CN107122899A - 一种石材加工过程绿色性评价系统及诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种石材加工过程绿色性评价系统，包括评价运行平台和数据终端中心，所述评价运行平台和所述数据终端中心连接。其中，所述数据终端中心按照预先设定的指标进行数据采集或者按照所述评价运行平台下发的指标进行数据采集。石材加工过程绿色性评价指标体系采用指标层、准则层及目标层三级递进式结构化评价指标体系构建方法，能够充分表征反映石材加工企业的绿色洁净性程度。为了能够反映不同石材加工企业生产过程的绿色性程度及等级，所述评价运行平台采用AHP技术与灰色聚类技术结合的方式对评价指标及其采集数据进行处理，提取不同灰类下的评价数值。通过该评价数值，可以表征待评价的石材加工企业生产过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序。通过评价结果的输出形式可以诊断并分析各个石材加工企业之间的问题和差距，可对未来石材加工企业的清洁生产模式的实施与发展提出相关建议，实用性较强。

Description

一种石材加工过程绿色性评价系统及诊断方法

技术领域

本发明涉及一种石材加工过程绿色性评价系统。本发明还涉及采用所述系统进行石材加工过程绿色性评价的方法。

背景技术

1.从石材制品的大需求量、快速发展现状和石材加工行业的严重的污染问题看，石材加工过程的环境友好性的提升方法十分重要。环境友好性不仅会影响企业的经济效益和社会效益，而且一定程度上会限制我国石材加工行业的发展，成为国外绿色壁垒的制裁对象。随着我国对制造业清洁生产战略的实施和推广，从国家层面对石材加工行业施加的环评压力越来越大。

2.影响石材加工过程环境友好性的因素很多，在以往的方法中，容易量化的指标被考察较多，而不易量化的因素则被忽视。此外，这些因素影响石材加工企业绿色性形象和效益的程度截然不同，有的影响力很强，有的影响力微弱。如果将全部因素不加区分地以定量指标的形式引入石材加工生产的绿色性评价过程中，不仅增加了指标设计难度、数据采集难度，还会影响评价的精度。

3.多年来，石材加工行业的绿色性诊断来源于国家或行业监管部门实施的清洁生产审核，该类方法只能为企业的清洁生产水平定级，难以回溯到产生环境问题的环节。以何种形式呈现评价结果，从而便于企业实现环境问题的发掘，是目前石材行业企业自诊断技术的关键瓶颈。因此，石材加工类企业亟需绿色自诊断方面的技术和方法。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种面向石材加工企业生产过程的绿色性评价系统。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述系统进行石材加工过程绿色性评价的方法。

采用本发明的系统和方法进行石材加工过程绿色性评价，具有很良好的科学性和可操作性，且可以将待评价的石材加工企业进行聚类划分，从绿色性的角度反映出各企业的等级，评价准确性、客观性和科学性有效提高。

解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种石材加工过程绿色性评价系统，其特征在于：包括交互链接的评价运行平台和数据终端中心，所述数据终端中心按照预先设定的指标进行数据采集或者是按照所述评价运行平台下发的指标进行数据采集；

所述评价运行平台按照信息流流向包括：石材加工企业选择单元、评价指标选择单元、评价指标数据采集单元、指标数据归标准化处理单元、石材加工过程的绿色性评价结果提取单元、评价结果及指标权重分析单元。石材加工企业选择单元通过接口单元接收数据终端中心上传的采集数据；灰类评价值获取单元分别输入灰类白化权函数获取单元和基于AHP技术的赋权单元的输出，输出至石材加工过程绿色性的评价结果提取单元；此外，指标数据标准化处理单元还输出至灰类白化权函数获取单元。

以上提及的各单元模块阐释如下：

接口单元：用于建立评价运行平台与数据终端中心的数据交互，主要用于接收数据终端中心上传的指标及数据；

指标数据的标准化处理单元：用于处理不同石材加工过程绿色性评价指标之间数量级、单位及量纲等方面的差异，基于以下数学模型对采集到的石材加过程指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x_a,x_b]，

