模糊综合评判在起重机定期检验中的应用

● 山西省特种设备监督检验研究院 赵伟奇



模糊综合评判在起重机定期检验中的应用

● 山西省特种设备监督检验研究院 赵伟奇

摘 要:在起重机械的定期检验过程中，规定检验结果为合格和不合格两种情况，但并没有在合格的角度下再进行深入探讨。文章对起重机的检验进行具体的等级划分，以检验内容作为评判因素，应用模糊综合评判模型进行分析。通过检验人员在检验过程中对各项检验内容的记录，得到关于起重机械整体运行状态的评价，为起重机械在以后的运行和维护过程中提供一定的借鉴作用。

关键词：起重机械 定期检验 等级划分 模糊综合评判

起重机械是我国工业机械化和自动化过程中必不可少的重要环节，广泛应用于国民经济的各个部门。由于起重机械是高能量积聚、高危险性的作业设备，一旦发生事故将会带来严重的后果。因此我国明文规定起重机械为特种设备之一，需要定期检验。检测人员以《起重机械的定期检验规则》为依据，按照规则中检测的内容对起重机械进行逐一检测，其中任意一项不符合检测要求即为检测不合格。因此，笔者通过在起重机械的检测过程中，对起重机械的各检测项的运行状态进行分析，并应用模糊综合评判数学理论对起重机进行评价，得到起重机械整体情况的评价。评价结果对起重机以后的运行和维护操作等有很好的指导和借鉴意义。

起重机定期检验的内容

根据《起重机械定期检验规则》中起重机定期检测项目及内容可知，起重机械的检测包括：技术文件审查，作业环境和外观检测，司机室检测，金属结构检测，轨道检测，主要零部件检测，电气与控制系统检测，液压系统检测，安全保护和防护装置检测，性能测试，首检附加检测等。对于起重机械的整体状况，本文对金属结构、轨道、主要零部件检测、电气与控制和液压系统5项内容进行分析，并对这5项内容的运行状态进行具体的等级划分。

模糊综合评判数学模型的建立

模糊综合评判又称模糊多目标决策，是在模糊的环境下，考虑多种因素的影响，为了某种目的利用模糊变换对一事物作出综合决策的方法。模糊综合评判在解决一些难以判断的、难以决策的问题上有着非常突出的优势，因此在起重机械的整体状态的评价中应用模糊综合评判数学模型能起到很好的效果。

1.因素集的建立

在起重机械整体状态的评判过程中，通过起重机械定期检验规则的内容我们建立因素集。依据《起重机械定期检验规则》，将图1作为数学模型的评判因素。

我们将确定的因素划分为两个层次，第一层影响因素U包括金属结构U1、轨道U2、主要零部件U3、电气与控制U4和液压系统U5。第二层为第一层影响因素的子因素，其中金属结构U1包括主要受力结构部件u11、金属结构的连接u12；主要部件U3包括吊具u31、钢丝绳u32、滑轮u33、导线器u34和其他u35五项；电气与控制U4包括控制功能u41和过流保护u42，因此建立因素集为：

2.因素权重的建立

图1　模糊综合评判模型影响因素

对于因素集和因素子集中的因素，每个因素对于评判的事物的重要性程度是不尽相同的，故其对起重机械评判的权重各有差异，但满足以下条件：

在影响因素权重的确定中，我们采用层次分析法来进行。层次分析法是通过分析复杂决策问题的影响因素、本质和内在关系，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，为决策问题提供简单的方法。

在权重的确定中，通过对影响因素的重要性进行两两对比，得到了关于其重要性的判断矩阵，并对矩阵的最大特征值和最大特征值对应的正规化特征向量进行求解，若通过一致性的检验，则正规化特征向量为其对应影响因素的权重向量，否则需要对因素的重要性重新进行对比。起重机事故分析及对从事起重机械人员专家的调研问卷，通过打分机制，得到因素集及其因素子集的权重向量：

3.被择集的建立

对于起重机械整体状态情况，我们定义为整体状况好、较好、一般、差4个等级，因此得到被择集：

V={好，较好，一般，差}

4.单因素的模糊综合评判

单因素模糊评价是从一个因素出发进行评判，以确定评判对象对评价集V的隶属程度。影响因素的评判结果可用模糊集Ri表示，Ri称为单因素评判集，可简记为：

在起重机的定期检验中，对因素集中具体检测内容进行隶属度的打分，得到关于检验起重机械的状态打分表，我们建立打分表如表1所示。

在起重机械的定检过程中，依据表1的内容对起重机械的各个部件进行打分，其打分原则是针对上述的4个等级进行，将符合内容的填写调查表，通过统计，即可得到被检起重机械的影响因素对于被择集的隶属度。

5.模糊综合评判

模糊综合评判是考虑到所有影响因素对被择对象的影响，从而更合理地对事件进行评判，即综合考虑因素集及因素子集中所有影响因素的影响，对起重机械的运行状态进行评判。

6.结果处理

使用Zadeh算子有：

案例分析

对某工厂的起重机进行检验，到场检验人员对被检起重机进行检测并填写表1中的内容，通过数据分析、整理得到因素集中的因素对于起重机运行状态的隶属度。在此，我们以矩阵的形式给出。

根据计算结果和最大隶属度原则可知，被测起重机的整体状态为较好。

结论

（1） 本文是在起重机械定期检验的基础上来进行研究的，通过应用模糊综合评判对起重机械的结构、机构和电气等方面进行分析，得到了关于起重机整体状态的一个评价值，对起重机械的应用和维护有一定的借鉴作用。

（2） 在影响因素隶属度的确定中，文章应用了层次分析法来确定，使得权重值的确定更加合理，更加准确。

（3） 在评判中，权重数据和隶属度数据均为定性的信息，所以要求在以后的工作中应用更加先进的方法来进行分析，应用更多的定量数据。

表1　起重机械检验的内容

参考文献

[1] TSG Q7015-2008 起重机械定期检验规则[S]. 2008.

[2] 文豪. 起重机械[M]. 北京：机械工业出版社，2013.

[3] 宋晓秋. 模糊数学原理与方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.

[4] 梦丽莎. 管理运筹学[M]. 北京：清华大学出版社， 2011.

[5] 张洋，文豪，张德文. 模糊多目标决策在散货码头中的应用和研究

[J]. 起重运输机械，2014(1)：78-81.