模糊物元模型在实验室绩效评价中的应用

李 焓

(成都理工大学 教务处，成都 610059)

模糊物元模型在实验室绩效评价中的应用

李 焓

(成都理工大学 教务处，成都 610059)

对实验室实施绩效评价，有利于促进实验室的建设与发展。针对实验室评价指标量值的特点，利用改进的熵值法确定指标权重，建立起模糊物元实验室绩效评价模型。运用该模型进行实例分析，并将分析结果与其他方法对比，结果表明：利用模糊物元模型对实验室绩效进行评价，具有可靠性和实用性，为实验室绩效评价提供了新的参考方法。

模糊物元模型；实验室；绩效评价；熵值法

高校实验室是进行实验教学、科学研究、技术开发、提供社会服务的重要场所[1]。对实验室实施绩效评价，有利于促进实验室的建设与发展，进行有效的资源配置和优化。对实验室实施绩效评价是衡量实验室管理工作质量和管理水平高低的重要依据，它能够真实地反映实验室管理工作及运行的现状[2]。

近年来，我国一些学者在实验室绩效评价方法上进行了相应研究，如：陈淑燕[3]等利用模糊综合评价法，刘洛娜[4]利用关键绩效指标法，张柯等[5]基于APH评价法，宗军君等[6]利用模糊可拓层次分析法等。我国学者蔡文于1983年首创了一门介于数学与试验之间的学科——物元分析法[7]，它研究解决现实世界中的不相容问题及其变化规律，具有方法简便、结论正确、计算可靠、实用性强等特点[8]。将物元分析法引入到实验室绩效评价中，建立起模糊物元实验室绩效评价模型，将为实验室绩效评价提供一种新的参考方法。

1 模糊物元模型

1.1 模糊物元分析理论

给定事物的名称N，关于其特征c有量值ν，以有序三元组R=(N，c，ν)作为描述事物的基本元，简称物元。其中，量值ν具有模糊性，称为模糊物元。如果事物N有n个特征c1，c2，…，cn和相应的模糊量值ν1，ν2，…，νn那么，称R为n维模糊物元，简记为R=(n，c，ν)。如果m个事物的n维物元组合在一起，那么构成m个事物n维复合物元Rmn。若将Rmn的量值改写为模糊物元量值，则称为m个事物n维复合模糊物元[9]，记作：

式中：Rmn为m个事物n维复合模糊物元;Mi为第i个事物;(i=1，2，…，m);Cj为第j项特征; uji表示第j个方案第i个事物第j个特征对应的模糊量值，即隶属度。

1.2 从优隶属度模糊物元

从优隶属度就是各单项评价指标的模糊量值从属于标准方案各对应评价指标的模糊量值的隶属程度。由此建立的原则为从优隶属度原则。由于各评价指标特征值对于评价方案具有不同的特性，有的是越大越优，有的是越小越优，因此可以依照评价指标的特性计算其从优隶属度为：

式中：μij为从优隶属度;max uij、min uij分别代表各事物中每一评价指标特征量值中的最大和最小值。由此可以构造从优隶属度模糊物元：

1.3 关联分析

1.3.1 关联变换

相应的关联系数复合模糊物元为：

1.3.2 指标权重确定

熵值法是根据某一指标中各样本值之间的差异程度，来反映该指标的重要程度，差距越大，则该项指标在综合评价中所起的作用越大，其权重也越大，反之，权重就越小[10]。

在实验室绩效评价时，指标量值常常存在不全为正值的量值，利用熵值进行赋权，存在限制条件，即对数运算要求真数大于零。为了避免这种情况，利用改进的熵值法，即先利用功效系数法进行变换后再求权重[11]，其具体计算步骤如下：

1)建立m个样本n个指标的原始数据矩阵R，

式中：χij为第i个样本第j项指标值。

2)将原始数据矩阵R，利用功效系数法进行变换，变换采用式(5)方法进行。

3)将利用功效系数法变换后的矩阵按式(6)进一步标准化处理。

6)对差异性系数进行归一化处理得到各指标的权重。

最后形成评价指标的权重模糊物元：

1.3.3 计算综合关联度向量

关联度K是描述事物之间关联性大小的一种度量，权重模糊物元与关联系数复合模糊物元的积向量为综合关联度向量，即：

通过比较各样本间综合关联度向量大小，即可做出综合评价。

2 实例分析

1)构建模糊物元。根据表1的数据，对16个实验室评价指标及5个评价对象建立复合模糊物元Rmn。根据式(1)和式(2)建立从优隶属度模糊物元(表1中带*的指标代表越小越优型)。

