應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合評價兩種干燥工藝花茶的感官品質(zhì)

闕鳳珍，溫少挺

（黃河交通學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，河南焦作454950）

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合評價兩種干燥工藝花茶的感官品質(zhì)

闕鳳珍，溫少挺

（黃河交通學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，河南焦作454950）

現(xiàn)代茶葉業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其茶葉活動會對我國茶葉產(chǎn)業(yè)的整體布局和優(yōu)化起到促進(jìn)作用。促進(jìn)干燥工藝花茶產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級，轉(zhuǎn)變茶葉發(fā)展模式對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。評價干燥工藝花茶的感官品質(zhì)，能夠動態(tài)地掌握茶葉感官品質(zhì)的發(fā)展態(tài)勢，了解影響地區(qū)茶葉感官品質(zhì)的因素，從而可以為提高茶葉感官品質(zhì)找到著力點(diǎn)。干燥工藝花茶感官品質(zhì)主要受到花茶主體和品質(zhì)環(huán)境兩個方面的影響。本文將應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法從兩個方面來評價干燥工藝花茶的感官品質(zhì)。

模糊數(shù)學(xué)綜合評價；干燥工藝花茶；感官品質(zhì)

如何正確把握干燥工藝花茶品質(zhì)體系所內(nèi)含的運(yùn)作規(guī)律，形成科學(xué)適當(dāng)?shù)母稍锕に嚮ú杷栌械母泄倨焚|(zhì)，及時準(zhǔn)確反映干燥工藝花茶品質(zhì)體系的運(yùn)作效率，進(jìn)而為政府宏觀管理和企業(yè)經(jīng)營決策提供參考依據(jù)，是我國干燥工藝花茶感官品質(zhì)發(fā)展過程中亟需解決的重要問題。所以，構(gòu)建一個完善的評價指標(biāo)體系，可以系統(tǒng)的對干燥工藝花茶感官品質(zhì)進(jìn)行把握與評估，為相關(guān)政策和措施的制定與實(shí)施提供有效依據(jù)。

1 干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價方法

1.1 多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法主要是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法解決多指標(biāo)問題，通過計(jì)算指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性，抽象出隱藏在指標(biāo)內(nèi)的潛在信息，即從大量的評價指標(biāo)中抽取少而精的概括性指標(biāo)，利用這些指標(biāo)完成綜合評價。通過多元統(tǒng)計(jì)不僅能夠?qū)χ笜?biāo)進(jìn)行遴選并指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦值，還能夠按照應(yīng)用需求進(jìn)行相應(yīng)的綜合評價。不過，多元統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用條件較為苛刻，統(tǒng)計(jì)量要服從典型的概率分布，目標(biāo)數(shù)據(jù)與各指標(biāo)數(shù)據(jù)彼此為線性關(guān)系，各指標(biāo)數(shù)據(jù)之間還要相互無關(guān)，而且進(jìn)行元統(tǒng)計(jì)分析也需要較大的樣本數(shù)據(jù)量，因此在分析實(shí)際情況中常常難以達(dá)到其要求。

1.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價主要是將評價矩陣與權(quán)重進(jìn)行模糊合成，得到結(jié)果向量從而完成綜合評價的過程。步驟主要如下：首先，構(gòu)建模糊綜合評價指標(biāo)。其次，根據(jù)評價因素的具體情況確定評價等級；再次，構(gòu)建權(quán)重向量，建立模糊關(guān)系矩陣；第四，計(jì)算模糊合成值；最后，對評價目標(biāo)執(zhí)行模糊綜合評價。模糊綜合評價法的顯著特點(diǎn)主要是以模糊數(shù)學(xué)的隸屬度作為評價依據(jù)，以最優(yōu)的評價因素值為基準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(簡稱DEA)又叫做效率評價方法，屬于線性規(guī)劃的研究范圍。若想將DEA運(yùn)用在綜合評價中，評價體系應(yīng)滿足如下條件：首先，評價體系中應(yīng)該包含投入單元和產(chǎn)出單元，因?yàn)镈EA是對多投入/多產(chǎn)出的多個決策單元進(jìn)行效率評價的主要方法，通過分析產(chǎn)出與投入的比率，清晰地說明各種投入產(chǎn)出組合，也因此常用于經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)營效率的分析。其次，DEA分析同樣要求有足夠的樣本量，這是DEA分析可行性的基本條件。

1.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法是一種非線性、自適應(yīng)、自組織的網(wǎng)絡(luò)，由大量簡單的處理單元組成。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)主要是一個輸入層、一個或多個中間隱含層和一個輸出層。每一層都有若干個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)即神經(jīng)元，處于同一層的神經(jīng)元互相不存在連接關(guān)系。神經(jīng)元可以通過傳遞函數(shù)和加權(quán)系數(shù)改變上一個神經(jīng)元對下一個神經(jīng)元產(chǎn)生的刺激。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過不斷學(xué)習(xí)，可以從未知模式的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，最終確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)值。權(quán)值確定之后，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，可得到輸出結(jié)果。

