基于模糊層次分析法的食品藥品檢測設備管理研究

張 華

重慶市食品藥品檢驗所 設備科，重慶 401121

基于模糊層次分析法的食品藥品檢測設備管理研究

張 華

重慶市食品藥品檢驗所 設備科，重慶 401121

Abstract: Laboratory equipment is the material basis and necessary hardware of the laboratory. The management of equipment performance is thus highly regarded in the approval and acknowledgement of a laboratory. How to routinely evaluate the management of laboratory equipment performance, to locate problems in the management process, as well as to identify possible limitations that would impede the improvement are solved by the laboratory of our institute. This paper describes a model that uses a fuzzy analytic hierarchy process to effectively and eff i ciently evaluate the management of laboratory equipment performance.

Key words: laboratory equipment; fuzzy analytical hierarchy process; equipment management;performance evaluation

實驗室設備是檢測實驗室的物質基礎，是不可缺少的硬件。實驗室認可和資質認定考核均高度重視實驗室設備管理工作，并把它作為考核的重點項目之一。在日常工作中如何能對設備管理績效進行評價，從而發現管理過程中存在的問題和制約發展的主要影響因素，是當前實驗室管理亟需解決的問題。本文利用模糊層次分析法建立設備績效考核量化評估模型，為定量評估實驗室設備管理績效進行研究。

實驗室設備；模糊層次分析法；設備管理；績效考核

0 前言

設備管理是實驗室管理的重要組成部分，是實驗室認可和資質認定考核重點考察項目之一。近年來，隨著國民經濟的發展，國家對食品藥品檢測設備投入逐年增多。在日常工作中如何能對設備管理績效進行評價，從而發現管理過程中存在的問題和制約發展的主要影響因素，是當前食品藥品檢測實驗室管理亟需解決的問題。

1977年Saaty T L.提出層次分析法（Analytical Hierarchy Process, AHP）[1]作為一種實用有效的決策方法，在社會、經濟、管理及工程系統等各個領域已得到廣泛的應用[2]。但隨著AHP理論發展和實際應用的需要,人們將模糊思想和方法引入到層次分析法之中，形成了模糊層次分析法（Fuzzy Analytical Hierarchy Process, FAHP）[3],這正好符合人類思維的模糊性。FAHP是一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法。它能夠通過確定影響設備管理各因素相對重要性的權重，對眾多影響因素進行定量分析，然后建立模糊層次分析評價決策的數學模型，解決了現階段儀器設備管理評價方法技術上的不足，而且能夠比較客觀地反映各因素對設備管理績效的影響程度，從而為我們的決策提供幫助。

1 實驗室設備管理績效評價指標體系的確定

當前，我所設備管理評價體系尚不鍵全，評價方法較為單一，主要表現為：無法做到將長期積累下來的管理經驗和定量評價有機結合起來（定性分析和定量分析有效結合），準確判斷實驗室設備管理的績效，從中發現存在的問題、給出解決問題的方向和途徑；也不能有力地掌握實驗設備的準確狀況，實現資源合理配置，同時也無法為調動實驗室設備管理人員的積極性提供科學依據。

為解決上述問題，本研究采取層次分析法與模糊層次結構的結合，運用層次分析法確定各指標的權重，然后分層次進行模糊綜合評判，最后得到最終的實驗室儀器績效的評價結果。

評價指標設計的原則是參考實驗室認可和資質認定相關條款，結合實驗室日常管理經驗，篩選出與儀器設備相關條款。把這些相關條款提升作為影響設備管理的因素，再根據我所的實際情況進行歸納和梳理，形成我所設備管理指標體系。我所實驗室評價指標體系的判斷矩陣A，見圖1。

圖1 實驗室設備管理評價指標體系

2 模糊層次分析法數學模型的建立

根據歷年實驗室認可和資質認定以及本所實驗室管理長期積累的經驗，并征求專家意見得出各層次指標間的相互重要程度。然后構造判斷矩陣：將實驗室管理績效評價體系的多個元素權重的整體判斷轉變為對這些元素進行“兩兩比較”，并將比較結果轉化為定量的判斷數據，形成判斷矩陣。對于每個判斷矩陣A，相對重要性的程度可以分別用1~9及其倒數進行標度[4]，通過判斷矩陣計算其最大特征根和特征向量。

（1）計算判斷矩陣每一行元素的乘積Mi：

表1 1～10階隨機一致性指標RI值

若CR＜0.1，則判斷矩陣一致性滿足要求，即判斷結果可靠，否則需要重新構造判斷矩陣。

（4）根據特征方程AW＝λmaxω，計算判斷矩陣的最大特征根 ：

其中，(AW)i表示向量AW的第i個元素采用兩兩比較的方法構造判斷矩陣。

模糊評價模型中統一用評價集合U = (u1，u2，u3，… ，um)，式中m為評價方面的個數，本研究，U= {優秀，良好，較好，合格，不合格}，該集合中第i個指標由評價向量C = {Ci1，Ci2，Ci3，Ci4，Ci5}表示，每個指標有5個評價等級[6-7]。

