提高烟丝适用性的综合质量评价方法

李永宽，杨耀伟，冯 剑，王 雷，张 展

(河南中烟工业有限责任公司 郑州卷烟厂，河南 郑州 450000)

传统的成品烟丝质量评价通常采用整丝率、填充值、水分等指标的考核，评价其质量水平［1-2］。但在烟丝实际使用过程中，往往出现批次内烟丝各项指标均符合相关要求或批次间指标无明显差异情况下，在后续卷包过程中的烟支空头、端部落丝等质量缺陷却有较大差异，并对成品卷烟的质量造成一定的影响。上述现象，是由于烟丝品质控制缺乏后续使用质量反馈，现有评价体系不能够明晰表述烟丝的综合适用性能，一方面增加了卷包过程消耗、影响生产效率;另一方面不利于卷烟产品质量稳定性控制与可持续提升。许多研究工作都尝试对现有烟丝质量评价体系进行改进，取得了一定的进展［3-6］。

为了改善这一状况，我们探索改进了烟丝质量的评价方法，全面考虑了制丝、卷包以及成品的各项重要质量指标和过程控制参数，分析各因素之间的相互动态联系及其相对贡献大小，在此基础上建立了综合评价指标体系并确定指标权重。新的烟丝适用性综合评价方法，力图实现真实反映烟丝的使用质量，消除目前烟丝质量控制方式造成的不能反映烟丝适用性差异的现象，以指导制丝生产改进，保证烟丝使用质量。在现有评价指标基础上，进一步提升卷烟产品质量，增强产品市场竞争力。

1 烟丝综合评价方法

1.1 评价指标体系

卷烟生产过程中有多项质量指标，本研究参照生产实际情况，咨询了多名专家的意见，首先确立了备选指标库，然后通过专家评议组进行反复分析讨论，最终筛选确定了以下13 项指标用于烟丝适用性的综合评价，分别为:烟丝水分、烟丝填充值、烟丝结构、烟丝转化率、烟丝弹性、卷包剔除率、卷包烟末量、卷包残烟量、成品端部落丝量、成品硬度、成品含末率、成品空头率、成品毛头率。各项指标的选取严格遵循以下原则:①显著性原则，即指标和烟丝适用性密切相关;②实际性原则，即指标的选取符合客观生产实际情况;③主导性原则，即选取代表性强的主导因素，减少避免重复性指标;④可操作性原则，即指标的评测便于在生产实际中操作，具有可测性和可比性，数据易处理和量化。

1.2 层次分析法确定指标权重

层次分析法(Analytical Hierarchy Process，AHP)，是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法，20 世纪70 年代中期由美国运筹学家托马斯·塞蒂(T. L. Saaty)正式提出。由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性，很快在世界范围得到重视，其应用已遍及经济计划和管理、能源政策和分配、行为科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗和环境等领域［7-8］。本研究通过层次分析法比较各项指标的相互关系，进而具体量化各项指标的权重。

1.2.1 建立层次结构

利用AHP 解决问题时，首先要将问题条理化，在深入分析实际问题的基础上将有关因素按照属性自上而下的划分为若干层次，建立一个合理的层次结构分析模型。这些层次通常可以分为三层。

①目标层G:这一层次往往只有一个因素，一般是分析问题所要达到的目标。本研究将烟丝的适用性作为目标层。

②准则层C:这一层次是实现目标所涉及的中间途径。本研究将卷烟生产的流程单元作为同一层次的不同考察准则，包括制丝、卷包以及成品。

③指标层A:这一层次包含了为实现目标可提供的各种具体方案和影响因素。本研究将前文选取的13 个质量指标作为指标层。

本研究构建的层次结构模型如图1 所示。

图1 烟丝适用性综合评价层次结构

1.2.2 构造判断矩阵

针对目标层G 的烟丝适用性，在准则层C 中按照构建模型采用成对比较法构建判断矩阵。本研究组织专家组进行了讨论评议，参照1 -9 标度对准则层中制丝、卷包、成品对于烟丝适用性的关系进行了分析评价，对其重要性做出判断，得到准则层C 对于目标层G 的判断矩阵如表2 所示。同理建立指标层A 对于准则层C 的判断矩阵如表3～5 所示。

表1 层次分析法的判断矩阵标度

表2 判断矩阵G-C

表3 判断矩阵C1 -A

表4 判断矩阵C2 -A

表5 判断矩阵C3 -A

1.2.3 层次排序和一致性检验

每一个成对比较矩阵A，计算最大特征根λmax及对应特征向量ω，特征向量(归一化后)即为权向量，其每个分项量ωi即为相应因素的排序权重。然而在实际情况中，面对诸多判断因素，人们认识的主观性往往会造成差异，要达到绝对的一致往往存在一定的困难。因此，对于构造的判断矩阵需要进行一致性检验。利用一致性指标CI、随机一致性指标RI 和一致性比率CR 做一致性检验。若检验通过，则表明各因素的相互排序合理，判断矩阵具有一致性。若不能通过检验，则需重新构造成对比较矩阵，直至指标具有一致性。

式中，CI 为一致性指标，n 为矩阵的阶数，CR 为一致性比率，RI 为随机一致性指标，可从表6 查得。当CR ＜0.1 时称成对比较矩阵具有满意的一致性。

表6 随机性指标RI 值

检验表2成对比较矩阵的一致性:λmax=3.0385，CI=0.019 3，CR =0.033 2 ＜0.1，即矩阵均具有满意的一致性。同理可验证表3～5 所示的成对比较矩阵均具有满意的一致性。在确定每个层次的排序权重基础上，通过计算可以得到每个指标aj相对于总目标G 的层次总排序权重，结果如表7 所示。对其进行一致性检验，，其中αj因代 表层次Cj的排序权重。由此，CR =0. 0187 ＜0.1，即总的层次排序结果同样具有满意的一致性。

表7 层次分析结果

2 烟丝适用性综合评价方法应用分析

AHP 计算最终得到的指标层中各个指标相对于目标的总排序权重，如表7 所示。根据这些结果可以对现有的烟丝适用性情况进行判断，做出综合决策。在影响烟丝适用性的指标中烟丝的填充值(A2)、烟丝结构(A3)、卷包的剔除率(A6)等是最重要的因素。要提高烟丝适用性能就需要在现有生产工艺控制条件下，进一步强化这些质量指标的管理控制。烟丝水分(A1)虽然是衡量烟丝质量的重要指标［9-10］，但是由于在本厂的实际生产过程中水分控制严格，相对较为稳定，在较小的波动范围内，其变化和进一步精细控制对于烟丝适用性的影响并不十分显著。结合综合评价分析的结果，我们对于烟丝生产的工艺控制进行了调整，重点强化了烟丝填充值、烟丝结构、卷包剔除率的指标优化和稳定性控制。通过调整后，烟丝在生产过程中的适用性能得到明显改善，停机调整状况显著减少。综合评价分析结果对生产的实际情况起到了良好的指导作用。

3 结论

结合生产实际情况和原有质量控制规范，经过专家组讨论筛选出了新的考察指标用于综合评价烟丝的适用性能。采用层次分析法对各项指标进行了分析，确定了其权重组成，建立了综合评价体系。该体系为进一步深入细化控制烟丝生产的质量，保障产品的稳定性提供了新的判断依据。目前关于烟丝适用性的综合评价工作仍在进行不断地探索，本研究是结合郑州卷烟厂的生产实际情况作出的评价和分析，对于同行业的质量控制和优化管理具有借鉴意义，其推广仍需要不断地实践检验和调整。

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