戰(zhàn)佳宇 ，王瑩 ，李延軍 ，高峰 ，李沙 ，楊飛華

(1.北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司，固廢資源化利用與節(jié)能建材國家重點實驗室，北京 100041；2.北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程實驗室，北京 100124)

我國是塑料管道生產(chǎn)和應(yīng)用大國，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政、建筑等各個方面，根據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會塑料管道專業(yè)委員會統(tǒng)計，2018年我國塑料管道的產(chǎn)量已達(dá)到1 567 萬t，同比增長3.0%[1]。塑料管道正在逐步替代金屬管材、水泥管，成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中不可缺少的建筑材料。近年來隨著國家對生態(tài)環(huán)境的高度重視，塑料管道的生產(chǎn)也正向環(huán)保、節(jié)能、綠色方向發(fā)展，如采用無鉛環(huán)保熱穩(wěn)定劑替代鉛鹽熱穩(wěn)定劑，使用節(jié)能、自動化生產(chǎn)裝備等[2–4]。2014 年至 2016 年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及工業(yè)和信息化部出臺了一系列政策促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用，包括《綠色建材評價標(biāo)識管理辦法》、《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動方案》、《綠色建材評價標(biāo)識管理辦法實施細(xì)則》和《綠色建材評價技術(shù)導(dǎo)則(試行)》[5]。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會于2019 年9 月12 日發(fā)布了《綠色建材評價塑料管材管件》(T／CECS 10058–2019)，并已于 2020 年 3 月正式實施，以此推動塑料管道行業(yè)的綠色發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)從塑料管道產(chǎn)品的資源、能源、環(huán)境和品質(zhì)四個方面的屬性評價塑料管道產(chǎn)品綠色建材等級。塑料管道企業(yè)往往需要通過實施綠色技術(shù)改造以達(dá)到綠色建材評價標(biāo)準(zhǔn)的評價指標(biāo)要求。因此對綠色技術(shù)改造實施效果進(jìn)行評價對于指導(dǎo)企業(yè)開展技術(shù)升級改造，提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動 T／CECS 10058–2019 標(biāo)準(zhǔn)的實施有重要的意義。

對于實施效果評價，我國學(xué)者開展了大量的研究工作。提出了包括層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)度分析等多種方法，用于政策、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證等效果評價方面[6–8]，而對于塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果的評價尚未有文獻(xiàn)報道。由于技術(shù)改造實施效果評價涉及指標(biāo)復(fù)雜且具有模糊性，因此，筆者從技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益三個方面構(gòu)建實施效果評價指標(biāo)體系，以某塑料管道企業(yè)實施的節(jié)能技術(shù)改造為例采用模糊綜合評價方法對其實施效果進(jìn)行評價。

1 塑料管道生產(chǎn)綠色技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系

1．1 構(gòu)建指標(biāo)體系

綠色技術(shù)改造實施效果的指標(biāo)量化評估對于綠色產(chǎn)品認(rèn)證的實施、行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的推動作用。通過實施效果評價可以為企業(yè)提供科學(xué)的、可操作的方法，為進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)改造提供判斷依據(jù)。孟瑞珂等[9]根據(jù)我國綠色產(chǎn)品評價通則、綠色產(chǎn)品評價技術(shù)規(guī)范、歐盟產(chǎn)品環(huán)境足跡等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立了綠色產(chǎn)品認(rèn)證實施效果評價指標(biāo)體系的框架模型。筆者結(jié)合塑料管道行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的特點和企業(yè)調(diào)研實際情況，對上述指標(biāo)體系的框架模型進(jìn)一步優(yōu)化，構(gòu)建了適合塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系，見表1。指標(biāo)包含3個一級指標(biāo)，6 個二級指標(biāo)和20 個三級指標(biāo)。指標(biāo)涵蓋技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益三個方面。該指標(biāo)體系能夠通過定性或定量分析，比較全面、科學(xué)地體現(xiàn)塑料管道行業(yè)技術(shù)改造實施效果的“綠色”屬性。

