杜 婷，孫勛來，孫同盼，宋協(xié)清，李智瑩

(1.華中科技大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院 后勤處，湖北 武漢 430030；3.中建市政工程有限公司，北京 100073)

商品混凝土的發(fā)展不僅推動了我國混凝土技術(shù)水平的提高，也極大地提高了現(xiàn)場文明施工程度[1]。而如何提高攪拌站混凝土生產(chǎn)過程的質(zhì)量對保證混凝土的質(zhì)量直接相關(guān)。魯惠敏等[2]的研究表明，混凝土現(xiàn)場泵送是否正常與混凝土生產(chǎn)過程的一些因素有關(guān)，如原材料性能、管理因素等；Alam等[3]通過對混凝土生產(chǎn)過程的實(shí)地調(diào)研，確定了影響混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素；Ohya等[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過混凝土生產(chǎn)過程關(guān)鍵控制因素對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行了預(yù)測；周小強(qiáng)[5]提出了攪拌站高濃度廢水回收處理工藝和建議。這些研究給商品混凝土生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理提供了很好的參考。

混凝土攪拌站是商品混凝土的生產(chǎn)基地，其生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制會直接關(guān)系到現(xiàn)場混凝土的質(zhì)量和泵送施工質(zhì)量，因此對商品混凝土的生產(chǎn)過程質(zhì)量進(jìn)行研究對保證混凝土質(zhì)量以及混凝土攪拌站生產(chǎn)的規(guī)范化具有重要意義。

1 生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)體系建立

1.1 指標(biāo)體系建立原則

商品混凝土的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性過程，影響商品混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的因素涉及到很多方面，因此，在選取商品混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

(1)綜合性原則

對于商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量的評價(jià)應(yīng)該貫穿于準(zhǔn)備、生產(chǎn)、鑒定、出廠的全過程，考慮主要因素的同時(shí)兼顧次要因素，注重生產(chǎn)目標(biāo)的同時(shí)嚴(yán)格遵守環(huán)保要求。

(2)科學(xué)性原則

質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)的選取應(yīng)當(dāng)以科學(xué)理論為指導(dǎo)依據(jù)，指標(biāo)體系應(yīng)結(jié)構(gòu)清晰、邏輯合理，客觀、準(zhǔn)確地反映商品混凝土的生產(chǎn)過程質(zhì)量。

(3)可操作性原則

質(zhì)量評價(jià)的指標(biāo)應(yīng)該盡可能概念清晰、定義明確，各指標(biāo)之間具有較強(qiáng)的分辨性和差異性。

(4)預(yù)防性原則

預(yù)防性原則即事前預(yù)防，混凝土攪拌站對各種不可預(yù)見事件的處理預(yù)案，屬于隱藏的質(zhì)量影響因素，也是評判混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量的要因之一。

1.2 生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系

基于人-機(jī)-料-法-環(huán)-管理論，根據(jù)1.1節(jié)的指標(biāo)選取原則，結(jié)合攪拌站商品混凝土的生產(chǎn)工藝流程，將“人員因素、機(jī)械因素、材料因素、工藝流程控制因素、環(huán)境因素、管理因素”這6個(gè)一級指標(biāo)分為23個(gè)二級指標(biāo)，構(gòu)建如圖1所示的商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)體系

1.3 指標(biāo)權(quán)重確定

熵權(quán)法[6]作為一種客觀賦權(quán)法，在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)相對于主觀賦權(quán)法具有一定的精度優(yōu)勢，但缺乏橫向比較，而灰色關(guān)聯(lián)分析[7]可以較好地表征評價(jià)主體之間的關(guān)聯(lián)程度，克服了熵權(quán)法的局限性。因此，本文結(jié)合熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析確定商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

通過問卷調(diào)查收集了30位相關(guān)專家對商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)一級指標(biāo)與二級指標(biāo)的重要性打分，采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行信度檢驗(yàn)，得到信度分析結(jié)果如表1所示。

表1 樣本數(shù)據(jù)Cronbach 信度分析結(jié)果

Cronbach α系數(shù)為0.950，說明研究數(shù)據(jù)信度很高，可用于下一步分析。

提取有效問卷中商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)評分值，將指標(biāo)評分xij組成質(zhì)量評分值矩陣：X=(xij)29×30(i為評價(jià)指標(biāo)編號，i=1,2,…,29；j為評價(jià)專家樣本編號，j=1,2,…,30)。

選取評價(jià)指標(biāo)評分的最大值組成參考序列X0=(xi0)29×1，然后采用閾值法對矩陣X中的各元素進(jìn)行無量綱化處理：

(1)

同理根據(jù)式(2)對參考序列X0中各元素進(jìn)行無量綱化處理，可得無量綱化參考序列：

(2)

