一种支持矛盾处理的产品制造工艺可持续性多群体辨别方法与流程

本发明涉及可持续制造领域，具体为一种支持矛盾处理的产品制造工艺可持续性多群体辨别方法。

背景技术：

在全球倡导可持续生产方式的背景下，可持续性和环境问题日益成为企业战略、经营管理、加工制造和产品开发等决策的重要主题，可持续制造也应运而生。美国商务部给出可持续制造的定义为：使用对环境负面冲击最小，节约能源和自然资源，对员工、社区和消费者安全，并且经济性良好的产品生产过程。产品制造过程中的可行制造工艺往往有多个，随着可持续制造在制造企业的日趋深入与推广，制造企业亟待解决的关键技术问题便是如何对产品制造工艺的可持续性进行辨别，从而为后续的工序决策、车间调度等提供依据。

由隶属于多个群体的专家根据自身的经验和智慧对产品制造工艺的可持续性进行评价，进而融合多群体评价信息，是产品制造工艺可持续性辨别的一条可行之路。但是，受多方面的复杂因素影响，如专家的知识背景、实践经历、所代表的群体利益等，使得多个群体的专家在进行制造工艺可持续性评价时给出的评价信息带有很强的不确定性，多群体评价信息的融合本质上是一个不确定性推理决策过程。

证据理论作为一种不确定推理方法，在信息融合中具有独特的优势，从而获得了广泛的应用。当多个群体的评价信息都支持“产品制造工艺的可持续性为优”这一命题时，将这些证据融合在一起时，融合结果应以更大的程度支持这一命题。也就是说，融合规则应能实现“向下聚焦”：从较大基数的子集聚焦到较小基数的子集，从而便于决策和判断。而有时，某些群体的评价信息之间可能相互矛盾，如对于某两个群体，其中一个认为“产品制造工艺的可持续性为优”，而另一个认为“产品制造工艺的可持续性为劣”，此时这两个群体对产品制造工艺可持续性的评价信息存在矛盾现象。这种情况下，会得出“产品制造工艺的可持续性为优(第二个群体不可信)”或“产品制造工艺的可持续性为劣(第一个群体不可信)”或“产品制造工艺的可持续性为优或劣(无法判断哪个群体不可信)”这一结论。因此，在评价信息存在矛盾时，融合规则应能够实现“向上”处理，从而暂缓决策，避免证据矛盾时的不合理结论。可见，在多群体的评价信息存在矛盾的情况下，采用传统的证据融合规则会产生有悖常理的结论。因此，制造业迫切需要一种能够处理这种矛盾的产品制造工艺可持续性辨别方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种支持矛盾处理的产品制造工艺可持续性多群体辨别方法。

本发明的技术方案是：

所述一种支持矛盾处理的产品制造工艺可持续性多群体辨别方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：设置产品制造工艺可持续性的评价等级为m级：s1,s2,...,sm，从s1到sm可持续性逐次递减；

步骤2：来自n个专家群体的专家对产品制造工艺的可持续性进行评价；

这里：

第i个专家群体包含εi名专家，其中i＝1,2,...,n；

在第i个专家群体中：有λi名专家的评价结果为“产品制造工艺的可持续性确定地属于某一个等级”，其中评价结果为“产品制造工艺的可持续性属于s1等级、s2等级、...、sm等级”的专家人数依次为εi1、εi2、...、εim，有εi1+εi2+...+εim＝λi；有μi名专家的评价结果为“产品制造工艺的可持续性比较模糊，属于多个等级中的某一种”，其中评价结果为“产品制造工艺的可持续性属于{sx,...,sy}中的某一种”的专家人数为εi,(x,...,y)，其中x＝1,2,...,m，y＝1,2,...,m，且x≠y，有...+εi,(x,...,y)+...＝μi；λi和μi满足λi+μi＝εi；

步骤3：建立产品制造工艺可持续性评价的辨识框架θ＝{s1,s2,...,sm}；将n个专家群体的评价信息视为证据，进一步将它们表示为辨识框架θ＝{s1,s2,...,sm}下的基本概率指派函数，用mass表示；这里的mass函数有n个，分别表示为mass1,mass2,...,massn；对于massi，有：

