實驗室建設項目績效評價模型的研究與設計

柴美娟

（浙江工商職業技術學院，浙江 寧波 315012）

隨著高等教育的飛速發展，作為高校辦學三大支柱之一的實驗室也得到了快速發展。各高校在實驗室建設的投入逐年增加，各級政府和行業主管部門也有專項資金用于實驗室建設。如何提高資金使用效益，如何對已建實訓室績效進行客觀、科學地評價，已成為各高校實驗室工作中十分重要且亟待解決的問題。

但現有實驗室績效評價方法指標體系存在著一些問題，如不夠完善，評價中的主觀性和片面性問題無法避免。而在研究和設計實驗室績效評價指標體系的基礎上，建立基于BP人工神經網絡實驗室項目績效評價模型或許是一個不錯的解決途徑。實際應用表明，該模型較全面地考慮了實驗室項目的各種績效指標，評價結果較現有傳統評價方法更為有效、客觀。下面進行具體分析。

1 實驗室項目績效評價體系的構建

所謂績效評價，是指運用一定的技術方法，采用特定的指標體系，依據統一的評價結束符，通過分析，對業績和效益做出客觀而標準的綜合，真實反映現時，預測未來發展前景的管理控制系統。從實驗室建設項目績效評價來看，其評價體系主要可分為兩部分：一部分為業務指標，另一部分為財務指標。業務指標主要從項目目標設定情況、目標完成程度、資產配置與使用、學校和社會效益和可持續影響等方面進行評價。財務指標主要從項目資金落實情況、實際支出情況、財務管理狀況等方面進行分析和評價。因此，本文在實驗室績效評價體系的構建中，綜合考慮體系的實際操作性、兼容性和重點性等因素的前提下，提出了兩大指標，多級分項指標的績效評價指標體系和標準。具體內容如表1所列：

表1 實驗室建設項目績效評價指標及標準

2 實驗室項目績效評價模型的建立

2.1 BP人工神經網絡算法在實驗室項目績效評價模型中的引入

傳統的實驗室項目績效評價一般采用專家評價法，由學校或主管部門組織專家組對所申報項目的各評價指標進行打分，然后使用加權平均法求出該項目的總體評價分，以評價分的高低來表示項目績效的好壞。

傳統的評價方法有一個比較突出的缺點，即各評價指標的權重是人為設定，各指標對評價總分的影響完全憑人為經驗確定，這種評價結構易受評價人員主觀意識的影響和經驗、知識的局限，帶有主觀性和片面性。

人工神經網絡是由大量稱為神經元的簡單信息廣泛連接組成的復雜網絡，用于模擬人類大腦神經網絡的結構和行為。近年來，人工神經網絡評價方法以其特有的優點——自學習、自組織、自適應能力，克服了主觀因素的不足，因此，被越來越廣泛地用于項目評價方面。

應用BP人工神經網絡對實驗室項目績效進行評價的基本思想是：把用于描述項目績效的各評價指標值作為神經網絡的輸入向量，將代表相應績效評價結果的量值作為神經網絡輸出，建立一個神經網絡模型。使用網絡前，用一些典型的已驗收完成實驗室項目樣本訓練這個網絡，使它所特有的權值系數經過自適應學習后得到正確的內部關系，訓練好的神經網絡可用于其他實驗室項目績效評審工作。

BP網絡的訓練過程由兩階段組成。第一步是正向傳播階段：將實驗室項目績效的各評價指標值作為輸入樣本從輸入層輸入，經隱層處理后，傳向輸出層，如果在輸出層的輸出與期望的輸出（項目實際績效值）不符，則轉向第二步反向傳播過程。反向傳播過程是對連接權和閾值的修改，根據輸出層誤差值來修改與輸出層相連接的權值，然后再修改各層的連接權值和閾值。這種信號正向傳播與誤差反向傳播的各層權值調整過程是周而復始地進行的，直到網絡全局誤差小于預先設定的一個極小值為止。

輸出層連接權值和閥值的調整公式如公式（1）所示：

2.2 BP人工神經網絡評價模型的建立

在分析了實驗室項目績效評價指標與人工神經網絡的特性后，就可以對該評價模型進行構建，具體步驟如下：

2.2.1 模型輸入向量的設計及量化。本文采用表1中的20個三級評價指標作為實驗室項目評價模型的神經網絡輸入向量，輸入向量的量化區間為[0，1]。

2.2.2 模型的輸出設計。本文把以上量化的20個點作為神經網絡模型的輸入，最后從神經網絡模型中希望得到是該項目的總體績效評價值，輸出結點為1個點，輸出向量的取值區間為[0，1]。

2.2.4 傳遞函數確定。本模型中，整個網絡的輸入和輸出都是0-1之間的連續量，隱含層傳遞函數可采用tansig，輸出層傳遞函數可采用purelin。

2.2.5 訓練方法選擇。本模型為小型網絡，在內存足夠的情況下，采用較為常用的Levenberg-Marquardt訓練方法trainlm（）較為適合。

經過上述步驟，所建神經網絡模型結構如圖1所示：

2.3 實驗室項目績效評價模型的實現

在此采用MATLAB語言建立上述的網絡評價模型，然后使用表2中的20個訓練樣本對該神經網絡模型進行訓練，使得該模型的權值系數經過自適應學習后得到正確的內部關系。表2中的訓練樣本取自某高校20個已驗收實訓室項目作為訓練樣本，實驗室項目涉及建筑、信息電子、藝術、商務、模具等各類專業群。

表2 實驗室建設項目立項評價表

神經網絡的測試：為驗證已訓練網絡模型的有效性和實用性，選取另一所高校的20個已建實訓室項目對該網絡進行測試，然后檢查神經網絡輸出的評價目標值與實際績效值之間的誤差，其比較結果如表3所示。

表3 網絡模型測試結果比較

從表3可以看出，通過測試得到的網絡輸出值與實訓室項目實際執行后績效值非常接近，表明該網絡模型具有較好的通用性和有效性。

3 結束語

實驗室是培養人才、創造成果的重要基地，實驗室項目績效評價是對前期建設的一個總結，也是后續建設和使用的開端。本文所研究和設計的基于BP人工神經網絡實驗室項目績效評價模型，作為項目績效評價階段的一種輔助決策工具，能較客觀地對實驗室項目進行績效評價，輔助決策者決策，提高投資效益，使實驗室管理真正走上正規化、科學化、系統化的道路。

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