將矩陣X′以一級指標(biāo)和各一級指標(biāo)對應(yīng)的二級指標(biāo)為劃分依據(jù)劃分為7個(gè)相互獨(dú)立的矩陣(包括1個(gè)一級指標(biāo)矩陣和6個(gè)二級指標(biāo)矩陣)，對每個(gè)矩陣中的各元素做如下處理：

令yij表示第j位專家對第i個(gè)指標(biāo)的評價(jià)與第i個(gè)最優(yōu)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，根據(jù)式(3)計(jì)算各元素對應(yīng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，則有：

(3)

式中：ρ為分辨系數(shù)，本文取0.5。

得到7個(gè)由各元素對應(yīng)關(guān)聯(lián)系數(shù)組成的商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，用MATLAB計(jì)算此7個(gè)關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣各指標(biāo)的信息熵，并將熵值轉(zhuǎn)化為權(quán)重值，得到如表2所示的商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

表2 商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

2 生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)模型構(gòu)建

2.1 質(zhì)量評價(jià)等級設(shè)置

根據(jù)實(shí)際情況，將本文的商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量等級設(shè)定為：不合格、合格、一般、良好、優(yōu)秀5個(gè)等級，其對應(yīng)閥值如表3所示。

表3 質(zhì)量評價(jià)等級及對應(yīng)閾值

對于質(zhì)量等級介于相鄰等級之間的，將前一個(gè)等級的閾值作為值域下確界，后者作為值域上確界，用值域中整數(shù)值來表示，且對距離越近的評價(jià)等級表現(xiàn)越強(qiáng)烈。

2.2 質(zhì)量評價(jià)灰類確定

由于本文設(shè)立了5個(gè)商品混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價(jià)等級，因此對應(yīng)有5個(gè)評價(jià)灰類與其對應(yīng)，各灰類對應(yīng)的灰數(shù)為：

?=(?1,?2,?3,?4,?5)

=(60,70,80,90,100)

灰類以評價(jià)灰類的白化權(quán)函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行描述[8]，因此根據(jù)白化權(quán)函數(shù)的構(gòu)造方法，采用三角白化權(quán)函數(shù)法構(gòu)造出5個(gè)灰類對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)[9]。

灰類一為不合格，令灰數(shù)?1∈[0，60，70](0與70表示灰類取值范圍，60表示灰類對應(yīng)閾值)，其對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)為：

灰類二為合格，令灰數(shù)?2∈[60,70,80]，其對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)為：

灰類三為一般，令灰數(shù)?3∈[60,80,100]，其對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)為：

灰類四為良好，令灰數(shù)?4∈[60,90,120]，其對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)為：

灰類五為優(yōu)秀，令灰數(shù)?5∈[60,100,140]，其對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)為：

2.3 灰色白化權(quán)聚類評價(jià)

2.3.1 指標(biāo)評分矩陣

邀請專家根據(jù)攪拌站商品混凝土生產(chǎn)的實(shí)際情況，結(jié)合GB/T 10171-2016《建筑施工與機(jī)械設(shè)備：混凝土攪拌站(樓)》對商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)二級指標(biāo)進(jìn)行等級評判，并根據(jù)本文2.1的質(zhì)量等級設(shè)定規(guī)則對二級評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，根據(jù)打分?jǐn)?shù)據(jù)建立如下商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評分矩陣：U=(uij)23×m(其中：i為二級指標(biāo)編號，i=1，2，…，23；j為專家評分樣本編號，j=1，2，…，m)。

2.3.2 綜合評價(jià)矩陣的建立

將商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)評分分別代入白化權(quán)函數(shù)中，求取指標(biāo)白化權(quán)函數(shù)值。對各二級評價(jià)指標(biāo)有：

在灰類一的白化值：

(4)

在灰類二的白化值：

(5)

在灰類三的白化值：

(6)

在灰類四的白化值：

(7)

在灰類五的白化值：

(8)

根據(jù)下式：

h=1,2,3,4,5

(9)

可得二級指標(biāo)的灰色評價(jià)權(quán)向量為：

故商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量的二級指標(biāo)灰色評價(jià)權(quán)矩陣為：R1=[x1,x2,x3]T；R2=[x4,x5,x6]T；R3=[x7,x8,x9]T；R4=[x10,x11,x12,x13,x14,x15,x16]T；R5=[x17,x18]T；R6=[x19,x20,x21,x22,x23]T。

根據(jù)式(10)結(jié)合本文1.3確定的各指標(biāo)權(quán)重對二級指標(biāo)灰色評價(jià)權(quán)矩陣進(jìn)行加權(quán)，得到各二級指標(biāo)灰色評價(jià)權(quán)向量Zt為：

Zt=WtRt，t=1,2,3,4,5,6

(10)

式中：Wt為各一級指標(biāo)對應(yīng)二級指標(biāo)權(quán)重構(gòu)成的向量。

2.3.3 商品混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價(jià)等級確定

根據(jù)式(11)對綜合評價(jià)矩陣加權(quán)，得到商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量綜合評價(jià)向量B為：

