AHP模型在焊接工程質量控制中的應用

高秀娟， 孫　健

(1．白城師范學院 數學學院， 吉林 白城 137000; 2. 中國石油集團工程設計有限責任公司， 北京 100085)

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AHP模型在焊接工程質量控制中的應用

高秀娟1， 孫健2

(1．白城師范學院 數學學院， 吉林 白城 137000; 2. 中國石油集團工程設計有限責任公司， 北京 100085)

摘要：以焊接工程質量問題為例，分析影響質量的因素，構建結構層次模型即AHP模型.經過模型求解計算后，獲得各個層次影響因子對總目標的貢獻百分比，對主要因素采取相應的控制措施，形成一套科學有效的質量控制體系，并在試驗點進行了實踐應用.

關鍵詞：AHP模型； 焊接工程； 質量控制

從質量管理理論歷史發展的階段來看，差不多每隔20年，質量管理工作的方法就會發生重大的變革[1].國內某油田公司每年投入油田產能建設工程的資金約10億元，但是，質量控制工作仍然處于經驗管理階段，質量問題的處理還處于問題整改的層面上，找不到影響工程質量的關鍵因素，沒有解決影響工程質量的根本問題，質量通病重復出現[2-4].本文以監理對焊接工程的質量控制為例，把AHP(Analytic Hierarchy Process)模型應用于焊接工程質量控制工作之中，建立焊接工程質量影響因素評價與控制體系，通過定量化與模式化的分析方法，提高油建焊接工程質量管理水平.

1層次分析法

層次分析法簡稱AHP[5-6]，它是將決策問題按總目標、各層子目標、評價準則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結構，然后得用求解判斷矩陣特征向量的辦法.求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優先權重，最后再加權和的方法遞歸并各備擇方案對總目標的最終權重，此最終權重最大者即為最優方案.層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標的目標系統，而且目標值又難于定量描述的決策問題.其用法是構造判斷矩陣，求出其最大特征值及其所對應的特征向量W，歸一化后，即為某一層次指標對于上一層次某相關指標的相對重要性權值.

2模型建立

2.1評價結構的建立

針對焊接工程的施工特點，影響焊接質量的因素主要包括人、機、料、法、環、測六個方面[7-8]，其中：人的因素包括：焊工資質、焊工職業素質及焊工水平測試三個方面的內容；焊接設備影響包括：焊接設備顯示精度、自動化水平及無損檢測設備技術水平；材料方面包括：母材質量、焊材質量及焊接材料的配套選擇；焊接工藝方面包括：焊接工藝是否合格、焊接順序是否正確、預變形措施是否適當及焊接方法使用是否正確；環境因素包括：氣候條件、作業空間及勞動強度等方面；測量因素包括：外觀檢測、無損檢測.

焊接質量目標用字母A表示、影響焊接質量的6個一級要素用“字母B+數字”表示、影響焊接質量的18個二級要素用“字母C+數字”表示，構建影響焊接質量因素的結構層次模型如圖1所示.

圖1　影響焊接質量因素結構層次模型

2.2構造判斷矩陣

判斷矩陣之中的數據，表示針對上一層次某個因素而言，本層次兩個因素之間的相對重要性，采用1-9標度進行標度，見表1.

表1比例尺度表

因素比因素量比值因素比因素量比值同等重要1強烈重要7稍微重要3極端重要9較強重要5兩相鄰判斷的中間值2,4,6,8

表2隨機一致性指標RI的數值

nRInRI1071.322081.4130.5891.4540.90101.4951.12111.5161.24

總監理工程師組織建設單位、施工單位及相關單位的焊接專家，按照表1的標準對6個一級要素、每個一級要素下面的二級要素之間反復比較權衡，最終確定矩陣中各點標度的數值.結果見表3-表9.同時計算出每個矩陣的最大特征根λmax、CI及CR的值。

表 3焊接質量總目標判斷矩陣

AB1B2B3B4B5B6B11541/249B21/511/21/91/22B31/4211/813B4298179B51/4211/713B61/91/21/31/91/31

求得：λmax=6.11314，CI=0.0226299，

CR= 0.003359

表4人的因素控制分析判斷矩陣

B1C1C2C3C1115C2116C31/51/61

求得：λmax= 3.00369，CI=0.001845，

CR=0.00318103

表 5材料因素控制分析判斷矩陣

B2C4C5C6C411/22C5213C61/21/31

求得：λmax= 3.0092，CI=0.0046，

CR=0.00793103

表 6設備因素控制分析判斷矩陣

B3C7C8C9C7141C81/411/6C9161

求得：λmax= 3.01829，CI=0.009145，

CR=0.0157672

表 7方法、工藝因素控制分析判斷矩陣

B4C10C11C12C13C101343C111/3131C121/41/311/3C131/3131

求得：λmax= 4.083299，CI=0.0277667，

CR= 0.0308518

表8環境因素控制分析判斷矩陣

B5C14C15C16C14157C151/513C161/71/31

求得：λmax= 3.064887，CI= 0.0324438，

CR= 0.0559376

表9測量因素控制分析判斷矩陣

B6C17C18C1711C1811

求得：λmax= 0，CI= 0，CR=0

3模型求解

3.1計算權重分配

通過上面的數據，可知構成的成對比較矩陣均通過一致性檢驗。進而得到判斷矩陣的權重向量.結果詳見表10.