表1 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系

1．2 計算指標(biāo)體系的權(quán)重

層次分析法是20 世紀(jì)70 年代美國T. L. Saaty教授提出的一種層次權(quán)重決策分析方法，該方法能夠合理地將定性與定量的決策結(jié)合起來，按照思維、心理的規(guī)律把決策過程層次化、數(shù)量化，是處理決策方案評價問題的有效方法[10]。

筆者采用層次分析法對塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系賦予權(quán)重，具體分析步驟如下所示[9]。

(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型。

根據(jù)表1 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系建立層次結(jié)構(gòu)模型。

(2)構(gòu)造成對比較矩陣。

按照Saaty 等提出的1～9 尺度成對比較法，請行業(yè)專家對各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，構(gòu)造各層對上一層每一指標(biāo)的成對比較矩陣。

(3)一致性檢驗并計算權(quán)向量。

對成對比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗，當(dāng)一致性比率CR<0.1 時，通過一致性檢驗，并計算權(quán)向量。

(4)獲得權(quán)重。

計算組合權(quán)向量并作組合一致性檢驗，得到各指標(biāo)的權(quán)重。

采用該方法計算得到的各指標(biāo)權(quán)重結(jié)果見表2。從權(quán)重值可以看出，一級指標(biāo)中對塑料管道綠色技術(shù)改造實施效果影響最大的指標(biāo)為生態(tài)環(huán)境效益，其占比為0.739 4；社會效益的影響大于技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，占比分別為0.178 8 和0.081 8；從二級指標(biāo)來看，對實施效果影響較大的指標(biāo)為生態(tài)環(huán)境效益中的資源綜合利用，其占比為0.647 0，其次為社會效益中的公共認(rèn)可，占比為0.143 0。從三級指標(biāo)的權(quán)重來看，對實施效果影響最大的為生產(chǎn)綜合能耗變化率，占比為0.365 0。

表2 層次分析法計算評價指標(biāo)權(quán)重值結(jié)果

2 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果模糊綜合評價案例分析

2．1 模糊綜合評價方法

模糊綜合評價方法是基于模糊數(shù)學(xué)理論，將定性問題定量化的一種評價方法。能夠有效量化實施效果評價指標(biāo)的不確定性和模糊性[11]。采用模糊綜合評價方法評價塑料管道生產(chǎn)企業(yè)綠色技術(shù)改造的實施效果，具體分析步驟包括：

(1)確定評價對象的因素集合。

按照表1 建立的評價指標(biāo)確定評價對象的因素集合，即：

U={U1(技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益)，U2(社會效益)，U3(生態(tài)環(huán)境效益)}；

U1={U11(研發(fā)水平)，U12(產(chǎn)品收益)}；

U2={U21(公共影響力)，U22(公眾認(rèn)可)}；

U3={U31(資源綜合利用)，U32(污染控制與削減)}；

U11={U111 (綠色技術(shù)改造資金投入比率)，U112 (綠色技術(shù)實施環(huán)節(jié)比率)，U113 (節(jié)能減排裝備使用率)，U114 (綠色塑料管道產(chǎn)品認(rèn)證過程的投入)}；

同樣可得其它三級指標(biāo)的因素集合U12，U21，U22，U31 和 U32。

(2)確定評價對象的評語集。

將實施效果評價分為優(yōu)、良、合格、不合格四個等級，則評語級V為：

V={ 優(yōu)，良，合 格，不 合 格 }={A≥ 90，90>B≥ 80，80>C≥ 60，D<60}。

為了方便計算，用中位數(shù)代替評價區(qū)間，獲得評語集標(biāo)準(zhǔn)隸屬度：

V={ 優(yōu)，良，合格，不合格 }={95，85，70，30}。

(3)建立隸屬度矩陣。

通過對行業(yè)專家發(fā)放調(diào)查表，對技術(shù)改造實施效果的指標(biāo)進(jìn)行評判。由此得到三級指標(biāo)中每個指標(biāo)的評價等級對應(yīng)的專家人數(shù)，根據(jù)該人數(shù)占專家總數(shù)的比重，可以計算得到隸屬度矩陣R。

