鄧建新，單路寶，葉志興，吳秀松

（1.廣西制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530003；2.廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，廣西 南寧 530003）

0 引言

傳統(tǒng)的材料研發(fā)主要通過“炒菜式”實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行，其成本高、周期長(zhǎng)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)誕生和成熟，基于數(shù)據(jù)推動(dòng)材料設(shè)計(jì)發(fā)展“材料基因計(jì)劃、材料信息學(xué)”成為材料研發(fā)、成形制造和智能制造的主要方向之一[1-3]。在材料研究中，材料成形工藝是影響材料結(jié)構(gòu)組織和性能的主要因素，如擠壓鑄造相比金屬型鑄造可以細(xì)化材料微結(jié)構(gòu)，提高對(duì)應(yīng)材料的抗拉強(qiáng)度[4]。因此，過去已有材料工藝數(shù)據(jù)無(wú)疑是材料大數(shù)據(jù)的主要來源，加強(qiáng)對(duì)過去已有材料工藝數(shù)據(jù)的收集、共享和利用自然成為材料信息學(xué)的重要基礎(chǔ)工作內(nèi)容。依據(jù)過去材料方面研究的特點(diǎn)（主要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，鮮有按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃收集工藝數(shù)據(jù)，大家通過文獻(xiàn)等報(bào)道進(jìn)展），材料的工藝數(shù)據(jù)廣泛存在于被不同組織公開報(bào)道的文獻(xiàn)、網(wǎng)站等數(shù)據(jù)源，但因研究機(jī)構(gòu)水平、研究手段、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等差異等導(dǎo)致這些來源的工藝數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可信度自然存在差異，比如有些文獻(xiàn)的工藝數(shù)據(jù)已經(jīng)通過制造物理零件驗(yàn)證較優(yōu)，而有些則只是通過軟件模擬確定的，有些工藝參數(shù)完全是經(jīng)驗(yàn)確定的。如基于它們來進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)分析，獲取材料成分與工藝間的關(guān)系并應(yīng)用，會(huì)造成分析結(jié)果的可靠性存在差異（不可靠數(shù)據(jù)甚至帶來錯(cuò)誤的知識(shí)[5]），進(jìn)而影響構(gòu)建的模型、對(duì)材料成分-工藝參數(shù)-性能等關(guān)系的描述、認(rèn)識(shí)，和知識(shí)獲取，及其控制利用。這決定了需要針對(duì)不同來源的工藝數(shù)據(jù)可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以為數(shù)據(jù)過濾（舍去那些可靠性低的數(shù)據(jù)），實(shí)現(xiàn)有區(qū)別地利用數(shù)據(jù)和保證獲取對(duì)應(yīng)規(guī)律的正確、準(zhǔn)確性和可靠性提供支撐。