1.5 模糊系統(tǒng)理論

模糊系統(tǒng)理論主要研究少數(shù)據(jù)和貧信息的不確定性問題，希望能夠通過科學(xué)手段，找出子因素間隱含的關(guān)系。模糊系統(tǒng)理論中的模糊層次分析主要是將評價體系內(nèi)的不同影響因素按順序分成多個層次，不同層次之間存在相互聯(lián)系，按層次計(jì)算出各因素指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，最后對不同層次的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行比較。

2 干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價指標(biāo)選取的原則

2.1 客觀性原則

干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建必須以該區(qū)域?qū)嶋H發(fā)生的經(jīng)濟(jì)活動和科研活動等作為依據(jù)，如實(shí)反映干燥工藝花茶感官品質(zhì)，必須根據(jù)審核無誤的數(shù)據(jù)，保證指標(biāo)體系的內(nèi)容完整，真實(shí)可靠。

2.2 科學(xué)性原則

要準(zhǔn)確地反映干燥工藝花茶感官品質(zhì)，除了要堅(jiān)持客觀性原則以外，還應(yīng)當(dāng)講究科學(xué)性，以保障結(jié)果的真實(shí)可靠。科學(xué)性原則體現(xiàn)為以下兩方面：首先，指標(biāo)的選取要堅(jiān)持以科學(xué)性為主要原則。在選擇指標(biāo)之前要根據(jù)相關(guān)理論和研究資料對干燥工藝花茶感官品質(zhì)進(jìn)行深刻的定性分析，指標(biāo)的數(shù)量、核心指標(biāo)的確定以及指標(biāo)的口徑等都要符合科學(xué)性原則；其次，評價體系的構(gòu)建要堅(jiān)持以科學(xué)性為主要原則。應(yīng)當(dāng)選擇合適的建模方法，盡量減少由于數(shù)據(jù)運(yùn)算和方法不當(dāng)造成的誤差。

2.3 可操作性原則

評價指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)必須遵循可操作性的原則，評價指標(biāo)的設(shè)定要綜合考慮指標(biāo)值的測量可行性和數(shù)據(jù)獲取的可操作性。建立指標(biāo)體系的目的就是為了方便從定量分析的角度判斷干燥工藝花茶的感官品質(zhì)，因此要確保指標(biāo)體系的測度數(shù)據(jù)是可以獲取的，不可量化的或量化工作較為復(fù)雜的指標(biāo)用其它相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)替代。

2.4 突出本質(zhì)原則

干燥工藝花茶品質(zhì)是一個復(fù)雜的品質(zhì)體系，品質(zhì)主體涉及到企業(yè)、高校、政府、科研機(jī)構(gòu)等部分，而品質(zhì)環(huán)境又涵蓋了經(jīng)濟(jì)、政策、知識流動等社會中的方方面面，目類繁多。針對干燥工藝花茶感官品質(zhì)內(nèi)容多樣、方式靈活的特點(diǎn)，在構(gòu)建干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價指標(biāo)時，要避免進(jìn)入“廣而泛”的設(shè)計(jì)誤區(qū)。在選擇指標(biāo)的過程中，要把握影響干燥工藝花茶感官品質(zhì)的根本要素，從而得到一個“少而精”的評價指標(biāo)體系。

3 干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重確定

我國干燥工藝花茶感官品質(zhì)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建是為了對我國的干燥工藝花茶的感官品質(zhì)進(jìn)行科學(xué)有效地定量測評，因此需要對評級指標(biāo)體系中的各指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值。由于評級指標(biāo)體系是一個多層次多指標(biāo)的體系，各指標(biāo)的重要性差異較大，傳統(tǒng)的賦值方法難以真實(shí)保留各指標(biāo)的重要性差異。相比較而言，熵值法在客觀權(quán)重賦值方面比較讓人信服，科學(xué)合理與客觀性并存，對于區(qū)域研究不可或缺。

