基于AHP-DEMATEL法的烤煙上部葉評價標準研究

李志剛,潘飛龍,王廷賢,楊曉亮,王林,錢傳林,楊占偉,孫曙光

(1.湖北中煙工業有限責任公司,湖北 武漢,430040;2.河南農業大學 煙草學院,河南 鄭州,450002;3.福建省煙草公司 南平市公司,福建 南平,353000)

煙葉等級質量評價與煙葉經濟效益密切相關,是判定煙葉是否符合收購要求的要素。一般來講,煙葉等級質量評價是相關技術人員憑借技術經驗,按照標準對煙葉進行評定,技術人員的鑒定能力及心理因素難免會對煙葉評價造成一定影響。隨著煙草行業的發展及消費者對吸煙與健康的重視,上部葉可用性問題日益突出,提高上部葉可用性已經成為行業發展的重要研究方向之一[1–2]。上部葉是煙葉原料配方的重要組成部分[3],可提高卷煙產品的煙氣濃度及香吃味,對塑造卷煙香味及風格有重要作用[4]。但由于上部葉葉片偏厚、組織結構緊密、煙堿含量過高以及內在化學成分不協調[5],其可用性較低,加之煙葉生產中上部葉所占比例較高,且收購價格較低,嚴重影響煙農的收益,進而影響了煙草行業的可持續、健康穩定發展。

目前對煙葉評價的研究集中在煙葉化學成分和感官質量等方面,對于以煙葉收購需求為目標的煙葉評價標準研究鮮有報道。本研究以福建省南平市云煙87上部葉為材料,構造烤煙上部葉評價標準影響因素的層次結構,為避免研究主觀性及片面性,在專家走訪的基礎上,綜合運用AHP和DEMATEL方法對系統中各影響因素的權重、重要性等進行網絡建模分析,旨在系統探究影響烤煙上部葉評價的影響因子,為上部葉評價標準的制定提供理論基礎,為優質煙葉生產提供幫助。

1 基于AHP的烤煙上部葉評價標準的影響因素

層次分析法(Analystic Hierarchy Process,AHP)是美國著名運籌學家A.L.saaly教授在20世紀70年代首次提出的一種系統規劃方法。AHP的核心是將復雜的問題分解為目標層、準則層和方案層等層次,通過數學方法將系統分析過程中定性與定量分析相結合,并對系統各因素進行統一優化處理,最終得到具有客觀性、準確性和有效性的分析結果[6–8]。運用層次分析法處理問題時,一般需經歷建立階級層次結構、構建判斷矩陣、一致性檢驗和層次總權值計算四個步驟[9]。

1.1 構建指標體系

烤煙上部葉評價影響因素眾多,根據全面性和科學性的原則,以市場需求為導向,通過系統分析,歸納總結出影響烤煙上部葉評價的3類18個因素(圖1)。

圖1 烤煙上部葉評價標準影響因素層次結構

1.2 構造判斷矩陣

根據歸納的影響上部葉評價標準的18個因素,采用專家走訪的方式進行問卷調查,采集數據,訪問對象為常年從事烤煙分級及收購工作的技術人員、烤煙烘烤技師和煙農。為了確定各層次因素的重要程度,如表1所示,對判斷矩陣標度(cij)進行定義。

1.2.1 判斷矩陣A-B

通過對判斷矩陣A-B進行一致性檢驗可知(表2),該矩陣最大特征值根γmax=3.032 4,標準化特征向量W=(0.582 1,0.069 5,0.348 4),CI=(γmax-n)/(n-1)=0.016 2,該矩陣一致性比率CR=CI/RI=0.016 2/0.58=0.027 9<0.1,因此判斷矩陣A-B的滿意一致性可以接受。