其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；

z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

灰类白化权函数获取单元：用于根据以下公式计算灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价等级划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各等级生产过程中的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

末灰类(常规水平)白化权函数表达式：

中灰类(环境友好水平)白化权函数表达式：

上灰类(清洁生产水平)白化权函数表达式：

式中：x为石材加工过程绿色性评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为临界水平、常规水平和清洁生产水平三个灰类下的白化数缺省值，k为灰类的白化数确认率缺省值；

基于AHP技术的赋权单元：基于AHP原理，生成各级石材加工过程绿色性评价指标的权重；

基于AHP技术的赋权单元是通过以下流程及方式实现运算的：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构

2)构建指标权重对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标影响程度的相对重要性的定量表征；采用1-9判别标度法，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵C。

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来获得各级指标的权重。权重生成运算原理为：

CW＝λ_maxW

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重。

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数，RI为可查参数。当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C。

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法生成各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各级绿色性评价指标的对目标层的重要程度。

灰类评价值获取单元：基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

石材加工过程的绿色性的评价结果提取单元：基于灰类评价值，提取石材加工企业生产过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序；

石材加工企业选择单元：选择石材加工企业的类型；

评价指标选择单元：选择并构建表征石材加工过程绿色性的评价指标体系；

评价指标数据采集单元：面向评价指标选择单元确定的绿色性评价指标进行数据采集，并将数据结果上传至相应的数据终端中心。

解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种石材加工过程的绿色性评价方法，包括以下步骤：

S1评价运行平台接收至少一个数据终端中心上传的绿色性评价指标及其采集数据；；

S2根据以下数学模型对采集到的绿色性评价指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x_a,x_b]，

其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

S3构建各绿色性评价指标的灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价等级划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各等级生产过程中的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

末灰类(常规水平)白化权函数表达式：

中灰类(环境友好水平)白化权函数表达式：

上灰类(清洁生产水平)白化权函数表达式：

式中：x为石材加工过程绿色性评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三个灰类下的白化数缺省值，k为灰类的白化数确认率缺省值；

S4基于AHP原理，计算各级石材加工过程绿色性评价指标的权重；

S5基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标关于各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

S6基于灰类评价值，提取石材加工企业生成过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序。

基于AHP技术的赋权单元是通过以下流程及方式实现运算的：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构

2)构建指标权重对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标影响程度的相对重要性的定量表征；采用1-9判别标度法，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵C。

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来获得各级指标的权重。权重生成运算原理为：

CW＝λ_maxW

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重。

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数，RI为可查参数。当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C。

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法生成各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各级绿色性评价指标的对目标层的重要程度；

本方法还包涵评价结果及指标权重分析，对不同石材加工企业绿色性排序结果进行分析，诊断并分析各个石材加工企业之间的问题和差距，可对未来石材加工企业的清洁生产模式的实施与发展提出相关建议。

有益效果：本发明将石材加工企业生产过程绿色性划分为常规水平-环境友好水平-清洁生产水平三个阶段等级，为了能够科学有效地判断石材加工企业所处的绿色性发展阶段，融合AHP与灰色聚类评价技术，能够同时获得定量的评价结果和定性的绿色性发展1阶段判定。

清洁生产水平作为石材加工过程的最先进形态，与常规水平的根本区别在于考察石材加工过程的工艺、技术和装备的绿色性。本发明可以帮助石材企业诊断其绿色性的等级，并回溯出现环境问题的生产环节，作为石材加工企业实施清洁生产模式的支撑工具。

附图说明

图1为石材加工过程绿色性评价指标体系；

图2为石材加工过程绿色性评价系统原理图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的石材加工过程绿色性评价系统实施例，包括交互链接的评价运行平台和数据终端中心，所述数据终端中心按照预先设定的指标进行数据采集或者是按照所述评价运行平台下发的指标进行数据采集；