隨著數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)資源，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究越來越得到重視，但現(xiàn)有定義和數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)框架的評(píng)價(jià)維度集中在準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)缺失、相似重復(fù)對(duì)象檢測(cè)、一致性等評(píng)價(jià)和處理方面[6]，而關(guān)于數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)的相關(guān)研究比較少，雖然已有人涉及，但相比其他對(duì)象如產(chǎn)品和系統(tǒng)的可靠性，對(duì)數(shù)據(jù)可靠性還沒有普遍接受的統(tǒng)一定義[7]（出現(xiàn)了“數(shù)據(jù)的綜合質(zhì)量[8-9]、數(shù)據(jù)之間的距離[10]和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征[11]”等定義）。開展實(shí)際數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)的研究報(bào)道的主要有：王甜甜等[12]在Benford 定律基礎(chǔ)上構(gòu)建了財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)B 指標(biāo)，最終研究結(jié)果表明B 指標(biāo)在評(píng)價(jià)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)可靠性方面有一定效果；鮑靜等[13]分析了影響環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的4 個(gè)影響因素，分別是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)、在線檢測(cè)技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析方法和實(shí)驗(yàn)記錄，進(jìn)而可從這幾個(gè)方面來提高環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，在提高環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量方面具有一定價(jià)值；胡丹露等[14]利用模糊綜合評(píng)判原理，建立了專題地理信息數(shù)據(jù)的可靠性多層次評(píng)價(jià)模型，保證了可靠性評(píng)價(jià)的可信度；胡媛等[15]從信源可信度與信息質(zhì)量2 個(gè)方面建立了微博信息質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；林向義等[16]從信息接收者、信息發(fā)布者、信息傳播途徑和信息本身4 個(gè)方面構(gòu)建了社交媒體中信息可靠性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系；Alhaqbani 等[17]利用Beta 聲譽(yù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)與主觀邏輯分析相結(jié)合，提出了一個(gè)醫(yī)療數(shù)據(jù)可靠性的評(píng)估系統(tǒng)，通過對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)來源機(jī)構(gòu)的可信賴度對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行評(píng)估；Sebastien 等[18]基于證據(jù)理論提出了一種基于數(shù)據(jù)來源標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Web 表格進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)的方法，只要確定適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，該方法也可以適用于其他領(lǐng)域；Valarmathi 等[19]提出了一種基于聚類的通用方法，利用信念函數(shù)理論，從一組標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)估數(shù)據(jù)的可靠性；Metzger 等[20]從信息質(zhì)量的客觀性和信息來源的主觀性兩個(gè)方面來評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)信息的可靠性；Moores 等[21]從準(zhǔn)確性、內(nèi)容、格式和及時(shí)性4 個(gè)方面來評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)信息的質(zhì)量。顯然，目前針對(duì)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)主要從主觀角度即制定相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)方式來評(píng)價(jià)，但沒有通用指標(biāo)，各評(píng)價(jià)框架（指標(biāo)體系）都跟所評(píng)估的數(shù)據(jù)對(duì)象密切相關(guān)；還未有人涉及材料（和制造）工藝數(shù)據(jù)可靠性問題。由于材料工藝數(shù)據(jù)可能來源于相關(guān)文獻(xiàn)和網(wǎng)站中，再加上數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、應(yīng)用目的與上述情況有所不同，上述數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)并不完全適用于材料制造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)。為了甄別不同來源的材料工藝數(shù)據(jù)可靠性，我們將其可靠性劃分為兩個(gè)層次：外源可靠性和內(nèi)容可靠性。外源可靠性主要從“外觀”，即數(shù)據(jù)產(chǎn)生者、傳輸特性等質(zhì)量、可信度來評(píng)估數(shù)據(jù)的可靠性，而內(nèi)容可靠性則結(jié)合應(yīng)用需求，基于數(shù)據(jù)內(nèi)容本身的正確性、合理性等來評(píng)價(jià)其可靠性。前期我們基于數(shù)據(jù)本身建立了一種擠壓鑄造數(shù)據(jù)（內(nèi)容）相對(duì)可靠性評(píng)價(jià)方法[22]，本文主要建立外源可靠性評(píng)價(jià)體系。

以下重點(diǎn)以金屬材料為研究藍(lán)本，基于材料工藝數(shù)據(jù)來源特點(diǎn)，構(gòu)建了材料工藝數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并建立了外源可靠性評(píng)價(jià)模型。為材料數(shù)據(jù)收集、選擇和利用提供理論和技術(shù)支持。

1 材料工藝數(shù)據(jù)的外源可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1 材料工藝數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

（1）材料工藝數(shù)據(jù)的研究的方式不同。

材料工藝數(shù)據(jù)來源于大量的研究和生產(chǎn)中，以金屬材料為例，對(duì)其材料工藝的研究有顯性和隱性兩類。顯性研究指明確進(jìn)行材料成形工藝的研究，如進(jìn)行某種合金的擠壓鑄造，然后觀察材料的性能，在于突出工藝的不同，或者同時(shí)突出工藝和材料成分的差異，其間一般涉及大量不同的工藝參數(shù)組合；隱性的材料工藝研究指主要以材料研究為主，工藝隱藏其中，為支撐其研究的一種實(shí)驗(yàn)方法，重點(diǎn)在于突出材料成分等的不同，會(huì)有少量工藝參數(shù)，如溫度。這些研究如果選擇通過文獻(xiàn)報(bào)道研究結(jié)果，一般都會(huì)包括對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)（但可能完全報(bào)道，也可能部分包括），會(huì)造成收集的數(shù)據(jù)存在缺失，影響其質(zhì)量和可靠性。