表1 判斷矩陣標度定義

1.2.2 判斷矩陣B1-C

通過對判斷矩陣B1-C進行一致性檢驗可知(表3),該矩陣最大特征值根γmax=7.696 7,標準化特征向量W=(0.028 7,0.075 8,0.403 7,0.081 2,0.094 7,0.042 4,0.273 4),CI=(γmax-n)/(n-1)=0.116 1,該矩陣一致性比率CR=CI/RI=0.116 1/1.32=0.088 0<0.1,因此判斷矩陣B1-C的滿意一致性可以接受。

1.2.3 判斷矩陣B2-C

通過對判斷矩陣B2-C進行一致性檢驗可知(表4),該矩陣最大特征值根γmax=7.449 1,標準化特征向量W=(0.390 5,0.025 4,0.214 5,0.105 1,0.024 0,0.113 2,0.127 2),CI=(γmax-n)/(n-1)=0.074 9, 該 矩陣一致性比率CR=CI/RI=0.074 9/1.32=0.056 7<0.1,因此判斷矩陣B2-C的滿意一致性可以接受。

1.2.4 判斷矩陣B3-C

通過對判斷矩陣B3-C進行一致性檢驗可知(表5),該矩陣最大特征值根γmax=4.102 2,標準化特征向量W=(0.065 8,0.090 0,0.641 7,0.202 4),CI=(γmax-n)/(n-1)=0.034 1,該矩陣一致性比率CI=(γmax-n)/(n-1)=0.034 1, 因此判斷矩陣B3-C的滿意一致性可以接受。

表2 判斷矩陣A-B

表3 判斷矩陣B1-C

表4 判斷矩陣B2-C

1.3 C層總權重計算

如表6所示,通過C層各指標對A層總權值分析可知,成熟度(C3)、人為因素(C17)和殘傷和破損(C7)對烤煙上部葉評價影響作用最強,而煙葉內在質量(C8～C14)影響作用較弱。結合南平市烤煙上部葉收購實際情況,本研究認為由以下原因導致:

(1)成熟度是煙葉質量的核心,是評價煙葉可用性最直接的首要因素;

(2)由于煙葉收購人員和煙農對煙葉評價標準認識不足,僅憑感官和經驗來判定煙葉等級質量,大大降低了煙葉收購分級的客觀性、準確性;

(3)煙葉收購過程中,外觀質量通常是評價煙葉等級質量的主要依據,分級人員往往忽視煙葉內在質量對煙葉評價的影響,結果導致在實際煙葉收購中,煙葉內在質量對煙葉評價作用影響較小;

(4)煙葉殘傷和破損一般是煙葉在田間受病蟲害影響或烘烤、分級等過程中受機械損傷所造成的,對煙葉質量及可用性有一定影響,煙葉收購過程中對煙葉殘傷和破損有明確的控制限度。

表5 判斷矩陣B3-C

表6 C層各指標對A層總排序列

續表6

2 基于DEMATEL的烤煙上部葉評價標準的影響因素研究

決策試驗與評價實驗室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)是美國學者E.Fontela和A.Gabus在1971年提出來的一種運用圖論與矩陣工具分析系統要素之間因果關系的方法,通過深入研究系統要素之間的邏輯關系,利用專家經驗對其評判建立直接影響矩陣,通過對矩陣進行系統運算,最終得出系統中各影響因素的重要程度。運用DEMATEL法分析系統時,一般分析步驟為:構建直接影響矩陣并將其規范化、構建綜合影響矩陣、計算要素影響度、被影響度、中心度和原因度等[10–12]。

2.1 構建直接影響矩陣

采用專家走訪的方式收集烤煙上部葉評價中各影響要素之間的影響強弱關系,并構建直接影響矩陣直接影響矩陣中各要素之間的影響程度標度定義如表7所示。根據表7的標度定義,對專家走訪數據進行整理得到系統各因素之間的直接影響矩陣C=(cij)n×n(表 8)。

