批量产品性能一致性量化评价方法与流程

本发明属于产品性能管理技术领域，涉及一种量化评价方法，尤其是一种一致性量化评价方法。

背景技术：

批量化生产是成本控制的必要手段，传统的批量化生产仅仅考虑的是抽样个体各性能指标的达标情况，即抽样个体各个性能指标值是否处于性能指标质检容忍区间内。精细化生产在传统质检达标的基础上提出了更高的要求，即一致性量化控制的要求。这意味着批量化生产的产品不但要求满足传统的抽样个体各性能指标达标，而且还需要满足批次产品的一致性量化指标。

目前，工程上对批次开关电源产品性能一致性量化评价的需求日趋强烈。主要的诱因有两方面：一、随着电力电子技术的发展，单开关电源产品输出功率最多只能做到几千瓦级别，无法满足低电压大电流带负载的要求，所以催生了一系列分布式电源产品。其中并联分布式开关电源对作为并联个体的各单开关电源产品性能一致性提出了很高的要求。二、以航天供电系统为代表的电源系统，不但对单开关电源产品的质量有很高的品控要求，还对批次开关电源产品性能一致性提出了很高的要求，以保证批次间产品性能质量分布符合要求。

上述内容仅体现了批次开关电源产品对性能一致性量化评价的需求，实际上，在诸多技术领域，批量产品的性能一致性量化评价技术均具有很强的需求和极大的研究意义和使用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种批量产品性能一致性量化评价方法，实现对批量产品的性能一致性进行有效的量化分析与评价。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

批量产品性能一致性量化评价方法，为批量产品选取待评价的性能指标，作为评价指标；求取所述批量产品的评价指标权重向量以及整体一致性水平向量；将所述评价指标权重向量与所述整体一致性水平向量进行点乘，得到所述批量产品的一致性量化评价值；所述评价指标权重向量与所述整体一致性水平向量的向量方向一致，其中每个向量元素对应于一个所述评价指标；所述整体一致性水平向量中的每个向量元素为量化表示的所述批量产品在整体上关于对应的评价指标的一致性水平。

所述评价指标权重向量基于层次分析法来求取。

在求取所述评价指标权重向量时，通过定义重要性标度来度量一个评价指标相比于另一个评价指标的重要性程度。

求取所述整体一致性水平向量包括以下几个步骤：

(1)获取每个产品的各个评价指标值；

(2)针对各个评价指标，计算每两个产品之间的评价指标值之差的绝对值；

(3)针对各个评价指标，对所述步骤(2)计算的所有每两个产品之间的评价指标值之差的绝对值求取平均值，得到各个评价指标的整体平均差异；

(4)按照下式计算各个评价指标的整体一致性水平量化值：

其中：j＝1，2，……，m；

m为选取的评价指标的个数；

conj表示第j个评价指标的整体一致性水平量化值；

DAVRj表示第j个评价指标的整体平均差异；

PAj和分别是第j个评价指标值的下限和上限，均为设定值；

(5)求取所述批量产品的所有评价指标的整体一致性水平量化值，组合得到所述整体一致性水平向量为：

其中：为整体一致性水平向量。

所述步骤(1)包括建立所述批量产品的评价指标矩阵PA：

其中，paij表示第i个产品的第j个评价指标值，i＝1,,n，j＝1,…,m；

所述批量产品共包括n个产品。

所述步骤(2)包括：

(21)基于所述评价指标矩阵PA计算每两个产品之间的各个评价指标值之差的绝对值，即指标值差异

其中：i,h＝1,2,…,n，且i≠h；j＝1,2,…,m；k＝1,2,…,k表示指标值差异的序号；

(22)对各个评价指标，将所述指标值差异按照由大到小排序，得到包含个元素的评价指标差异向量Dj：

(23)将所有评价指标差异向量组合，构成所述批量产品的性能一致性评价矩阵E：

所述步骤(3)包括根据所述性能一致性评价矩阵E，按照下式得到各个评价指标的整体平均差异：

所述批量产品为同一批次生产的开关电源产品。

所述评价指标权重向量中选择的评价指标依次为输入调整率、输出调整率、额定输出电压、纹波电压、转换效率。

所述多个评价指标的重要性排序为：所述额定输出电压>所述纹波电压＝所述转换效率>所述输出调整率>所述输入调整率。

优选地，基于层次分析法，构建所述批量产品的评价指标权重向量包括以下步骤：

首先，构造评价指标的评价矩阵J0为：

然后，求解所述评价矩阵J0的特征根和特征向量，并将最大特征根对应的特征向量进行归一化处理，得到所述同一批次生产的开关电源产品的评价指标权重向量W0为：

W0＝[0.0348,0.0715,0.4399,0.2269,0.2269]

其中，所述评价指标权重向量W0中各向量元素依次对应于所述输入调整率、所述输出调整率、所述额定输出电压、所述纹波电压和所述转换效率。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明为批量产品性能一致性的量化评价提供了一种有效的方法，能够有效获知批量产品性能的整体质量情况。本发明尤其适用于批次开关电源产品的性能一致性量化评价，能够为质量管理和性能评价提供有力的理论支持，大力促进实现对批次开关电源产品性能的有效质量管控。