第i個評價方面的權重系數矩陣Ai= (ai1，ai2，… ，aim)，式中，aij為第i個評價方面中各要素的權重，而且滿足此權重可由上述方法得到。

通過深入調研，可對每個二級評價指標給出一個評價值，用評價向量Ri=(si1，si2，si3，…,sik)表示，它反映了各因素與評價等級之間用隸屬度表示的模糊關系。由權重矩陣Ai和評價矩陣Ri得到第i個一級評價指標的評價向量

將單要素模糊評價結果Bi(i=1，2，… ，n)進行集成，構成更高一級的評價矩陣R，綜合評價結果B=A×R＝（a1，a2，… ，am）×(B1，B2，… ，Bm)T

綜合評價矩陣B不僅考慮了所有因素的影響，而且保留了各級評價的全部信息。根據綜合評價矩陣B，利用最大隸屬度原則就可以得到各實驗室設備管理績效的水平等級。

3 食品藥品檢驗實驗室儀器設備管理績效評價實例

為了客觀、科學地反映指標影響效果，采用層次分析法確定指標的權重，能將定性、半定性問題轉化為定量計算。

3.1 設定各級矩陣權重

首先建立專家小組，請各位專家對評價指標體系進行打分。各評價因素按照兩因素相比重要性和不重要性程度評分， 重要性程度分同等為重要、較重要、明顯重要、非常重要、絕對重要5級， 標記為1，3、5、7、9；不重要性程度分為不重要、根不重要、非常不重要、絕對不重要4級，標記為其倒數1/3、1/5、1/7、1/9；介于兩等級間用偶數2、4、6、8標記。

例如，建立第一層各要素次判斷矩陣，見表2。

表2 第一層次判斷矩陣

同理通過專家調查比較第二層次各要素相對重要性，可以計算出發第二層次各要素權重：

3.2 建立指標評價矩陣

通過召集單位管理人員和專家根據所確定的評語集對建立的指標體系要素“環境條件”進行評價，得到模糊評價矩陣，見表3。

表3 檢測設備“環境條件”管理績效模糊評價矩陣

采用相同方法可以得到儀器管理績效評價要素中“記錄”、“量值溯源”、“狀態標識”、“檔案”等綜合評價矩陣，分別為：

3.3 計算最終評價結果

把上述各要素評價結果B1，B2，B3，B4，B5構成更高一級的模糊矩陣R：

通過前面計算已知綜合評價系數 A1= （0.22, 0.17, 0.37,0.10, 0.14）

最終評價結果：

B = A1× R = （0.30,0.28,0.22,0.14,0.07）

根據最大隸屬度原則就可以得實驗室設備管理績效為“優秀”，如果設定對應于各個等級的分數評價向量為：

通過上述分析計算可知，該實驗室儀器設備績效管理取得了較好的成績。同理，為了對多個實驗室設備管理績效進行評價排序，只需按照上述方法算出各實驗室相應的評價結果，根據結果分值可以得出各個實驗室的設備管理績效排序?？梢?，模糊層次分析法具有客觀簡潔清晰的特點，能有效克服人為不合理的判斷失誤，提高決策的科學性和精確性，且在日常實驗室管理工作中易于操作和理解。

[1] Saaty T L.The Analytic Hierarchy Process[M].Pittsburgh:University of Pittsburgh,1988.

[2] 郭金玉,張忠彬,孫慶云.層次分析法在安全科學研究中的應用[J].中國安全生產科學技術,2008,4(2):69-73.

[3] 張吉軍.模糊層次分析法[J].模糊系統與數學,2000,14(2):80-88.

[4] 郝曉玲,孫強.信息化績效評價框架、實施與案例分析[M].北京:清華大學出版社,2005.

[5] 藎壚.實用模糊數學[M].北京:科學技術文獻出版社,1989.

[6] 吉利俠.模糊綜合評判法在大型醫療設備引進決策中的應用研究[J].中國醫療設備,2012,27(1):22-24.

[7] 徐緒堪.基于模糊理論的畢業設計質量評估模型的構建[J].實驗室技術與管理,2007,24(6):117-119.

Research of Food and Drug Testing Instrument Management Based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process

ZHANG Hua
Equipment Department, Chongqing Institute for Food and Drug Control,Chongqing 401121, China

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.07.006

1674-1633(2012)07-0030-03

2012-01-06

重慶市食品藥品檢驗所研究課題（SNKY-201206）。

本文作者：張華，高級工程師。

作者郵箱：914403238@qq.com