（2）材料工藝數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和傳遞方式不同。

已有材料工藝數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳遞有專門和非專門兩種方式。專門方式為研究者（機(jī)構(gòu)）已提出使用要求，構(gòu)建了收集標(biāo)準(zhǔn)，直接從材料研究過程來收集材料工藝數(shù)據(jù)，如隨著材料基因計(jì)劃的推行，不少國(guó)家和機(jī)構(gòu)已在設(shè)法構(gòu)建對(duì)應(yīng)的材料數(shù)據(jù)庫(kù)（如美國(guó)的MatWeb，中國(guó)的北京科技大學(xué)建立的國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)），并提出了共享使用的標(biāo)準(zhǔn)和方法，若涉及工藝（但不多，如日本的MatNavi 鮮涉及工藝;中國(guó)的國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)只涉及靜態(tài)氧化、粉末冶金等工藝），但一般限于內(nèi)部使用和付費(fèi)使用，由于是內(nèi)部研究的數(shù)據(jù)，因此,材料工藝數(shù)據(jù)受其研究范圍的限制。如某機(jī)構(gòu)專門進(jìn)行粉末冶金研究，構(gòu)建的材料工藝數(shù)據(jù)庫(kù)只有不同材料粉末冶金的參數(shù)，但應(yīng)當(dāng)看到，多個(gè)機(jī)構(gòu)合作共建則會(huì)大幅度擴(kuò)展這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，而且這是趨勢(shì)。同時(shí)從已有文獻(xiàn)中獲取工藝數(shù)據(jù)也必然是重要渠道，如國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)涉及的材料（工藝）數(shù)據(jù)很多都摘自文獻(xiàn)；另一類非專門的方式則指主要通過文獻(xiàn)、網(wǎng)站報(bào)道其研究?jī)?nèi)容和結(jié)果，其中包含的工藝參數(shù)被外界所利用。目前這是主要方式。由于文獻(xiàn)發(fā)表前一般需要審查（同行評(píng)審），其在文中報(bào)道的工藝數(shù)據(jù)自然也接受了審查，因此，相比直接通過網(wǎng)站而沒有通過同行審查的，可信度和正確性更能保證。

（3）材料工藝數(shù)據(jù)的發(fā)布者不同。

通過對(duì)涉及材料工藝的相關(guān)研究分析可知，我們從相關(guān)文獻(xiàn)和網(wǎng)站中收集到的材料工藝數(shù)據(jù)的發(fā)布者主要是相關(guān)企業(yè)和高校（包括科研院所），因研究機(jī)構(gòu)水平、研究手段、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等，以及對(duì)學(xué)術(shù)聲譽(yù)等注重程度帶來的學(xué)術(shù)誠(chéng)信差異等會(huì)一定程度這些來源的工藝數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性自然存在差異。所提供的工藝數(shù)據(jù)（主要是工藝參數(shù)）大部分經(jīng)歷了專門的物理實(shí)驗(yàn)研究過程，有部分研究通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的工藝分析，如通過ProCAST 研究工藝參數(shù)對(duì)某材料性能的影響，但它們的可靠性存在差異。一般地，虛擬仿真在仿真時(shí)需要做適當(dāng)簡(jiǎn)化，不能完全模擬真實(shí)特征，得到的數(shù)據(jù)其可靠性低于通過物理實(shí)驗(yàn)方式的數(shù)據(jù)。