表1 2010学年某高校教学实验室综合指标及特征值

2)熵值法确定指标权重。依据上述改进的熵值权重确定方法，计算得权重模糊物元Rω为：

其中，比例系数a在各指标的值都取0.5。

3)关联度的计算。利用所得的权重模糊物元与依据从优隶属度所确定的关联系数复合模糊物元的积向量得到各实验室的联系度分量：

4)结果分析。各实验室联系度分量计算结果(见表2)，即为各实验室绩效综合评价结果。依据联系度分量的大小排序：k4＞k3＞k1＞k5＞k2。

表2 各实验室联系度K的计算结果

将评价结果与集对分析法、综合指数分析法进行对比，从表3可以看出，其结果完全相同，进一步证明了模糊物元模型在实验室绩效评价中的可靠性、可行性。

表3 评价结果比较

3 结束语

在建立起高校实验室绩效模糊物元评价模型，通过实例进行详细分析的基础上，进一步对比评价分析结果，表明了该评价方法在实验室绩效评价中的有效性和可靠性。同时，针对评价指标体系中指标值不全为正数的特征，采用改进的熵值法，很好地解决了熵值法确定指标权重的方法。

[1]赖燕玲.加强实验室建设与管理，提高学科建设水平[J].实验技术与管理，2012，29(6)：27_30.

[2]袁辉斌，李传宝.论民办高校实验室管理评价标准的科学化构建[J].西安欧亚学院学报，2012(1)：51_ 52.

[3]陈淑燕，王景华，瞿高峰.高校实验室的一种模糊评估方法[J].浙江师范大学学报：自然科学版，2003 (2)：140_142.

[4]刘洛娜.利用关键绩效指标建立高校实验室管理评价体系[J].中州大学学报，2006，23(4)：94_95，100.

[5]张柯，李慧，吴敏，等.基于AHP的高校计算机实验室应用有效性评价[J].实验室研究与探索，2011，30 (11)：59_67.

[6]宗军君，叶结松，侯智斌.模糊可拓层次分析法在实验室评估中的应用[J].实验室研究与探索，2012，31 (3)：195_201.

[7]蔡文.物元模型及其应用[M].北京：科学技术文献出版社，1994.

[8]肖芳淳.模糊物元分析及其应用研究[J].强度与环境，1995(2)：51_52.

[9]唐硕，罗周全，徐海.基于模糊物元的采空区稳定性评价研究[J].中国安全科学学报，2012(7)：24_29.

[10]马丹.熵值法在高等教育资源配置效益评价中的应用[J].煤炭高等教育，2008，26(5)：37_40.

[11]李柏年.模糊数学及其应用[M].北京：合肥工业大学出版社，1997.

[12]刘文莉.高校教学型实验室绩效评估[J].嘉兴学院学报，2012(3)：139_144.

Application of Fuzzy M atter-element M odel in Laboratory Performance Evaluation

LIHan
(Educational Administration Office，Chengdu University Of Technology，Chengdu 610059，China)

Laboratory performance evaluation would be helpful to promote the construction and developmentof the laboratory.According to the characteristics of laboratory evaluation index value，to determine the index weight，by using improved information entropymethod，established the fuzzymatter-elementmethod of performance evaluation of laboratory.Thismodel of evaluation is applied to case analysis，and compared the resultwith othermethods shows that：the use of fuzzymatter-elementmodel for evaluation of laboratory performance，is reliability and practicability，provides a referencemethod for laboratory performance evaluation.

fuzzymatter-elementmethod;laboratory;performance evaluation;information entropy

G482

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.059

文献[12]中的某高校实验室的指标体系及相关数据(见表1)，利用所建模糊物元模型进行评价分析。其具体方法如下：

2013_06_19；修改日期：2013_09_17

李 焓（1978_），男，硕士（博士在读），研究实习员，研究方向：实验教学和管理。