评价运行平台按照信息流流向包括：石材加工企业选择单元、评价指标选择单元、评价指标数据采集单元、指标数据归标准化处理单元、石材加工过程的绿色性评价结果提取单元、评价结果及指标权重分析单元。石材加工企业选择单元通过接口单元接收数据终端中心上传的采集数据；灰类评价值获取单元分别输入灰类白化权函数获取单元和基于AHP技术的赋权单元的输出，输出至石材加工过程绿色性的评价结果提取单元；此外，指标数据标准化处理单元还输出至灰类白化权函数获取单元。

评价运行平台包括服务器硬件及软件操作系统。

评价运行平台的服务器应集成以下信息数据：

面向石材加工过程的m项评绿色性价指标，n个参与评价的对象(石材加工企业)；预处理得到的评价指标矩阵为：

以上提及的各单元模块阐释如下：

接口单元：于建立评价运行平台与数据终端中心的数据交互，主要用于接收数据终端中心上传的指标及数据；

指标数据的标准化处理单元：用于处理不同石材加工过程绿色性评价指标之间数量级、单位及量纲等方面的差异，基于以下数学模型对采集到的石材加过程指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x_a,x_b]，

其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；

z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

灰类白化权函数获取单元：用于根据以下公式计算灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价结果划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各档次生产过程下的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

末灰类(常规水平)白化权函数表达式：

中灰类(环境友好水平)白化权函数表达式：

上灰类(清洁生产水平)白化权函数表达式：

式中：x为石材加工过程绿色评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为临界水平、常规水平和清洁生产水平三个灰类下的默认白化数，k为灰类的白化数确认率缺省值；

基于AHP技术的赋权单元：基于AHP原理，生成各级石材加工过程绿色评价指标的权重；

基于AHP技术的赋权单元是通过以下流程及方式实现运算的：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构，如图1；

2)建立对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标的重要性影响程度的定量表征；采用1-9判别标度法(如表1所示)，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵，其形式如下：

式中，C表示对比矩阵，满足c_ij＝1/c_ji，c_ij表示第i个指标相对于第j个指标的相对重要性，基于专家打分获取数据，分值基于模糊语义表征法并从表1中采集。

表1相对重要性判别标度及其模糊语义

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来生成各级指标的权重，方法为求解如下矩阵方程：

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重。

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数；RI参数的提取基于表格2。

表2RI参数提取依据

当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C。

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法计算各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各绿色影响因素下各表征指标的重要程度。和积法采用n个列向量的算术平均值作为权重向量，算法为：

式中，∑c_kj表示对比矩阵C中第j列各元素之和；

灰类评价值获取单元：基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

石材加工过程的绿色性的评价结果提取单元：根据灰类评价值，提取石材加工企业生成过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序；

石材加工企业选择单元：选择石材加工企业的类型：石材加工行业清洁生产模式的开展在全国范围内逐渐推进，但不同石材企业生产过程绿色性参差不齐，为了能够考核这些石材加工企业的生产绿色性，通过本单元输入待评价的石材加工企业。

评价指标选择单元：对实现石材加工过程绿色性表征的评价指标进行选择：根据该次绿色性评价的目标和重点，对评价属性进行选择，属性包括：生产工艺装备属性、资源能源利用率属性、产品性能属性、污染物产生属性、废弃物综合利用属性、企业环境控制管理属性。同时，也可以对指标进行选择，指标体系如图1所示。

评价指标数据采集单元：面向评价指标选择单元确定的绿色性评价指标进行数据采集，并将数据结果上传至相应的数据终端中心。

如图2所示，应用上述系统的石材加工过程绿色性评价方法，包括以下步骤：

S1评价运行平台接收至少一个数据终端中心上传的绿色性评价指标及其采集数据；；

S2根据以下数学模型对采集到的绿色性评价指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x₁,x₂]，

S3其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

S4构建各绿色性评价指标的灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价等级划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各等级生产过程中的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

