獲取具有容錯(cuò)性和完備性的分析結(jié)論。由此，本文基于數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和非協(xié)調(diào)性考量，將等價(jià)關(guān)系延伸至相似關(guān)系［16］，并構(gòu)建相應(yīng)的擴(kuò)展粗糙集分析模型。定義3和定義4將經(jīng)典粗糙集模型中的等價(jià)關(guān)系泛化為相似關(guān)系，并更為細(xì)膩從上、下近似相似的兩個(gè)維度刻畫了這種相似關(guān)系。為了更加深入地依據(jù)決策表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行問(wèn)題背景的決策分析，下面基于矩陣的方式考察決策表中數(shù)據(jù)對(duì)象集在條件屬性集下的相似劃分相對(duì)于決策屬性等價(jià)劃分的情況。算法1考慮了實(shí)際煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)中獲取評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)的復(fù)雜情況，為了求取更為客觀精確的評(píng)價(jià)指標(biāo)(條件屬性)權(quán)重值，我們嘗試從ε－上、下近似相似劃分的角度合理地?cái)U(kuò)展了粗糙集模型，并借助分布矩陣的刻畫方式，以全面客觀地獲取藏匿于歷史評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)信息中的評(píng)價(jià)指標(biāo)(條件屬性)權(quán)重值。然而，在實(shí)際煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，煙葉的可用性需求是動(dòng)態(tài)變化的，相關(guān)專家的即時(shí)經(jīng)驗(yàn)信息依然舉足輕重(尤其是煙葉的感官數(shù)據(jù)和評(píng)吸數(shù)據(jù)信息)，所以在“依據(jù)數(shù)據(jù)說(shuō)話”客觀求取各個(gè)評(píng)測(cè)指標(biāo)權(quán)重值的同時(shí)，需要一定程度地參考相關(guān)專家的主觀經(jīng)驗(yàn)信息(本質(zhì)上體現(xiàn)于各評(píng)測(cè)指標(biāo)的主觀權(quán)重值)來(lái)響應(yīng)實(shí)時(shí)的煙葉可用需求情況。在三個(gè)不同準(zhǔn)則層下，基于煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)歷史數(shù)據(jù)集所求取的指標(biāo)客觀權(quán)重以及專家經(jīng)驗(yàn)給定的指標(biāo)主觀權(quán)重，借鑒文獻(xiàn)［18］中的非線性規(guī)劃組合賦權(quán)計(jì)算方法，獲得不同準(zhǔn)則層下各個(gè)指標(biāo)更為合理的權(quán)重值。

