模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

葛家寶（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林省吉林市 132000）

模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

葛家寶
（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林省吉林市 132000）

近年來食品質(zhì)量安全事件頻發(fā)，食品安全問題引起了社會的廣泛重視。茶葉作為我國的大宗農(nóng)產(chǎn)品，其質(zhì)量安全問題也受到了各界人士的關(guān)注。茶葉質(zhì)量不僅關(guān)乎茶葉企業(yè)生存和發(fā)展，還關(guān)系到我國整個茶產(chǎn)業(yè)在世界的份額和市場。本文就傳統(tǒng)和現(xiàn)代茶葉的質(zhì)量管理進(jìn)行深入分析，構(gòu)建了新時期的茶葉質(zhì)量管理的數(shù)學(xué)模型，重點從貼近度原則和擇近原則兩方面，詳細(xì)解釋了模糊數(shù)學(xué)原理在茶葉質(zhì)量模型構(gòu)建中的應(yīng)用，這對茶葉質(zhì)量模型的應(yīng)用和簡化，提供了更為簡便、實用的參考。

茶葉安全；質(zhì)量模型；模糊數(shù)學(xué)理論

茶葉的質(zhì)量安全問題，主要出現(xiàn)在農(nóng)藥殘留方面上。茶葉種植時的農(nóng)藥殘留，不僅關(guān)系到茶葉的口感和品質(zhì)，還關(guān)系到每個消費者的健康和安全。歐洲和亞洲的一些國家，例如：歐洲對于農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)的制定十分嚴(yán)格，不僅每年增加農(nóng)藥檢測指標(biāo)、擴大農(nóng)藥檢測范圍，而且對農(nóng)藥的最高允許殘留標(biāo)準(zhǔn)也是逐年提高。因此，構(gòu)建科學(xué)完善的茶葉質(zhì)量監(jiān)控體系，對提高我國茶葉質(zhì)量和保證我國茶葉產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有迫切的現(xiàn)實意義。

1　茶葉質(zhì)量模型構(gòu)建

質(zhì)量是企業(yè)的生命，在現(xiàn)代國際化、市場化的激烈競爭下，消費者的消費觀日益成熟，低價策略已經(jīng)成為占領(lǐng)市場份額的過去式，優(yōu)秀的產(chǎn)品質(zhì)量才是真正使得企業(yè)在市場上立于不敗之地的法寶。建立一套完善的茶葉質(zhì)量評估模型，對茶葉質(zhì)量進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警和安全評價，這是茶葉市場發(fā)展中勢在必行的舉措。

1.1傳統(tǒng)茶葉質(zhì)量管理

茶葉產(chǎn)品在經(jīng)濟學(xué)中，既是一種經(jīng)驗商品，又是一種信用商品。茶葉作為經(jīng)驗商品，意味著消費者僅能憑直覺或經(jīng)驗，對茶葉的質(zhì)量狀況作出判斷；而茶葉作為信用商品，又表現(xiàn)為消費者無法通過自己的能力，去了解茶葉中激素、抗生素、農(nóng)藥化肥使用及殘留的情況，這就造成了消費者即使在購買、食用茶葉產(chǎn)品后，也不能有效判斷茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，在茶葉產(chǎn)品的銷售中，生產(chǎn)者與消費者之間存在著嚴(yán)重的信息不對稱，傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)對茶葉質(zhì)量的管理是比較粗放的，例如：有的茶葉企業(yè)依靠舊有的生產(chǎn)經(jīng)驗對茶葉質(zhì)量加以監(jiān)測，有的茶葉企業(yè)僅憑茶葉的外觀來對茶葉質(zhì)量進(jìn)行控制，甚至有的茶葉企業(yè)單單只對茶葉中雜質(zhì)加以要求。這些對茶葉質(zhì)量不負(fù)責(zé)任的行為，導(dǎo)致了“檸檬茶葉市場”的現(xiàn)象。使得消費者對茶葉質(zhì)量的預(yù)期降低，高質(zhì)量茶葉市場也相應(yīng)萎縮，不僅影響了消費者的購買信心，還使得茶葉市場的發(fā)展秩序遭到嚴(yán)重破壞。