末灰类(常规水平)白化权函数表达式：

中灰类(环境友好水平)白化权函数表达式：

上灰类(清洁生产水平)白化权函数表达式：

式中：x为石材加工过程绿色评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为临界水平、常规水平和清洁生产水平三个灰类下的白化数缺省值，k为灰类的白化数确认率缺省值；

S5基于AHP原理，计算各级石材加工过程绿色评价指标的权重；

S6基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标关于各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

S7基于灰类评价值，提取石材加工企业生成过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序；

基于AHP技术的赋权单元是通过以下流程及方式实现运算的：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构，如图1；

2)建立对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标的重要性影响程度的定量表征；采用1-9判别标度法(如表1所示)，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵，其形式如下：

式中，C表示对比矩阵，满足c_ij＝1/c_ji，c_ij表示第i个指标相对于第j个指标的相对重要性，基于专家打分获取数据，分值基于模糊语义表征法并从表1中采集。

表1相对重要性判别标度及其模糊语义

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来生成各级指标的权重，方法为求解如下矩阵方程：

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重。

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数；RI参数的提取基于表格2。

表2RI参数提取依据

当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C。

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法计算各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各绿色影响因素下各表征指标的重要程度。和积法采用n个列向量的算术平均值作为权重向量，算法为：

其中，∑c_kj表示对比矩阵C中第j列各元素之和；

本方法还包涵评价结果及指标权重分析，对不同石材加工企业绿色性排序结果进行分析，诊断并分析各个石材加工企业之间的问题和差距，可对未来石材加工企业的清洁生产模式的实施与发展提出相关建议。

所述的步骤S5中石材加工过程绿色性评价指标体系包括以下内容。

一、目标层

石材加工过程的绿色性是指石材加工行业通过引入石材加工、制造科学、装备设计、环境工程和管理科学等领域的技术，使其整体环境友好性在建设、生产、维护等全生命周期内获得优化提升，从而更好地提升石材加工过程在节能、节材、减排等绿色性能。

二、准则层

指标体系的准则项目可以完整的概括出石材加工过程的整体绿色特征，包括以下六个方面：

1)生产工艺装备特征B₁：该特征直接反映石材加工企业的生产工艺、技术和装备的生产效率，同时影响到石材制品生产过程环境友好性水平。

2)资源能源利用效率特征B₂：该特征直接反映了石材加工过程中资源和能源利用效率，同时间接体现石材企业的生产工艺技术水平、工人操作水平和生产过程控制与管理水平。

3)产品质量特征B₃：该特征直接体现石材制品的本体特性。

4)环境污染排放特征B₄：该特征直接反映了石材加工企业的整体污染防治效果和技术水平。

5)废弃物综合利用特征B₅：该特征反映了石材加工企业的资源节约意识和相关回收、处理技术的水平。

6)企业环境控制管理特征B₆：该特征反映了石材加工企业进行生产过程绿色性改善、控制和管理等方面的能力和水平。

三、指标层

石材加工绿色性评价指标体系中的指标层包含了一系列量化指标，通过对该系列指标进行数据采集，可以反映出石材加工过程的环境友好性。共有24个量化指标，包括石材荒料的尺寸极限误差C₁₁、石材荒料的平面度C₁₂、生产过程自动化率C₁₃、生产装备数控化率C₁₄、金刚石加工工具比例C₁₅、车间冷却液评价浓度C₁₆、车间冷却液平均流量C₁₇、单位板材能耗C₂₁、荒料出材率C₂₂、单位板材水耗C₂₃、板材合格率C₃₁、板材放射性C₃₂、厂界噪声C₄₁、粉尘浓度C₄₂、固体废弃物系数C₄₃、边角料回收利用率C₅₁、石粉回收利用率C₅₂、生产废水循环利用率C₅₃、环境法律及标准自查周期C₆₁、清洁生产培训周期C₆₂、石材制品库存与产量比C₆₃、污染排放监测周期C₆₄、有毒物料及包装回收率C₆₅、石材废渣登记管理率C₆₆。所有指标面向石材加工企业及其生产过程的宏观层面，具有代表性，且易于数据收集整理。