3.1 模糊數(shù)學(xué)綜合評價原理

模糊數(shù)學(xué)綜合評價法是以模糊關(guān)聯(lián)理論為指導(dǎo)的綜合性評估方法，內(nèi)容涉及到評價目標(biāo)、評價對象、評價指標(biāo)和評價類別四個方面。如果評價過程中只有一個評價目標(biāo)，則叫做單層次模糊關(guān)聯(lián)評價；如果出現(xiàn)多個評價目標(biāo)，并需要繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)一層的模糊關(guān)聯(lián)評價，則叫做多層模糊關(guān)聯(lián)評價。從組織結(jié)構(gòu)來看，多層次模糊關(guān)聯(lián)評價可以分成兩類：其中一類是組織結(jié)構(gòu)相同的多層次灰評價，還有一類則是組織結(jié)構(gòu)不同的多層次灰關(guān)聯(lián)評價。導(dǎo)致模糊數(shù)學(xué)綜合評價法的應(yīng)用更加的普及，所有安防工作的信息主要來源于模糊數(shù)學(xué)綜合評價法所采集得到的數(shù)據(jù)信息，然而模糊數(shù)學(xué)評價的布控點(diǎn)數(shù)的數(shù)量以及布控所網(wǎng)絡(luò)區(qū)域范圍是信息采集程度的主要決定因素，同時也是處理相關(guān)異常事件和防止異常事件發(fā)生的重要的兩個因素。為確保異常事件的及時響應(yīng)與預(yù)防，需要盡量布控盡可能全面的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（模糊因子的數(shù)量及網(wǎng)絡(luò)區(qū)域范圍），在減低成本、提高工作的效率、增減系統(tǒng)積極性上唯有采用模糊數(shù)學(xué)評價才是最佳的解決方法之道。

3.2 權(quán)重賦值方法——熵值法

熵（Entropy）最初是物理學(xué)中用來表示各種可能性多少，某些物質(zhì)系統(tǒng)的非均勻宏觀狀態(tài)無序程度的指標(biāo)。后來由N.Wiener和C.E.Shannon提出了更為宏觀的信息熵的概念，如今廣泛的應(yīng)用于社會經(jīng)濟(jì)、工程技術(shù)等各個領(lǐng)域。熵值法主要是利用評價指標(biāo)所自帶的信息來衡量指標(biāo)的價值。在一定程度上，熵值法可以避免由主觀因素造成的偏差。在信息論中，熵是對系統(tǒng)無序程度的反映，信息則是系統(tǒng)有序程度的反映，兩者符號相反，絕對值相等。其基本原理是：熵是對信息不確定狀態(tài)的度量，熵值越小，那么其所蘊(yùn)含的信息量則越大。所以，當(dāng)某個屬性下的熵值越小時，說明該屬性所包含的信息量越大，在決策中起到的作用越大，應(yīng)對其賦予較大的權(quán)重，這就為如何確定指標(biāo)的權(quán)重提供了科學(xué)依據(jù)。同時，同樣是由于熵值法的核心是確定各指標(biāo)數(shù)據(jù)的差異性，因此在使用熵值法的過程中，為確保各指標(biāo)數(shù)據(jù)所反映的信息差異確定其熵值，就必須要求樣本數(shù)據(jù)真實(shí)完整。

3.3 數(shù)據(jù)的采集和處理

數(shù)據(jù)收集完成后，首先要對采集的數(shù)據(jù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的處理，然后再對實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，不同性質(zhì)的指標(biāo)顯然是不能加以匯總的，因?yàn)槲覀儫o法得到針對不同作用力所產(chǎn)生的綜合結(jié)果，因此首先需要變換逆向指標(biāo)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，使得各個指標(biāo)之間的作用力趨同。本文所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系中并不包含逆向指標(biāo)，所以不需要進(jìn)行同趨化處理，所需要進(jìn)行的只是無量綱化處理。無量綱化處理所解決的主要是數(shù)據(jù)的可比性問題，有“最小-最大標(biāo)準(zhǔn)化法”和“Z-score標(biāo)準(zhǔn)化”等多種方法，但是由于所使用的權(quán)重賦值方法熵值法要求保留原始數(shù)據(jù)之間的差異性，經(jīng)過驗(yàn)證得出不可采用上述方法進(jìn)行無量綱化處理，這種方法在消除量綱和數(shù)據(jù)量級影響的同時有效地保留了各指標(biāo)數(shù)值取之差異程度上的信息，而且差異程度越大，指標(biāo)對綜合分析的影響力也越大，這與熵值法的要求相一致。

4 結(jié)語

通過運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法對我國干燥工藝花茶感官品質(zhì)進(jìn)行評價發(fā)現(xiàn)，花茶品質(zhì)產(chǎn)出能力、品質(zhì)環(huán)境支撐能力、品質(zhì)資源投入能力、品質(zhì)資源擴(kuò)散能力的關(guān)聯(lián)度分別是我國干燥工藝花茶感官品質(zhì)影響力最大的因素。根據(jù)評價結(jié)果提升干燥工藝花茶感官品質(zhì)，可以按照各影響因素的重要程度從以下四個方面提升我國干燥工藝花茶感官品質(zhì)：完善資源合理規(guī)劃配置，提高品質(zhì)產(chǎn)出能力；構(gòu)建品質(zhì)平臺體系，提高品質(zhì)環(huán)境支撐能力；健全干燥工藝花茶品質(zhì)投入體系，提高品質(zhì)投入能力；促進(jìn)知識和資源的流動溢出，提高品質(zhì)資源擴(kuò)散能力。

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2015年度河南省政府決策研究招標(biāo)課題（2015B151）。

闕鳳珍（1983-），女，河南睢縣人，學(xué)士，講師，研究方向：應(yīng)用數(shù)學(xué)。