1.2精細(xì)化茶葉質(zhì)量管控

自從中國加入世界貿(mào)易組織后，國內(nèi)各類型企業(yè)面對更加激烈的國際競爭，茶葉企業(yè)也不例外。歐盟、美國、日韓等一些國家利用世界貿(mào)易組織協(xié)定，以保護(hù)本國人民身體健康為借口，提高茶葉產(chǎn)品檢驗檢疫的各項標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，這使得我國的茶葉出口受到嚴(yán)重威脅和挑戰(zhàn)。與此同時，我國國內(nèi)市場對高品質(zhì)高端茶葉的需求量也不斷增大，國內(nèi)茶葉消費者對茶葉質(zhì)量的要求，也逐年提高，這就倒逼國內(nèi)的茶葉企業(yè)不得不重視對茶葉質(zhì)量的管理和控制。

常規(guī)的茶葉質(zhì)量檢測方法主要是分光度法、毛細(xì)管氣相色譜法、電感耦合等離子體的原子發(fā)射光譜法、火焰原子吸收法等現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)手法。這能夠快速、準(zhǔn)確、簡便的測定出茶葉樣品中多種重金屬及農(nóng)藥的殘留量，這是我國精細(xì)化茶葉質(zhì)量管控中現(xiàn)行的較成熟測定茶葉質(zhì)量的模式。

1.3基于數(shù)學(xué)模型的茶葉質(zhì)量管理

對茶葉產(chǎn)品的各項指標(biāo)加以規(guī)定，進(jìn)行質(zhì)量分級。雖然能夠?qū)Σ枞~質(zhì)量做出評價和鑒定，但也存在著局限性。檢測環(huán)節(jié)是在茶葉作為產(chǎn)品被生產(chǎn)之后，才能進(jìn)行質(zhì)量檢測。并未真正的對茶葉質(zhì)量的源頭上進(jìn)行管控。如何建立茶葉從種植、采摘到生產(chǎn)、加工的一系列質(zhì)量管控體系，是茶葉質(zhì)量管理問題的根本解決途徑。探究茶葉質(zhì)量管理的模糊數(shù)學(xué)模型，目的就是為茶葉質(zhì)量管理節(jié)約人力、財力、物力成本，也是茶葉質(zhì)量管理走向科學(xué)化、規(guī)范化的必由之路。

2　模糊數(shù)學(xué)理論在評估中的應(yīng)用

模糊數(shù)學(xué)理論衍生而成的模糊綜合評價法，是一種較為容易被人們正常思維所接受的評價方法。其特點在于不采用具體的數(shù)值來描述對象，而是用程度語言對對象做以模糊的、非定量的、難以明確定義的實際問題。其中，貼近度原則和擇近原則，是模糊綜合評價法的兩個重要原則。

2.1貼近度及擇近原則

要談到貼近度，就不得不先了解模糊集合。模糊集合是相對于普通集合來講的，普通的集合只能表現(xiàn)確切概念，而模糊集合表示的是模糊的概念。在普通集合中，元素u對集合A的隸屬度只有0與1這兩個值，模糊集合則把集A的隸屬函數(shù)在u上的值，即u對A的隸屬度，從0或1擴充為［0，1］閉區(qū)間。貼近度，簡單說來就是任意兩個模糊集的接近程度。若模型的建立是基于ATM多任務(wù)系統(tǒng)，此時的貼進(jìn)度是指兩個任務(wù)模塊的相似程度，也就是兩個任務(wù)模塊的并行度。

2.2擇近原則

擇近原則就是一種在集合當(dāng)中挑選歸類的數(shù)學(xué)思想。σ（A，B）= maxσ（A，U），的公式如果滿足條件，我們就說在σ意義下，A在U中與B最為貼近，這就是擇近原則。

2.3茶葉質(zhì)量模型的建立

根據(jù)影響茶葉質(zhì)量的具體因子，確定質(zhì)量模型的評價因素和權(quán)值；根據(jù)茶葉質(zhì)量規(guī)范確立對葉等級評價的各項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；將各個因子的模糊界限運用模糊集合變換原理，轉(zhuǎn)換為隸屬度和隸屬函數(shù)，初步構(gòu)建出模糊評價矩陣；在實際操作評價具體茶葉質(zhì)量時，將目標(biāo)茶葉產(chǎn)品的各項參數(shù)代入，進(jìn)行多層復(fù)合運算，由運算結(jié)果判定評價對象的所屬等級。

3　模糊數(shù)學(xué)理論在茶葉質(zhì)量模型中的應(yīng)用

由于茶葉的品質(zhì)受多種因素的影響，并且各個因素之間還存在著相互的影響，常規(guī)測試中，我們往往采取單因素測試、正交測試的方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的建立，但是這樣的方法缺點是數(shù)據(jù)處理慢、受客觀因素影響較大。因此，對茶葉質(zhì)量進(jìn)行評定是一個非常復(fù)雜的過程。