所述步骤S6中，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值，步骤为：

1)计算待评价样本的符合度矩阵

基于采集到的石材加工过程绿色评价指标数据、各指标关于各灰类的白化权函数，求出每个灰类下样本值的符合度矩阵F^k，计算公式为：

2)计算灰类评价值矩阵

由符合度矩阵和S5中所得的权重向量可计算出灰类k下的灰类评价值σk，计算公式为：

对每一个灰类(k＝1,2,3)进行聚类评估值的计算，可以合成灰类评价值σ，

其中，σ_i ^k为评价对象i在灰类k上的评价值。

实施例

对某个石材产业园内8家石材加工企业进行绿色性评价，待评价石材加工企业的生产工艺装备特征B₁、资源能源利用效率特征B₂、产品质量特征B₃、环境污染排放特征B₄、废弃物综合利用特征B₅、企业环境控制管理特征B₆等方面的指标数据采集结果见表2至表7。

表2待评价石材加工企业生产工艺装备特征指标数据采集结果

表3待评价石材加工企业资源能源利用特征指标数据采集结果

表4待评价石材加工企业产品质量特征指标数据采集结果

表5待评价石材加工企业环境污染排放特征指标数据采集结果

表6待评价石材加工企业废弃物综合利用特征指标数据采集结果

表7待评价石材加工企业环境控制管理特征指标数据采集结果

对所有绿色性指标采集数据结果的原始数据进行标准化处理，标准化后的数据参见表6。

表8标准化处理后各绿色性指标数据矩阵

根据石材加工行业清洁生产模式生产过程绿色性方面的目标和要求，通过专家打分法，对各指标进行主观赋权，得到表7所示的权重。

表9各级准则、指标的权重及一致性测试结果

综合考察现有数据，选取三个灰类白化数的缺省值，获取白化权函数，计算待评价样本符合度矩阵，最后得到灰类评价值，如表10所示。

表10各石材加工企业灰色聚类综合评估值

由三个灰类的评估值，可以对各石材加工企业清洁生产模式的发展阶段做出定性评价，同时由评估值的具体数值做出定量的评价结果。依照白化原理，被评价企业所属灰类为三个评估值中最大值所对应的灰类，由此得出各待评价企业的灰类定性判断：

1)石材加工企业6、石材加工企业2、石材加工企业3的生产过程绿色性较差，尚处于常规生产水平；

2)石材加工企业1、石材加工企业5生产过程具有较好绿色性，处于环境友好水平；

3)石材加工企业4、石材加工企业7、石材加工企业8的生产过程绿色性水平较高，已达到清洁生产水平。

对于常规水平、环境友好水平、清洁生产水平三个灰类，可以实现在各类内对待评价石材加工企业的定量的绿色性评价及排序。

石材加工企业6、石材加工企业2、石材加工企业3处于清洁生产模式的起步阶段，采用末灰类综合聚类评估值进行量化评价，该值可以表征处于常规绿色性水平的石材加工企业生产过程的环境负面影响程度。从生产过程环境负面影响(末灰类)来量化，石材加工企业3(0.8457)>石材加工企业2(0.7493)>石材加工企业6(0.6976)，即石材加工企业3的绿色性水平最低，石材加工企业2其次，石材加工企业6在三个处于常规水平的石材加工企业中具有最好的环境友好性。

石材加工企业1、石材加工企业5生产过程绿色性处于良好的水平，采用上类综合聚类评估值来衡量两个石材加工企业的环境友好性。由评价结果数据可知，石材加工企业1(0.3699)比石材加工企业5(0.2904)的清洁生产水平高，因此其生产过程具有更高的绿色性。

石材加工企业4、石材加工企业7和石材加工企业8的生产过程达到了清洁生产水平，采用上灰类综合聚类评价值进行量化评价，该值可以表征石材加工企业的绿色先进性程度。从绿色性角度评价，石材加工企业4(0.7632)>石材加工企业7(0.7178)>石材加工企业8(0.6075)，即石材加工企业4的绿色性水平最高，石材加工企业7次之，石材加工企业8在三个达到清洁生产水平的企业中绿色性最低。

