基于AHP和灰色理論的數(shù)控機(jī)床可靠性綜合評價(jià)方法

趙云波

摘要：本文提出了AHP分析法（按層次等級處理分析法，AndIysis HierarChicdI Process）和灰色理論對數(shù)控機(jī)床的可靠性進(jìn)行實(shí)用、有效、科學(xué)的一致性綜合評價(jià)。AHP方法的核心是對現(xiàn)場收集到的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)以減少誤差和提高精度，而灰色理論是在經(jīng)驗(yàn)豐富專家打分的基礎(chǔ)上加權(quán)，以減少主觀因素的影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；可靠性評價(jià)；AHP；灰色理論

引言

機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國家核心競爭力的重要體現(xiàn)，制造業(yè)的發(fā)展直接影響著國家的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床又是機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)母機(jī)，因此制造業(yè)的發(fā)展離不開數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，它們相互影響，密不可分。而數(shù)控機(jī)床可靠性的提高一直是困擾其產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的工程難題。然而，由于數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性和不確定性，對于構(gòu)造的綜合評價(jià)模型，總會遇到很多不確定的或者難以量化的因素，而且這些因素又很難給出明確的判斷，為了解決上述問題，運(yùn)用灰色理論來解決其存在的不確定問題。因此，本文運(yùn)用AHP的方法將數(shù)控機(jī)床及其子系統(tǒng)看作灰色系統(tǒng)對其可靠性進(jìn)行綜合評價(jià)。

AHP方法的核心是建立分層遞階層次結(jié)構(gòu)模型，其實(shí)質(zhì)是一種通過確定權(quán)重進(jìn)行系統(tǒng)綜合的一種方法。AHP方法的特點(diǎn)是：為系統(tǒng)分析人員提供一種系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合過程系統(tǒng)化，模塊化的思維方法。最終可將判別矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以體現(xiàn)主觀判斷的準(zhǔn)確性。

灰色系統(tǒng)理論廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)實(shí)生活中，存在大量的不是白色系統(tǒng)（信息完全明確）也不是黑色系統(tǒng)（信息完全不明確）的灰色系統(tǒng)。由于數(shù)控機(jī)床的可靠性正是出于這種很多不確定因素。因此，本文采用灰色理論來實(shí)現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床可靠性的綜合評價(jià)。

1.基于AHP的灰色理論綜合評價(jià)模型

1.1建立多級遞階層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)對實(shí)際數(shù)控機(jī)床的調(diào)研和及現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)，數(shù)控機(jī)床可靠性的多級遞階層次結(jié)構(gòu)模型如圖所示。從該數(shù)控機(jī)床可靠性的評價(jià)模型可以看出，影響數(shù)控機(jī)床可靠性的指標(biāo)有很多，主要由四大部分組成：機(jī)械指標(biāo)（A1）、小液壓與氣動指標(biāo)（A2）、電氣指標(biāo)（A3）和其他指標(biāo)（A4）。另外，每一層一級評價(jià)指標(biāo)又分別由若干個(gè)二級指標(biāo)組成。

1.2AHP確定指標(biāo)權(quán)重

通過兩兩比較，確定相對指標(biāo)權(quán)重，從而可以構(gòu)建出一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的判別矩陣，然后再求出該判別矩陣的最大特征根及其對應(yīng)的特征向量。一般來說，必須要對判別矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，這樣可以消除誤差，提高準(zhǔn)確率。

一致性指標(biāo)為CI：