表7 直接影響矩陣標度定義

表8 各因素之間的直接影響矩陣

續表8

2.2 構建綜合影響矩陣

表9 綜合影響矩陣

根據綜合影響矩陣計算系統中各因素的影響度fi、被影響度gi、中心度hi和原因度ri(表10)。

hi=fi+gi,(i=1,…,n),表示影響因子Ci在烤煙上部葉評價標準中的重要程度,hi越大,表明Ci在系統中越重要;

ri=fi-gi,(i=1,…,n),表示影響因子Ci與其他影響因子在系統中的因果邏輯關系程度,若ri為正,則表示影響因子Ci對其他影響因子的影響作用較大,為原因因素;若ri為負,則表示影響因子Ci受其他影響因子的影響作用大,為結果因素。

表10 DEMATEL的計算結果

續表10

圖2為烤煙上部葉評價標準各影響因素的原因—結果圖,通過DEMATEL系統建模分析可知,部位(C1)和成熟度(C3)是影響烤煙上部葉評價的主要兩個因素,且均為原因因素,表明其對系統中其他因素影響作用較大。

圖2 影響烤煙上部葉評價因素的原因—結果圖

2.3 基于AHP-DEMATEL的系統建模分析

表11 系統綜合影響度

續表11

由表11可知,C3、C17的綜合影響度Oi均大于0.1,可以認為成熟度和人為因素對烤煙上部葉收購評價的影響作用相對較大,處于最高層;C2的綜合影響度Oi大于0.05,可以認為顏色對烤煙上部葉收購評價的影響作用次之, 處于第 2 層次水平; 而C1、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C18對烤煙上部葉收購評價的影響作用最弱,處于最低層次水平。

3 結論與討論

煙葉收購評價標準是烤煙收購環節中的核心,是保證煙葉質量的重要因素之一[13]。當前,煙葉收購工作受煙草行業內外形勢的變化,遇到了新的要求和挑戰,尤其是上部葉[14]。如何保證煙葉收購質量的穩定性,維持煙草行業的健康、可持續性發展,是目前煙葉生產的重中之重[15]。本研究以烤煙上部葉評價標準為例,歸納總結出影響烤煙上部葉評價的3類18個影響因素,通過建立烤煙上部葉評價因素的層次結構,綜合運用AHP和DEMATEL方法對系統中各影響因素的權重、重要性等進行網絡建模分析,研究結果表明:部位(C1)和成熟度(C3)在烤煙上部葉評價中具有較高的影響度,對其他因素影響作用較大;成熟度(C3)和人為因素(C17)具有較高的綜合影響度,對烤煙上部葉評價的影響作用較明顯,處于最高層;顏色(C2)次之,位于第2層次水平。研究結果可為烤煙上部葉評價標準的制定提供理論基礎,對優質煙葉生產具有重要意義。

在前述系統分析結論的基礎上,本文結合實際煙葉生產中對上部葉評價標準的情況,對提高烤煙上部葉評價標準實施提出以下建議:

(1)重視煙葉成熟度。成熟度是煙葉生產的核心,是煙葉品質形成的中心要素。宮長榮[16]等認為烤煙成熟度是行業標準的第一品質因素,是煙葉生產質量的中心,而分級成熟度是煙葉田間成熟度的根本體現和最終要求[17],正確認識煙葉成熟度,合理提高煙葉成熟度[18]應作為煙葉生產的重點工作之一。

(2)規范煙葉評價標準。目前對煙葉成熟度的判定,主要依據煙葉外觀特性[19],不同的收購人員或煙農對煙葉評價標準認識存在一定差異,影響了煙葉評價的客觀性、準確性。各產區應堅持以成熟度為核心[20],對各級技術人員及煙農廣泛開展煙葉分級培訓,規范煙葉評價標準,確保煙葉評價公平公正。

(3)嚴格把控煙葉殘傷和破損。正確識別煙葉殘傷和破損,準確把握煙葉殘傷允許度,促進煙葉成熟度的提高,進而提高煙葉品質。