1.2 可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

基于1.1 中材料工藝數(shù)據(jù)的特點(diǎn)可知，目前能公開獲得的材料工藝數(shù)據(jù)主要是相關(guān)文獻(xiàn)和網(wǎng)站。制造工藝數(shù)據(jù)的發(fā)布者主要是相關(guān)企業(yè)和高校（包括科研院所），且大部分通過物理實(shí)驗(yàn)或虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。因此，評(píng)價(jià)材料工藝數(shù)據(jù)的可靠性需要區(qū)別這些特征。為此，參考國(guó)內(nèi)外對(duì)數(shù)據(jù)、信息質(zhì)量及可靠性的研究分析，初步確定材料工藝數(shù)據(jù)的外源可靠性取決于數(shù)據(jù)來源質(zhì)量和數(shù)據(jù)驗(yàn)證手段質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。結(jié)合相關(guān)專家咨詢意見，得出最終的外源可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，見表1。數(shù)據(jù)來源質(zhì)量從生產(chǎn)者和傳播渠道角度來反映，即假定生產(chǎn)者水平越高，聲譽(yù)越好越注重提供數(shù)據(jù)的可靠性，傳播渠道審查越嚴(yán)格，其數(shù)據(jù)自然也越準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)驗(yàn)證手段則從數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)手段來側(cè)面區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。

表1 材料工藝數(shù)據(jù)外源可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 材料工藝數(shù)據(jù)的外源可靠性評(píng)價(jià)模型

在確定可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)后，通過對(duì)每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重和指標(biāo)的定量化數(shù)值累計(jì)求和得到可靠性評(píng)價(jià)模型。計(jì)算式如下：

式中K表示可靠性值，xi為第i個(gè)指標(biāo)的定量化數(shù)值，wi為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

2.1 可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)表1 得出材料制造工藝數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用層次分析法，求解各可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。層次分析法的步驟是：①建立可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)；②建立每一層的判斷矩陣；③判斷矩陣的求解；④判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)；⑤各因素權(quán)重的確定。

根據(jù)層次分析法思想，建立的材料工藝數(shù)據(jù)外源可靠性評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 材料工藝數(shù)據(jù)外源可靠性評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)

判斷矩陣主要是通過咨詢相關(guān)專家，共同探討各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性構(gòu)建而成的，參考Saaty 等研究者提出的判斷矩陣的構(gòu)建標(biāo)度法則來構(gòu)建（見表2）。

表2 指標(biāo)重要度賦值標(biāo)準(zhǔn)

（1）G 層判斷矩陣：從可靠性角度，數(shù)據(jù)驗(yàn)證手段質(zhì)量B比數(shù)據(jù)來源質(zhì)量A明顯重要，因?yàn)闊o(wú)論何者生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過驗(yàn)證是保證數(shù)據(jù)可靠性的最有效方式，本處標(biāo)度計(jì)為4，G層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣（見矩陣1）。

矩陣1 G 層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣

（2）A層判斷矩陣：數(shù)據(jù)質(zhì)量主要受生產(chǎn)質(zhì)量和傳輸質(zhì)量影響，傳輸只要防止其被篡改等，因此數(shù)據(jù)發(fā)布者A1比數(shù)據(jù)傳播途徑A2稍微重要，標(biāo)度計(jì)為2，A層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣（見矩陣2）。

矩陣2 A 層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣

（3）B層判斷矩陣：如上所分析，做過物理實(shí)驗(yàn)B1比做過虛擬實(shí)驗(yàn)B2稍跟具有說服力，更能保證數(shù)據(jù)更可靠，則其驗(yàn)證手段質(zhì)量更高，則得到的重要程度標(biāo)度計(jì)為2，B層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣（矩陣3）。

矩陣3 B 層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣

（4）A1層判斷矩陣：從可靠性角度，企業(yè)為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)其工藝數(shù)據(jù)會(huì)反復(fù)測(cè)試和優(yōu)化，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本等（或者已經(jīng)經(jīng)過了大量生產(chǎn)后發(fā)布的），而高校等純研究機(jī)構(gòu)的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)測(cè)試次數(shù)會(huì)因成本等原因相比企業(yè)少，故確定企業(yè)A11比高校A12明顯重要，標(biāo)度計(jì)為4，A1層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣（矩陣4）。