3.1貼近度原則的實用化

在對茶葉質(zhì)量進(jìn)行模糊綜合評估時，首先要確定茶葉質(zhì)量的影響因素，即確定其評估指標(biāo)（因素集）；其次確定茶葉質(zhì)量屬于各個評估等級的程度（評估等級集）；再根據(jù)因素對應(yīng)的隸屬關(guān)系建立模糊關(guān)系矩陣；然后確定評估因素對茶葉質(zhì)量的隸屬關(guān)系，也就是評估時著重的因素（權(quán)向量集）；最后將權(quán)向量集與模糊關(guān)系矩陣進(jìn)行合成，得出評估結(jié)果并對其進(jìn)行分析處理，最終確定茶葉質(zhì)量的等級歸屬。在評定評估結(jié)果時，若利用常用的最大隸屬度原則，則會將過多的信息丟失，且在兩個以上等級的隸屬度均為最大值時，該方法不再適用。此時，利用貼近度法中的非對稱貼近度進(jìn)行判斷，則能夠更簡單有效的對茶葉質(zhì)量作出等級判斷。

3.2擇近原則的適用性

我國茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全認(rèn)證主要有以下三種，無公害食品茶葉的認(rèn)證，包括有機茶、綠色食品茶和低殘留茶三個不同層次；綠色食品茶葉認(rèn)證，其分為A級和AA級兩個級別；有機茶認(rèn)證，其中每種每個層次的茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)各不相同。再加上國外各個國家對茶葉質(zhì)量制定的各項標(biāo)準(zhǔn)，茶葉質(zhì)量評估的復(fù)雜等級加大了質(zhì)量檢測人員的工作量。利用擇近原則對茶葉質(zhì)量進(jìn)行評定，就能夠使一次茶葉的評定結(jié)果適用于多種不同的標(biāo)準(zhǔn)。在茶葉質(zhì)量模型中引入更多因素，調(diào)整各個因素因子的權(quán)重，做出各種質(zhì)量等級的標(biāo)準(zhǔn)矩陣模型，在具體需要檢測某一茶葉產(chǎn)品時，只需要將其評定結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行比對，即可根據(jù)擇近原則比對出最為接近的質(zhì)量等級。

3.3茶葉質(zhì)量模型的簡化

原有的茶葉質(zhì)量模型僅僅是對茶葉半成品、茶葉產(chǎn)品成品、茶葉土壤這些茶葉質(zhì)量中，單一環(huán)節(jié)或單一因素進(jìn)行事后的定量檢測，每項檢測過后還需將各項指標(biāo)，與國內(nèi)外各類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對。不僅增加了人力損耗、財力消耗，還不能夠精確測定出消費者手中茶葉的產(chǎn)品質(zhì)量。利用貼近度原則和擇近原則，可將原有的茶葉質(zhì)量模型中，各個要素進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和分析，比如在選擇茶葉品質(zhì)的參數(shù)時，如果不利用貼近度原則和擇近原則建模，只是依靠生產(chǎn)線上的隨機取樣，或者機器采集，在數(shù)據(jù)的可信度上就大大折扣。會出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集不全面，檢測的樣本不具備普適性。這樣就往往出現(xiàn)數(shù)據(jù)上的誤差和錯誤，為了避免這種情況的出現(xiàn)。有針對性的選擇茶葉質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)貼近度原則和擇近原則，不僅可以有效降低茶葉質(zhì)量模型的復(fù)雜度，而且還能對茶品的生產(chǎn)鏈進(jìn)行全程檢測。

4　結(jié)論

茶葉的質(zhì)量很難用精確的數(shù)學(xué)、化學(xué)方法進(jìn)行描述，以往只能根據(jù)人們的經(jīng)驗對茶葉的質(zhì)量進(jìn)行評定。利用模糊數(shù)學(xué)的貼近度和擇近原則對茶葉質(zhì)量的監(jiān)測這一復(fù)雜問題找到了數(shù)學(xué)工具，將判定茶葉品質(zhì)是否屬于某個集合變成了其對某個集合的隸屬度，在加入種植環(huán)境、種植技術(shù)、生產(chǎn)條件和加工手法等等相互作用的單一因素后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對茶葉成品質(zhì)量的監(jiān)測，還能夠?qū)崿F(xiàn)對茶葉質(zhì)量從種植到銷售整個過程的評估和管控。

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葛家寶（1984-），男，吉林德惠人，本科，講師，研究方向：高等數(shù)學(xué)，經(jīng)濟數(shù)學(xué)，微積分教學(xué)。