(4)對指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評價分析。

模糊綜合評價結(jié)果S為權(quán)重向量W與隸屬度矩陣R的乘積，其中權(quán)重向量W采用表2 中層次分析法得出的各指標(biāo)權(quán)重結(jié)果。

(5)計算綜合隸屬度。

模糊綜合評價結(jié)果S與評語集V的轉(zhuǎn)置VT的乘積即可得到隸屬度P。

2．2 具體案例分析

以某塑料管道企業(yè)實施的綠色技術(shù)改造為例，采用模糊綜合評價方法對其改造實施效果評價進(jìn)行實證研究。該塑料管道生產(chǎn)企業(yè)于2018 年實施了綠色技術(shù)改造，改造項目包括采用更節(jié)能的電機(jī)代替高耗能電機(jī)，采用節(jié)能紅外線加熱線圈等。以該企業(yè)實施技術(shù)改造前2017 年的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過調(diào)研得到2017 年和2018 年技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益實施效果數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對比分析。

(1)數(shù)據(jù)調(diào)研及分析。

①技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。

該企業(yè)2017 年和2018 年的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)見表3。利用該調(diào)研數(shù)據(jù)按照表4 所示的計算方法得到技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的實施效果，結(jié)果見表4。

表3 生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益調(diào)研數(shù)據(jù)

表4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)數(shù)據(jù)分析

從表4 可看出，該企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)中，綠色技術(shù)改造資金投入比率、綠色技術(shù)實施環(huán)節(jié)比率、節(jié)能減排裝備使用率和綠色產(chǎn)品認(rèn)證過程的投入，2018 年比2017 年均有所增加，說明該企業(yè)在綠色技術(shù)研發(fā)投入上有所增加。而從產(chǎn)品收益指標(biāo)來看，該企業(yè)經(jīng)過綠色環(huán)節(jié)技術(shù)改造后成本有所降低，凈利潤率增加，但綠色產(chǎn)品的銷售額和利稅尚未體現(xiàn)增長。

②生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)。

對該企業(yè)的生態(tài)環(huán)境效益中的資源綜合利用指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研，并計算了指標(biāo)的變化情況，結(jié)果見表5 和表6。從表5 和表6 可以看出，該企業(yè)生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中關(guān)于資源綜合利用方面實施效果最好的是水資源消耗變化率，2018 年比2017 年下降了24.49%。實施效果相對較差的是包裝物材料減量情況，2018 年比2017 年有所上升，實施效果不是很好。混配料消耗量變化率和生產(chǎn)綜合能耗變化率這兩個指標(biāo)2018 年比2017年有所下降，實施效果較好。

表5 資源綜合利用指標(biāo)調(diào)研項目及數(shù)據(jù)

表6 資源綜合利用調(diào)研項目對應(yīng)指標(biāo)變化情況

該企業(yè)生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中關(guān)于污染控制與削減指標(biāo)調(diào)研得到的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果見表7 和表8。從表7 和表8 可以看出，污染控制與削減指標(biāo)中溫室氣體、生態(tài)毒性、酸化效應(yīng)和顆粒物排放四個指標(biāo)在2018 年的數(shù)據(jù)比2017 年均有所下降，其中生態(tài)毒性指標(biāo)變化率2018 年比2017 年下降了52.49%，實施效果最好。

表7 污染控制與削減指標(biāo)調(diào)研項目及數(shù)據(jù)