3.2計算最大特征值λmax，進行一致性檢驗

利用公式計算最大特征值λmax，經過計算CR<0.1，可以確認上述權重值合理，可以做為質量分析的依據.

3.3數據分析

計算結果顯示：工藝試驗報告C10的權重占24.5409%，焊工水平考核C2的權重為13.025%，排第二位；焊工的有效資質C1的權重占12.257%，排第三位。另外分析發現人的影響因素占27.57%(C1+C2+C3)，材料影響因素占4.11%(C4+C5+C6)，設備影響因素占7.87%(C7+C8+C9)，工藝影響因素占48.38%(C10+C11+C12+C13)，環境影響因素占8.02%(C14+C15+C16)，測量因素占3.17%.

3.4對策表

根據以上分析結果，總監理工程師組織專業監理工程師以及施工單位、無損檢測單位管理人員、專業技術人員及生產骨干人員研究商討改進措施，明確責任人及完成時間，制定對策表(表11).

4結束語

該成果在某油田老區綜合調整改造工程建設的應用，得到了各參建單位的認可.這種新的工程質量控制體系，規范了產能建設工程焊接工程監理質量控制模式，解決了當前沒有形成系統化的質量控制體系，質量控制僅憑監理人員的工作經驗，工程建設質量控制缺少量化指標評價的問題，促進了工程建設質量管理工作的開展，提高了產能建設工程焊接質量管理水平.

表10影響因素總排序

AB1B2B3B4B5B60.2758880.04928040.07890840.4838910.08032190.0317098總排序結 論C10.4442730.122570C20.4721110.130250C30.0836150.023068C40.2969610.014634C50.5396150.026592C60.1634240.008053C70.4231710.033391C80.0924180.007292C90.4844100.038224C100.5071580.245409C110.2038250.098629C120.0851920.041223C130.2038250.098629C140.7306450.058686C150.1883940.015132C160.0809610.006502C170.50.015854C180.50.015854

表11焊接質量對策表

序號編號影響焊接質量因素改 進 措 施責任人完成時間1C10工藝試驗報告1.嚴格審核焊接工藝試驗報告;2.工藝試驗條件與現場環境相近.焊接工程師焊接前嚴格審核,施工過程中檢查2C2焊工水平考核1.焊接前組織焊工考試;2.嚴格檢查試件焊接質量;3.不合格焊工嚴禁上崗作業.焊接工程師焊接前考核3C1有效焊工資質1.專業監理工程師及時審核焊工資質合格項目;2.監理人員隨時核查焊工資質.焊接工程師施工過程隨時檢查4C13焊接方法正確運用1.做焊接實驗前優選焊接方法;2.施工過程中監督焊工按規程操作.焊接工程師焊接試驗前優選焊接方法;施工過程監督檢查5C14焊接空間位置1.盡可能采用轉動焊,減少固定焊口數量;2.保證固定焊口有足夠作業空間.施工員施工過程隨時處理6C12減少焊接變形措施1.焊接前采取反變形措施;2.采取固定焊并調整焊接順序.焊接工人施工過程隨時檢查

參考文獻:

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[8]李富強.壓力管道焊接質量控制[J].山東工業技術，2015(17):20.

(編輯：姚佳良)

The application of APH model in the welding engineering quality control

GAO Xiu-Juan1, SUN Jian2

(1.Mathematics College, Baicheng Normal University, Baicheng 137000, China;2.China Petroleum Engineering Company Limited, Beijing 100085, China)

Abstract:We took welding quality control problem as an example, analyzed the influence factors on quality and built structure model, namely AHP model. After solving the model calculation, the percentage contribution of all levels’s impact factor to the overall goal was obtained. Then we took corresponding control measures according to the main factors, formed a set of scientific and effective quality control system, finally applied this system to the test point.

Key words:AHP model; welding engineering; quality control

中圖分類號：O221.6

文獻標志碼：A

文章編號：1672-6197(2016)02-0049-04

作者簡介：高秀娟,女,gxjteacher@163.com

基金項目：吉林省教育廳科學技術項目(基教科合字[2010]218)

收稿日期：2015-03-17