矩陣4 A1 層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣

（5）A2層判斷矩陣：如前所述，期刊（本文主要指包含有材料工藝數(shù)據(jù)的期刊）有明確的審核機(jī)制，在對(duì)論文評(píng)審過程中，也加強(qiáng)了對(duì)其數(shù)據(jù)和結(jié)論可靠性的審查，以及編輯出版前錯(cuò)誤的審查，一定程度保證了其中的材料工藝數(shù)據(jù)的可靠性，而部分網(wǎng)站（比如目前存在的科研數(shù)據(jù)共享網(wǎng)站）的數(shù)據(jù)也有審核機(jī)制（如與期刊論文一并提供的數(shù)據(jù)），而部分網(wǎng)站的數(shù)據(jù)則不審核數(shù)據(jù)內(nèi)容的可靠性，只審核其缺失等情況，甚至不審查，造成可靠性會(huì)降低或無(wú)法保證，綜合確定期刊A21比網(wǎng)站A22稍微重要，標(biāo)度計(jì)為2，A2層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣（矩陣5）。

矩陣5 A2 層評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣

最終根據(jù)層次分析法的計(jì)算公式和一致性檢驗(yàn)后計(jì)算得到材料工藝參數(shù)的外源可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值，見表3。

表3 材料工藝數(shù)據(jù)外源可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

2.2 指標(biāo)的量化數(shù)值確定

為了實(shí)現(xiàn)量化評(píng)價(jià)，需要確定最底層指標(biāo)的量化方法。

（1）數(shù)據(jù)發(fā)布者指標(biāo)的定量化。

對(duì)高校指標(biāo)，高校與高校之間的比較，主要對(duì)比高校的影響力，選擇從最新的高校綜合排名來確定，高校的排名越靠前，它的影響力越大，一般研究條件等更好，也越注重學(xué)術(shù)聲譽(yù)，因而認(rèn)為數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

對(duì)企業(yè)指標(biāo)的定量化，仍然關(guān)注其對(duì)工藝數(shù)據(jù)可靠性的影響，選擇運(yùn)用多屬性決策就企業(yè)對(duì)工藝數(shù)據(jù)可靠性的可能的重視程度進(jìn)行定量分析，側(cè)面反映工藝程度可靠性的影響。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定從企業(yè)規(guī)模f1、市場(chǎng)占有率f2和知名度f(wàn)3三個(gè)角度進(jìn)行定量比較[理論上，指標(biāo)值越好（或高）的企業(yè)其更重視產(chǎn)品（及其工藝）的質(zhì)量，會(huì)帶來更可靠的工藝數(shù)據(jù)]。主要步驟如下，為便于表述，以3 個(gè)企業(yè)為例，分別設(shè)為企業(yè)E1、企業(yè)E2、企業(yè)E3。

第一步，收集評(píng)價(jià)屬性的信息，得到評(píng)價(jià)屬性收集信息的定量化初值，并轉(zhuǎn)化為決策矩陣。以上三屬性中，市場(chǎng)規(guī)模和知名度本文確定為定性評(píng)價(jià)，市場(chǎng)占有率為定量評(píng)價(jià)，直接收集相關(guān)數(shù)據(jù)。將定性評(píng)價(jià)屬性的等級(jí)量化分值按表4 的規(guī)則轉(zhuǎn)換，得到定量決策矩陣。如企業(yè)E1、企業(yè)E2、企業(yè)E3所對(duì)應(yīng)的企業(yè)規(guī)模指標(biāo)分值為：5，7，3，所對(duì)應(yīng)的知名度指標(biāo)分值為：9，5，3，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料得出市場(chǎng)占有率，可得到?jīng)Q策矩陣A3×3。

表4 定性指標(biāo)等級(jí)量化分值表

第二步，將決策矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，屬性分類與方法：

效益型屬性：

成本型屬性：

式中，aij表示第i個(gè)企業(yè)的j個(gè)屬性值，rij為標(biāo)準(zhǔn)化后的值。因f1、f2和f3均為正向效益型屬性，按（3）式轉(zhuǎn)換。按決策矩陣A3×3根據(jù)公式（3）轉(zhuǎn)化得到標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣R：