表8 污染控制與削減調(diào)研項目對應(yīng)指標(biāo)變化情況

(2)模糊綜合評價法隸屬度分析。

依據(jù)模糊綜合評價方法流程，按照優(yōu)，良，合格，不合格四個等級，對10 名行業(yè)專家發(fā)放調(diào)查表，對該企業(yè)技術(shù)改造實施效果的20 個指標(biāo)進(jìn)行評判，其中技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的評判依據(jù)為表3～表8 中數(shù)據(jù)調(diào)研及分析的結(jié)果，社會效益評判結(jié)果為專家在該企業(yè)現(xiàn)場實際調(diào)研后直接打分結(jié)果。由此可以計算出隸屬度矩陣R。

按照模糊綜合評價的計算方法，得出各指標(biāo)的模糊綜合評價結(jié)果，例如研發(fā)水平的模糊綜合評價結(jié)果S11 的綜合評價結(jié)果為：

同理可得其它指標(biāo)的模糊綜合評價結(jié)果，見表9。將模糊綜合評價結(jié)果與評語集合成得到各指標(biāo)的隸屬度計算結(jié)果，見表10。

表9 某塑料管道企業(yè)指標(biāo)的模糊綜合評價結(jié)果 %

表10 某塑料管道生產(chǎn)企業(yè)評價指標(biāo)隸屬度值

經(jīng)計算，總體指標(biāo)“優(yōu)，良，合格，不合格”所占百分比分別為22.8%，43.0%，30.4%，3.8%。從表9模糊綜合評價結(jié)果可以看出，總體指標(biāo)占“良”的比例最大，為43.0%；從一級指標(biāo)來看，占“優(yōu)”比例最大的是社會效益，為61.2%，最小的是生態(tài)環(huán)境效益，為13.1%；占“良”比例最大的是生態(tài)環(huán)境效益，為45.7%，最小的是技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，為28.2%。從二級指標(biāo)看，資源綜合利用占“優(yōu)”的比例最小，為11.4%，研發(fā)水平占“良”的比例最小，為18.8%；除社會效益中的指標(biāo)外，其它指標(biāo)都存在“合格”的占比，而生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中的二級指標(biāo)資源綜合利用還存在“不合格”的占比。

從表10 隸屬度結(jié)果可以看出，一級指標(biāo)中社會效益的隸屬度值為91.12，處于“優(yōu)”的評級，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的隸屬度值為80.98，屬于“良”，生態(tài)環(huán)境效益的隸屬度值為78.10，屬于“合格”；從二級指標(biāo)看，資源綜合利用的隸屬度值為77.13，為“合格”的評級。主要原因是該企業(yè)包裝物材料的使用量比技術(shù)改造前上升，導(dǎo)致產(chǎn)品生態(tài)環(huán)境效益方面的實施效果僅為合格。

該企業(yè)綠色技術(shù)改造評價的綜合隸屬度為80.66，處于“良”的評級。說明該企業(yè)塑料管道綠色技術(shù)改造實施效果較好，實施技術(shù)改造對生態(tài)環(huán)境效益中資源綜合利用方面還有繼續(xù)提升的空間。

3 結(jié)論

在總結(jié)塑料管道行業(yè)特點及企業(yè)實際調(diào)研情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)體系，包括3 個一級指標(biāo)，6 個二級指標(biāo)和20 個三級指標(biāo)，指標(biāo)范圍涵蓋了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益三個方面。

以某塑料管道企業(yè)實施的節(jié)能技術(shù)改造為例，采用模糊綜合評價法分析了該企業(yè)技術(shù)改造的實施效果，分析結(jié)果顯示，該企業(yè)綜合隸屬度為80.66，處于“良”等級，從一級指標(biāo)來看，社會效益隸屬度為“優(yōu)”，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益隸屬度為“良”，而生態(tài)環(huán)境效益隸屬度為“合格”，說明該企業(yè)通過技術(shù)改造措施后，獲得了較好的社會效益和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，而生態(tài)環(huán)境效益還需要進(jìn)一步改善。筆者提出的節(jié)能技術(shù)改造實施效果評價指標(biāo)和方法也可為T／CECS 10058–2019 《綠色建材評價塑料管材管件》標(biāo)準(zhǔn)的實施效果評估提供參考。