通过本发明建立的石材加工过程绿色评价与诊断方法，结合定性与定量的评价结果，将8个石材加工企业按照生产过程的绿色性水平分为三个灰类。其中，处于常规水平的有石材加工企业6、石材加工企业2、石材加工企业3；处于环境友好性水平的有石材加工企业1和石材加工企业5；处于清洁生产水平的有石材加工企业4、石材加工企业7和石材加工企业8。基于定量评价结果还可以对每一类石材加工企业的生产过程绿色性进行排序：常规水平企业中，石材加工企业6>石材加工企业2>石材加工企业3；环境友好性水平企业中，石材加工企业1>石材加工企业5；清洁生产水平企业中，石材加工企业4>石材加工企业7>石材加工企业8。

Claims (6)

1.一种石材加工过程绿色性评价系统，其特征在于：包括交互链接的评价运行平台和数据终端中心，所述数据终端中心按照预先设定的指标进行数据采集或者是按照所述评价运行平台下发的指标进行数据采集；

所述评价运行平台按照信息流流向包括：石材加工企业选择单元、评价指标选择单元、评价指标数据采集单元、指标数据归标准化处理单元、石材加工过程的绿色性评价结果提取单元、评价结果及指标权重分析单元。石材加工企业选择单元通过接口单元接收数据终端中心上传的采集数据；灰类评价值获取单元分别输入灰类白化权函数获取单元和基于AHP技术的赋权单元的输出，输出至石材加工过程绿色性的评价结果提取单元；此外，指标数据标准化处理单元还输出至灰类白化权函数获取单元，

以上提及的各单元模块阐释如下：

接口单元：用于建立评价运行平台与数据终端中心的数据交互，主要用于接收数据终端中心上传的指标及数据；

指标数据的标准化处理单元：用于处理不同石材加工过程绿色性评价指标之间数量级、单位及量纲等方面的差异，基于以下数学模型对采集到的石材加过程指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x_a,x_b]，

其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；

z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

灰类白化权函数获取单元：用于根据以下公式计算灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价等级划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各等级生产过程中的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

末灰类白化权函数表达式

中灰类白化权函数表达式

上灰类白化权函数表达式

式中：x为石材加工过程绿色性评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三个灰类下的白化数缺省值，k为灰类的白化数确认率缺省值；

基于AHP技术的赋权单元：基于AHP原理，生成各级石材加工过程绿色性评价指标的权重；

灰类评价值获取单元：基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

石材加工过程的绿色性的评价结果提取单元：用于根据灰类评价值，提取石材加工企业生产过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序；

石材加工企业选择单元：选择石材加工企业的类型；

评价指标选择单元：选择并构建表征石材加工过程绿色性的评价指标体系；

评价指标数据采集单元：面向评价指标选择单元确定的绿色性评价指标进行数据采集，并将数据结果上传至相应的数据终端中心。

2.根据权利要求1所述的石材加工过程绿色性评价系统，其特征在于：基于AHP技术的赋权单元是通过以下流程及方式实现运算的：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构

2)构建指标权重对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标影响程度的相对重要性的定量表征；采用1-9判别标度法，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵C，

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来获得各级指标的权重。权重生成运算原理为：

CW＝λ_maxW

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重。

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数，RI为可查参数。当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C，

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法生成各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各级绿色性评价指标的对目标层的重要程度。

3.根据权利要求1所述的石材加工过程绿色性评价系统，其特征在于：该系统还包含评价结果及指标权重分析单元，对不同石材加工企业绿色性排序结果进行分析，诊断并分析各个石材加工企业之间的问题和差距，可对未来石材加工企业的清洁生产模式的实施与发展提出相关建议。