附图说明

图1为本发明一实施例中开关电源产品性能一致性评价层次结构模型的示意图；

图2为该实施例中开关电源产品的性能一致性量化评价方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明提出了一种批量产品性能一致性量化评价方法，该方法首先为批量产品选取用于评价的多个性能指标(即两个或者两个以上的性能指标)，作为评价指标；然后求取该批量产品的评价指标权重向量以及整体一致性水平向量；最后将评价指标权重向量与整体一致性水平向量进行点乘，得到该批量产品的一致性量化评价值。上述评价指标权重向量与整体一致性水平向量的向量方向一致，即两者包含相同数量的向量元素，每个向量元素对应于一个上述选取的评价指标，两者对应位置上的向量元素所对应的评价指标相同。评价指标权重向量中每个向量元素表示该对应的评价指标所占的权重，整体一致性水平向量中的每个向量元素为量化表示的该批量产品在整体上关于对应的评价指标的一致性水平。

上述求取整体一致性水平向量包括以下几个步骤：

(1)获取每个产品的各个评价指标值；

(2)针对各个评价指标，计算每两个产品之间的该评价指标值之差的绝对值；

(3)针对各个评价指标，对步骤(2)计算的所有每两个产品之间的该评价指标值之差的绝对值求取平均值，得到各个评价指标的整体平均差异；

(4)按照下式计算各个评价指标的整体一致性水平量化值：

其中：j＝1，2，……，m；

m为选取的评价指标的个数；

conj表示第j个评价指标的整体一致性水平量化值；

DAVRj表示第j个评价指标的整体平均差异；

PAj和分别是第j个评价指标值的下限和上限，均为设定值；

(5)求取该批量产品的所有评价指标的整体一致性水平量化值，组合得到整体一致性水平向量为：

其中：为整体一致性水平向量。

本实施例中以开关电源产品为例进行阐述，此时批量产品为同一批次生产的开关电源产品，简称为批次开关电源产品。本实施例的前提是各单个的开关电源个体均符合性能参数质量标准，即每一个开关电源个体的评价指标均符合设计标准。本实施例中，这些评价指标依次是输入调整率、输出调整率、额定输出电压、纹波电压、转换效率。本实施例中求解步骤分为三个部分，第一部分求解该批次开关电源产品的评价指标权重向量，第二部分求解其整体一致性水平向量，第三部分求解其一致性量化评价值。

第一部分：求解评价指标权重向量

按照选定的评价指标，构建批次开关电源产品性能一致性评价层次结构模型，其示意图如图1所示。该模型性能层有输入调整率、输出调整率、额定输出电压、纹波电压、转换效率这五个要素，即前述选定的五个评价指标。每个要素在目标评价中的意义不同，体现在判断决策中所占的比重不同。依据层次分析法的知识可知，可以通过定义重要性标度来度量一个评价指标相比于另一个评价指标的重要性程度。由此可得各评价指标的重要性排序为：额定输出电压>纹波电压＝转换效率>输出调整率>输入调整率。根据该重要性排序，可得到一致性评价问题的原始判断矩阵J0(其中对应的评价指标的顺序为：输入调整率、输出调整率、额定输出电压、纹波电压、转换效率)为：

求解J0的特征根和特征向量，并将最大特征根对应的特征向量进行归一化处理，从而得到评价指标权重向量W0为：

W0＝[0.0348,0.0715,0.4399,0.2269,0.2269] (1-2)

本实施例中，采用层次分析法来求解评价指标权重向量，在本发明中，也可以采用其他的方法，例如TOPSIS法、秩和比法、全概率评分法等等。

第二部分：求解整体一致性水平向量

该部分通过建立批次电源产品的性能一致性评价矩阵E，获得批次开关电源产品个体间差异程度的表征，同时避免了因性能指标多样性导致的难以数值统一的问题。

首先，建立批次开关电源产品的评价指标矩阵PA：

其中，paij表示第i个产品的第j个评价指标值，i＝1,…,n，j＝1,…,m；该批次开关电源产品包括n个开关电源产品，评价指标的个数为m。

然后，根据批次开关电源产品的评价指标矩阵PA依次计算两两产品各评价指标间的指标值差异其中i,h＝1,2,…,n，且i≠h；j＝1,2,…,m；k表示两个产品的评价指标间的指标值差异的序号，共有个。对批次开关电源产品的指标值差异由大至小排序处理，可得包含个元素的评价指标差异向量Dj：

将所有评价指标差异向量组合，构成批次开关电源产品性能一致性评价矩阵E：

从而，该批次开关电源产品的整体平均差异可以根据一致性评价矩阵E获得：

其中，DAVRj为该批次开关电源产品的评价指标j的整体平均差异。

已知开关电源产品个体的第j个评价指标的指标值满足区间数PAj和分别是第j个评价指标的指标值下限和上限，在本实施例中为设定值。

因此，整体一致性水平量化值conj可以由公式(1-7)求取：

其中j＝1,2,…,m。

求取该批次开关电源产品的所有整体一致性水平量化值conj即可获得整体一致性水平向量

第三部分：求解该批次开关电源产品的性能一致性量化评价值CON：

其中CON∈[0,1]。

图2所示为本实施例中开关电源产品的性能一致性量化评价方法的流程图。

该一致性量化评价值越接近1，即在0至1的范围内该值越高，表示该批次开关电源产品的性能一致性越好。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。