B=WZ

(11)

式中：W為所有一級指標(biāo)權(quán)重構(gòu)成的向量。

令CT=(60，70，80，90，100)，其中CT為此5個(gè)評價(jià)灰類的分值轉(zhuǎn)換矩陣，根據(jù)式(12)可得到商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量綜合評價(jià)值：

R=BCT

(12)

將R代入五個(gè)評價(jià)灰類對應(yīng)白化權(quán)函數(shù)中，得對應(yīng)白化權(quán)函數(shù)值為：f1(R)，f2(R)，f3(R)，f4(R)，f5(R)。根據(jù)R在各灰類對應(yīng)白化權(quán)函數(shù)值的大小可以判斷R隸屬的灰類，進(jìn)而確定該攪拌站商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)等級。

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目概況

某混凝土攪拌站地處成都市三環(huán)以外某工業(yè)園區(qū)，緊臨國道、高速公路，交通便利。攪拌站具備生產(chǎn)塑性、干硬性混凝土等多種混凝土的能力。商品混凝土日供應(yīng)能力可達(dá)2000 m3，當(dāng)前正承接攪拌站周邊10個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的商品混凝土供應(yīng)任務(wù)。

3.2 商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)

為了評價(jià)該攪拌站的生產(chǎn)過程質(zhì)量，8位攪拌站技術(shù)人員結(jié)合有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和該攪拌站的實(shí)際生產(chǎn)情況對圖1中的各項(xiàng)二級指標(biāo)進(jìn)行賦分，得到商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量指標(biāo)評分矩陣U：

將各指標(biāo)賦分值代入白化權(quán)函數(shù)中，據(jù)式(4)～(9)，得到各二級指標(biāo)灰色白化權(quán)向量，據(jù)式(10)對各向量加權(quán)得商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量綜合評價(jià)矩陣：

據(jù)式(11)對此綜合評價(jià)矩陣加權(quán)，得到商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量綜合評價(jià)向量：B=WZ=(0,0.0008,0.1390,0.4206,0.4395)。

根據(jù)式(12)得到商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量綜合評價(jià)值R=92.9803，將R值代入五個(gè)灰類對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)得：f1(R)=0；f2(R)=0；f3(R)=0.3510；f4(R)=0.9001；f5(R)=0.8245。

綜合評價(jià)結(jié)果位于第四灰類的白化權(quán)函數(shù)值最大，可認(rèn)為該攪拌站的生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)等級為良好。

3.3 評價(jià)結(jié)果分析

該商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量等級為良好，但由于評價(jià)人員認(rèn)知程度存在差異，有可能還存在一些質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)。因此，通過分析專家對各項(xiàng)指標(biāo)的賦分極差，發(fā)現(xiàn)“噪音污染控制”“廢棄物處理”“質(zhì)量管理體系建設(shè)”這三項(xiàng)指標(biāo)賦分極差較大，需要進(jìn)一步加強(qiáng)管理，建議如下：

(1)攪拌站的噪音污染源主要來源于攪拌主機(jī)與氣缸，該攪拌站攪拌主機(jī)隔音板存在老化現(xiàn)象，建議考慮對其進(jìn)行更換或采用新型隔音材料對其進(jìn)行加固。

(2)攪拌站的廢棄物主要指“三廢”：廢水、廢混凝土、廢塵，攪拌站上下應(yīng)貫徹“誰污染誰治理”的管理指導(dǎo)原則，利用現(xiàn)有清潔設(shè)備做好廢水清污分流工作、廢混凝土定點(diǎn)堆放并再生利用，做到環(huán)保設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)加強(qiáng)完善攪拌站質(zhì)量管理體系建設(shè)，保障原材料入場、開盤鑒定、成品出庫的質(zhì)量檢測力度，嚴(yán)格實(shí)行崗位責(zé)任制，細(xì)化責(zé)任。

4 結(jié) 論

(1)本文基于人-機(jī)-料-法-環(huán)-管理論，建立了商品混凝土評價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析與熵權(quán)法確定了評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，實(shí)現(xiàn)了兩種方法的優(yōu)勢互補(bǔ)。

(2)構(gòu)造了各灰類對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)，基于灰色聚類分析建立了商品混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量評價(jià)模型。該模型科學(xué)地從評價(jià)樣本中提取并融合信息，降低了隨機(jī)誤差，將定性質(zhì)量評價(jià)轉(zhuǎn)化為定量質(zhì)量評價(jià)。

(3)論文還將評價(jià)模型運(yùn)用到實(shí)際案例分析中，應(yīng)用結(jié)果表明此模型具有較強(qiáng)的可行性和可操作性，通過評價(jià)結(jié)果分析可以查找質(zhì)量控制薄弱環(huán)節(jié)，有利于促進(jìn)攪拌站生產(chǎn)過程質(zhì)量的改進(jìn)與規(guī)范化管理。