矩陣5 企業(yè)層指標(biāo)判斷矩陣

第三步，確定定量化數(shù)值。根據(jù)加權(quán)平均法可以得到的定量化數(shù)值，為此，同樣利用層次分析法，求解各屬性的權(quán)重。通過咨詢相關(guān)專家得到企業(yè)3 個(gè)屬性判斷矩陣如表10 所示，根據(jù)層次分析法的計(jì)算公式計(jì)算出指標(biāo)權(quán)重值。按此計(jì)算決策矩陣A3×3中的3 個(gè)企業(yè)的數(shù)值分別為：0.748，0.549，0.332。

（2）數(shù)據(jù)傳播途徑期刊和網(wǎng)站的定量化。

期刊與期刊之間的比較，主要對(duì)比期刊的影響力，一般地，期刊影響力越大，越注重其論文中內(nèi)容和編審質(zhì)量（自然包括其中工藝數(shù)據(jù)的質(zhì)量），評(píng)審和出版審核機(jī)制更嚴(yán)格，而如果一篇論文被反復(fù)引用，其也會(huì)一定程度受到研究者對(duì)其內(nèi)容（數(shù)據(jù)）質(zhì)量的審查，引用數(shù)最終反映到論文期刊影響因子上，為此，可從期刊的最新的復(fù)合影響因子來確定，期刊的影響因子越大，它的影響力越大，越注重對(duì)論文質(zhì)量的審查，因此出版的論文中的數(shù)據(jù)質(zhì)量理論上被認(rèn)為更高。對(duì)于網(wǎng)站，如前所述，雖然也涉及審核機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，但本處主要從傳播質(zhì)量保證角度出發(fā)來定量化，確定從網(wǎng)站安全性g1、檢索復(fù)雜性g2和更新及時(shí)性g3三個(gè)角度來，同樣采用多屬性決策方式進(jìn)行定量化，方法跟企業(yè)類似，這里不再贅述。類似地利用層次分析法求解各屬性的權(quán)重，通過咨詢相關(guān)專家得到網(wǎng)站多屬性指標(biāo)判斷矩陣（見矩陣6），計(jì)算出權(quán)重值。

矩陣6 網(wǎng)站層指標(biāo)判斷矩陣

（3）數(shù)據(jù)驗(yàn)證手段質(zhì)量的定量化。

對(duì)于“是否做過物理實(shí)驗(yàn)”和“是否做過虛擬實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)指標(biāo)，很容易從獲取渠道發(fā)現(xiàn)，如期刊文獻(xiàn)上會(huì)明確說明實(shí)驗(yàn)方法，可利用二元值{0，1}來表示{是，否}。

3 實(shí)例分析

擠壓鑄造是集鍛造和鑄造優(yōu)勢(shì)于一體，具有提高鑄件性能、消除缺陷等諸多優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)零件的近凈成形的材料制備工藝[23]。目前已經(jīng)用于鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金、鋼鐵及金屬?gòu)?fù)合材料的制備[24]。為此以下以擠壓鑄造為例，來根據(jù)以上方法評(píng)估不同機(jī)構(gòu)提供的材料工藝數(shù)據(jù)可靠性。

通過收集不同機(jī)構(gòu)提供的AZ91D 鎂合金的擠壓鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，得到表5 和表6 的數(shù)據(jù)（為了表述簡(jiǎn)單，只以四組不同來源的數(shù)據(jù)樣本為例，同時(shí)為了避免誤解，數(shù)據(jù)發(fā)布者等涉及的企業(yè)等名稱已用它名代替）。主要的4 個(gè)工藝參數(shù)是澆注溫度、比壓、保壓時(shí)間和模具預(yù)熱溫度；3 個(gè)性能指標(biāo)是材料抗拉強(qiáng)度、延伸率和硬度。

表5 AZ91D 鎂合金擠壓鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)