4.一种基于权利要求1-3所表述的评价系统所构成的石材加工过程绿色性评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1评价运行平台接收至少一个数据终端中心上传的绿色性评价指标及其采集数据；

S2根据以下数学模型对采集到的绿色性评价指标数据进行标准化处理：

当指标为效益型(越大越优型)指标时，

当指标为成本型(越小越优型)指标时，

当指标为区间型指标时，若适宜区间为[x_a,x_b]，

其中，x_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标的采集数据值；

z_ij为第j个石材加工企业的生产过程中第i项指标标准化处理后的指标值；

S3构建各绿色性评价指标的灰类白化权函数形式：将石材加工过程的绿色性评价等级划分为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三类灰类，先根据各绿色性评价指标在各等级生产过程中的特征，确定各绿色性评价指标的各灰类下的缺省值λ₁,λ₂,λ₃，再基于以下数学模型确定灰类白化权函数的表达式：

中灰类白化权函数表达式

上灰类白化权函数表达式

式中：x为石材加工过程绿色性评价指标的采集数值，λ₁、λ₂、λ₃为常规水平、环境友好水平和清洁生产水平三个灰类下的白化数缺省值，k为灰类的白化数确认率缺省值；

S4基于AHP原理，计算各级石材加工过程绿色性评价指标的权重；

S5基于采集到的石材加工过程绿色性评价指标数据、各指标关于各灰类的白化权函数和各绿色性评价指标的权重，运用灰色聚类技术合成面向石材加工生产过程绿色性评价的灰类评价值；

S6基于灰类评价值，提取石材加工企业生成过程的定性的绿色性等级划分结果，以及定量的绿色性评价数据结果，并对同类参评的石材加工企业的绿色性进行排序。

5.根据权利要求4所述的石材加工过程绿色性评价方法，其特征在于：基于AHP技术的指标权重计算方法步骤如下：

1)构建石材加工过程绿色性评价指标系统的层次结构

2)构建指标权重对比矩阵：构建对比矩阵以分析各级绿色性评价指标下涵盖的次级指标对其的影响程度；实现对比判断过程数学化的关键技术是实现各级绿色性评价指标下任意两个次级指标对该绿色性评价指标影响程度的相对重要性的定量表征；采用1-9判别标度法，对各绿色性影响因子下各指标的相对重要性对比做出量化标度，从而构成绿色性影响因子各层次内的对比矩阵C，

3)各层次内绿色性评价指标权重生成：本发明采用求解对比矩阵C的特征向量的方式来获得各级指标的权重。权重生成运算原理为：

CW＝λ_maxW

其中，求得的W＝(W₁,W₂,…W_n)即为锁定的层次内的各绿色性评价指标的权重，

4)对比矩阵的逻辑一致性测试：逻辑一致性是指在各级因子或指标赋权过程中，所有对比评判之间的逻辑要协调一致。由于石材加工绿色性评价问题的结构涉及各方面属性，各属性指标内部的表征指标更为复杂，因此绿色性评价指标进行两两比较时，容易产生逻辑偏差，甚至冲突，且对比矩阵的阶数越高，越容易产生逻辑偏差。本发明引入一致性衡量指数：

CI＝(λ_max-n)/(n-1)

CR＝CI/RI

其中，λ_max为对比C的最大特征根，n为对比矩阵的阶数，RI为可查参数。当CR<0.1时，则对比矩阵C通过逻辑一致性测试；当CR>0.1时，则对比矩阵不通过逻辑一致性测试，需要重新构建对比矩阵C，

5)石材加工过程绿色性评价问题综合权重的生成：本发明采用和积法生成各层次元素对系统目标的合成权重，以确定各级绿色性评价指标的对目标层的重要程度。

6.根据权利要求4所述的石材加工过程绿色性评价方法，其特征在于：还包含评价结果及指标权重分析单元，对不同石材加工企业绿色性排序结果进行分析，诊断并分析各个石材加工企业之间的问题和差距，可对未来石材加工企业的清洁生产模式的实施与发展提出相关建议。