3實(shí)例分析

某品牌卷煙香煙配方需甄選合適的主料煙葉，要求所選煙葉應(yīng)有較濃郁的香氣，合適的勁頭，不允許較大的雜氣，且焦油含量不可超標(biāo)，而對(duì)于煙葉的填充性，傷殘度，煙支重量無(wú)太大要求。經(jīng)初步篩選確定8份產(chǎn)地為云南玉溪的上、中部烤煙煙葉作為候選樣本。基于本文提出的可用性觀點(diǎn)下的煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，獲取各樣本煙葉的19個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)。其中，外在質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)按照GB2635-92中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《烤煙》進(jìn)行評(píng)定，化學(xué)成分相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的測(cè)定用近紅外光譜法檢測(cè)，內(nèi)在評(píng)吸相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)按照GB5606．4-2005卷煙感官技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)定。表1展示了候選煙葉樣本(o1'～o8')在煙葉外在質(zhì)量7個(gè)指標(biāo)(c11～c17)、煙葉內(nèi)在質(zhì)量7個(gè)指標(biāo)(c21～c27)及煙葉安全性5個(gè)指標(biāo)(c31～c15)下的測(cè)定數(shù)據(jù)。為了求取在三個(gè)不同準(zhǔn)則(C1，C2，C3)下各個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重值，我們隨機(jī)選取了275份同樣產(chǎn)地為云南玉溪的樣本煙葉作為評(píng)測(cè)分析歷史數(shù)據(jù)集，且樣本煙葉均勻采集于上、中、下等不同的分組部位。歷史數(shù)據(jù)集中的275份煙葉樣本均測(cè)定如表1所示的19個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并分別將歸屬于三個(gè)不同準(zhǔn)則的指標(biāo)集作為不同的條件屬性集，決策屬性則統(tǒng)一為區(qū)分煙葉分組的部位，由此獲得煙葉外在質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)決策表T1，煙葉內(nèi)在質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)決策表T2和煙葉安全性歷史數(shù)據(jù)決策表T3。進(jìn)一步根據(jù)所挑選主料煙葉的“可用性”要求“所選煙葉應(yīng)有較濃郁的香氣，合適的勁頭，余味干凈，不允許較大的雜氣，且焦油含量不可超標(biāo)，而對(duì)于煙葉的填充性，傷殘度，煙支重量無(wú)太大要求”，假設(shè)經(jīng)提取相關(guān)權(quán)威專家的經(jīng)驗(yàn)信息，獲取三個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則下的各指標(biāo)主觀權(quán)重值。將表1中的部分指標(biāo)數(shù)據(jù)基于文獻(xiàn)［19］進(jìn)行量化處理，并進(jìn)一步將數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行0－1形式的無(wú)綱量化處理。依據(jù)算法2中的步驟3，將求取的“可用性”觀點(diǎn)下而分屬不同評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的三個(gè)最終指標(biāo)向量權(quán)重值與每份候選煙葉在各評(píng)價(jià)指標(biāo)上的取值數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，容易得到這8份候選煙葉在三個(gè)不同“可用性”準(zhǔn)則下的綜合評(píng)價(jià)值，數(shù)據(jù)如表2所示?；诒?所示的候選煙葉在三個(gè)準(zhǔn)則下的綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算數(shù)據(jù)，利用算法2中的步驟4給出的準(zhǔn)則權(quán)重值最優(yōu)化求解模型，可以求得“可用性”觀點(diǎn)下這三個(gè)評(píng)價(jià)子準(zhǔn)則的權(quán)重值向量W=(0．02，0．49，0．49)。進(jìn)一步，將所求取的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則權(quán)重值與8種候選煙葉在各評(píng)價(jià)準(zhǔn)則下的綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，可以得到最終的8種候選煙葉在“可用性”觀點(diǎn)下的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。依據(jù)分析結(jié)論并對(duì)比候選煙葉的指標(biāo)數(shù)據(jù)，可以看到在本例中，“可用性”好的煙葉不再追求傳統(tǒng)理念上的“葉片身份適中、傷殘度小”等概念，也不盲目追求“勁頭、燃燒性、煙支重量”等指標(biāo)，而是根據(jù)煙葉使用的即時(shí)需求(本例更多地關(guān)注于外在質(zhì)量的葉片成熟度，內(nèi)在評(píng)吸質(zhì)量上的香氣、余味、雜氣含量以及煙葉吸食安全性中的焦油含量、煙氣煙堿含量)來(lái)判定，使得各部位、各類型的煙葉均具有相應(yīng)的使用價(jià)值，這與現(xiàn)代卷煙消費(fèi)和卷煙生產(chǎn)的理念是相契合的。進(jìn)一步，為了驗(yàn)證本文方法的正確性和一定程度的優(yōu)越性，我們將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)［20］中所采用的基于組合賦權(quán)的TOPSIS方法進(jìn)行對(duì)比分析。首先，基于本文求取的指標(biāo)層所有19個(gè)指標(biāo)的組合賦權(quán)最終權(quán)重值與表2中無(wú)綱量歸一化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求解，進(jìn)一步求得8份候選煙葉與正理想解和負(fù)理想解的歐氏距離分別為。由此，求得本文方法的方案間評(píng)價(jià)結(jié)果的區(qū)分度為0．8436，而基于文獻(xiàn)［20］的方法得到的區(qū)分度為0．8142。顯然說(shuō)明了由于本文針對(duì)權(quán)重的精細(xì)化求取，不僅保持了較好的評(píng)價(jià)結(jié)論一致性，更在一定程度體現(xiàn)了基于方案間區(qū)分度的優(yōu)越性。

4結(jié)語(yǔ)

煙葉“可用性”的提出深刻影響了現(xiàn)代卷煙產(chǎn)業(yè)，使得人們對(duì)煙葉質(zhì)量的理解有了全新的認(rèn)識(shí)。本文借鑒多方學(xué)者的相關(guān)研究成果并基于對(duì)朱尊權(quán)院士所提出的煙葉“可用性”評(píng)價(jià)概念的理解，嘗試構(gòu)建了“可用性”觀點(diǎn)下的三層架構(gòu)煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并考慮通過(guò)對(duì)各指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算調(diào)整來(lái)達(dá)到對(duì)特定需求環(huán)境下煙葉“可用性”的動(dòng)態(tài)合理理解與把握。然而，目前針對(duì)煙葉“可用性”的實(shí)施應(yīng)用很大程度上依然停留在定性化分析。對(duì)此，我們創(chuàng)新性地基于粗糙集智能方法從定量化的角度對(duì)本文所提出的煙葉“可用性”觀點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)展建模實(shí)現(xiàn)，將經(jīng)典粗糙集模型中的等價(jià)劃分關(guān)系擴(kuò)展到ε－上、下近似相似劃分關(guān)系，較好解決了具有較大復(fù)雜性和不確定性的煙葉質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)定量化分析，且其中指標(biāo)層的各指標(biāo)客觀權(quán)重求取實(shí)現(xiàn)了不依賴主觀先驗(yàn)信息而純粹依靠指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算的方式來(lái)獲取，達(dá)到了合理的評(píng)價(jià)分析自動(dòng)化。

作者：譚旭 毛太田 鄒凱 單位：深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 軟件學(xué)院 湘潭大學(xué) 公共管理學(xué)院