表6 AZ91D 鎂合金擠壓鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)的來源情況

首先，按照前述的多屬性決策方法，計(jì)算出企業(yè)1 和企業(yè)2、網(wǎng)站b1和網(wǎng)站b2的定量化數(shù)值。

企業(yè)的決策矩陣（見矩陣7），根據(jù)公式（3）轉(zhuǎn)化得到歸一化決策矩陣R1

矩陣7 企業(yè)的決策矩陣

其次，根據(jù)前面計(jì)算出的指標(biāo)權(quán)重值w1=（0.252，0.589，0.159），最終得到企業(yè)1 和企業(yè)2 的定量化數(shù)值分別為：0.748，0.252。

網(wǎng)站的決策矩陣（見矩陣8），根據(jù)公式（3）轉(zhuǎn)化得到歸一化決策矩陣R2

矩陣8 網(wǎng)站的決策矩陣

最后，由上式得到網(wǎng)站b1和網(wǎng)站b2的定量化數(shù)值分別為：0.198，0.802。

因?yàn)楦咝Ｅ琶麨槌杀緦傩?，所以高? 和高校2根據(jù)公式（4）轉(zhuǎn)化得到歸一化的高校排名數(shù)值為（1，0）；期刊1 和期刊2 根據(jù)公式（3）轉(zhuǎn)化得到的歸一化期刊復(fù)合影響因子數(shù)值為（0，1）。

根據(jù)公式（1）得出4 組數(shù)據(jù)的外源可靠性值分別為：0.613，0.298，0.311，0.044。因此最終可靠性從高到低為：數(shù)據(jù)1，數(shù)據(jù)3，數(shù)據(jù)2，數(shù)據(jù)4。根據(jù)該工藝可靠性可以設(shè)定可靠性閾值和確定篩選和使用原則，為數(shù)據(jù)管理和使用提供基礎(chǔ)。如可優(yōu)先使用數(shù)據(jù)1，舍棄數(shù)據(jù)4。

4 結(jié)語(yǔ)

材料設(shè)計(jì)制造開始轉(zhuǎn)化為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，采集和利用材料數(shù)據(jù)是材料信息學(xué)的重要內(nèi)容。本文針對(duì)材料工藝數(shù)據(jù)收集和利用過程存在的可靠性問題，重點(diǎn)建立了區(qū)分文獻(xiàn)和網(wǎng)站等不同來源工藝數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)價(jià)體系，根據(jù)其產(chǎn)生特征，確定材料工藝數(shù)據(jù)的外源可靠性受來源質(zhì)量和驗(yàn)證手段質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面影響，來源質(zhì)量區(qū)分機(jī)構(gòu)的性質(zhì)以及機(jī)構(gòu)的影響力，驗(yàn)證手段質(zhì)量則需要區(qū)分是否經(jīng)過驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了定量化的評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的可靠性評(píng)價(jià)。為材料工藝數(shù)據(jù)的采集和后期利用提供了選擇標(biāo)準(zhǔn)。為構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能制造提供了支撐技術(shù)。

雖然本研究的數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)針對(duì)的是材料工藝數(shù)據(jù)，但可用于所有根據(jù)文獻(xiàn)和網(wǎng)站來獲取數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)價(jià)。同時(shí)，因?yàn)槟壳叭狈?shù)據(jù)可靠性要求的使用原則，采用的是主觀的層次分析法來確定各指標(biāo)的權(quán)重，但這不失一種引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)?？勺鳛閿?shù)據(jù)篩選的第一層次方法。后期可根據(jù)使用要求，反向去優(yōu)化，采取客觀權(quán)重的評(píng)價(jià)方法來確定權(quán)重。應(yīng)當(dāng)看到，本文目前只從數(shù)據(jù)來源（或外觀）角度評(píng)價(jià)了數(shù)據(jù)的可靠性，更多為側(cè)面的粗粒度評(píng)價(jià)，還沒有更全面地考慮材料數(shù)據(jù)內(nèi)容（數(shù)值）本身的特點(diǎn)和質(zhì)量，下一步將結(jié)合材料數(shù)據(jù)（材料特征、工藝特性）本身的特征來構(gòu)建更細(xì)致的可靠性評(píng)價(jià)方法，即進(jìn)行內(nèi)容可靠性評(píng)價(jià)，如某材料的澆注溫度不可能的范圍。