基于改进的TOPSIS的设备重要度分析

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1、振动与冲击第28卷第6期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK基于改进的TOPSIS的设备重要度分析李常有，徐敏强(哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001)摘要：一个工业设备通常由多个子系统组成，各子系统在系统中的重要程度不同，导致设计阶段的可靠性分配、运行阶段的检测水平以及维修方式的决策等都须以其重要度为基础。采用改进的TOPSIS确定系统中每个子系统的重要度，以满足实际需求。此方法在根据信息熵法求取各属性权重的基础上采用TOPSIS计算各子系统的重要度。将其应用到塑料挤出机的重要度分析中，结果表明，该方法对设备重要度的确定是有效的和实用的。关键词

2、：塑料挤出机；信息熵法；TOPSIS；多属性决策；重要度分析中图分类号：TB114．3文献标识码：A随着科学技术的不断发展，一方面工业设备变得理想解和负理想解的得出以决策矩阵为基础，不需要越来越复杂，即由更多的子系统组成。另一方面，由于给出标准类，减小了决策的难度。国际竞争的越来越激烈，设备生产者和使用者(统称决1改进的TOPSIS策者)都必须尽可能地降低生产成本，以在市场上占据有利的位置。故不可能对设备中的所有子系统采用相改进的TOPSIS包含两个步骤：采用信息熵法求取同的可靠性分配、检测水平以及维修方式，因为每个子属性权重和TOPSIS的应用。TOPSIS，也即接

3、近理想方系统在设备中的重要程度不同。他们必须以设备的重案的序数偏好方法，通过待确定方案与理想解的相对要度为基础，重要度大的子系统将得到较大的可靠性接近程度以及与负理想解的距离来判断方案的排列顺指标、较高的检测水平以及昂贵的维修方式，以保证系序，但必需知道各属性的权重，文中采用信息熵法统的可用性和经济性。求取。文献[1]5]都对设备的重要度分析付出了努1．1基于信息熵方法的属性权重求取力，但都有各自的不足或不合理的地方。文献[1]过分设m个子系统、n个属性的重要度决策问题的决依赖于数学方法，导致决策者的意见可能被歪曲。文策矩阵D为：献[2]在求取设备重要度时未考虑属性问

4、的差别，文献[3—5]的决策基础——模糊矩阵对于决策者来说是难D：n勋n；于理解的，并且文献[4]中的设备标准类的确定也是困难的。文献[6]中需要决策者对属性给予分类，这是一个复杂的问题，特别是在属性较多时，加大了决策者评子系统关于属性的评价定义为：判的难度，可能导致不能真实反映他们的意见。改进=的TOPSIS把决策者的意见和数学工具平衡使用，采用，V，(2)决策者易于理解的方法收集决策者关于各设备的意∑见，以此为基础得出设备的重要度。子系统关于属性的熵为：文中采用信息熵法求取属性的权重，克服了常用=一k∑XlnX，Vj(3)的最小二乘法和本特征向量法需要决策者给出属

5、性的成对比较矩阵的缺点，直接根据决策矩阵就可以得出这里的k表示一个常量，k=1／lnm。信息偏差度d定义属性的权重，减小了决策者的工作难度以使他们的意为：d=1一E。如果没有属性间的偏好，属性权重值：见得到更准确的表达。TOPSIS根据决策矩阵得出理想：，，Vj；如果有属性间的偏好，认为主观权重解和负理想解，然后计算出每个子系统的属性值到理∑dJ=I想解和负理想解的距离，综合两距离得出重要度值。为Ai,则：：，Vj。基金项目：国家自然科学基金(10772061)，黑龙江省自然科学基金重点，项目(ZJG0704)L2TOPSIS收稿日期：2008—10—15修改稿收到日

6、期：2009—03—03TOPSIS假设每个属性的效用单调递增，故理想方第一作者李常有男，博士，1980年生案就由所有可能的最优属性值构成，负理想解则由所第6期李常有等：基于改进的TOPSIS的设备重要度分析165有可能的最差属性值构成。可以将关于m个子系统、n统、传动系统、加热冷却系统、定型装置、冷却装置、牵个属性的重要度决策问题视作在n维空间中的m个点引装置、切割装置、制品的卷取或堆放装置、控制系统构成的几何系统中进行处理。此时，所有的子系统可组成。从确定维修方式的角度，确定了影响各子系统以作为该几何系统的解。设备重要度的排序可以根据的重要度的因素，主要有失效对人

7、员和环境安全性的与理想解在几何空问上的Euclid距离而给定，r但；与：理r：影响、失效对系统功能的影响、是否有备用设备、失效想解距离最近的子系统并非与负理想解距离最远，故对以相关设备的影响、失效频率、失效损失、维修费用、维TOPSIS通过理想解的相对接近程度，同时考虑到理想修耗时、可监测性。每个因素的评分标准如表1到表～～～解和负理想解的距离来判断子系统的重要程度。具体9，可以根据实际情况评出两个等级之间的分数。根据过程如下：首先对决策矩阵标准化得到标准化决策矩此评分标准，10位塑料挤出机的重要度分析决策者对UW阵R；采用1．2中求取的属性权重向量