步骤4：采用合取析取双算子加权融合规则实现n个mass函数mass1,mass2,...,massn的融合；

合取算子的表达式为：其中mass′表示用合取算子融合n个mass函数mass1,mass2,...,massn后得到的mass函数，s＝s1,s2,...,sm,...,{sx,...,sy},...；为矛盾系数，反映n个mass函数mass1,mass2,...,massn之间的矛盾程度，k越大代表n个mass函数mass1,mass2,...,massn之间的矛盾程度越高；

析取算子的表达式为：其中mass″表示用析取算子融合n个mass函数mass1,mass2,...,massn后得到的mass函数；

合取析取双算子加权融合规则的表达式为：

其中α,β分别为合取算子和析取算子的权重因子，α≥0,β≥0且α+β＝1；进一步地，用k作为析取算子的权重因子，即β＝k，则α＝1-k；将合取析取双算子加权融合规则进一步表示为：

通过合取析取双算子加权融合规则对n个mass函数mass1,mass2,...,massn进行融合，依次计算融合结果：mass″′(s1)，mass″′(s2)，…，mass″′(sm)，…，mass″′({sx,...,sy})，…；

步骤5：计算辨识框架θ＝{s1,s2,...,sm}上sj等级的信度函数和似然度函数组成sj等级的信任区间[bel(sj),pl(sj)]，这里j＝1,2,...,m；

步骤6：根据s1,s2,...,sm的信任区间[bel(s1),pl(s1)],[bel(s2),pl(s2)],...,[bel(sm),pl(sm)],计算矩阵δ＝(δj,l)m×m，其中表示融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sj等级”的支持程度与融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sl等级”的支持程度的比较值，这里bel(sl),pl(sl)分别为sl等级的信任区间[bel(sl),pl(sl)]的下限值和上限值，l＝1,2,...,m；

步骤7：根据矩阵δ＝(δj,l)m×m，若δj,l＞0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sj等级”的支持程度高于融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sl等级”的支持程度，记为sj＞sl；若δj,l<0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sj等级”的支持程度低于融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sl等级”的支持程度，记为sj＜sl；若δj,l＝0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于sj等级”、“产品制造工艺的可持续性属于sl等级”的支持程度相同，记为sj≈sl；依次判断之后，支持程度最高的评价等级即为产品制造工艺的可持续性等级。

本发明的有益效果是：采用合取析取双算子加权融合的规则来进行多个专家群体对产品制造工艺可持续性评价信息的融合，最后得到产品制造工艺可持续性多群体辨别结果。既考虑到评价信息一致的情况，又考虑到评价信息矛盾的情况，并引入权重因子来达到合取算子和析取算子之间的均衡。经典证据理论中的证据融合规则在处理产品制造工艺可持续性辨别中的证据矛盾时，会得到有悖于常理的错误结果，相比经典证据理论中的证据融合规则，本发明提供的合取析取双算子加权融合规则能支持产品制造工艺可持续性辨别中的矛盾处理。另外，本发明应用便捷，易于编程实现。

附图说明

图1是本发明提供的一种支持矛盾处理的产品制造工艺可持续性多群体辨别方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：

某制造企业的产品制造工艺为：滚压成型→两端锯切→缺口冲切→…→中柱、支架焊接→…→防锈处理→入库，这里只给出该工艺的主要内容，其他省略。现需对该工艺的可持续性进行辨别。实施步骤如下：

步骤1：设置产品制造工艺可持续性的评价等级为3级：s1,s2,s3，依次表示优、中、劣；

步骤2：来自4个专家群体的专家对产品制造工艺的可持续性进行评价；

这里：

4个专家群体中包含的专家数依次为：ε1＝25，ε2＝28，ε3＝30，ε4＝27；

在第1个专家群体中，有22名专家认为产品制造工艺的可持续性确定地属于某一个等级，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1等级、s2等级、s3等级的专家人数依次为ε11＝20、ε12＝1、ε13＝1；有3名专家认为产品制造工艺的可持续性比较模糊，属于多个等级中的某一种，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1,s2等级、s2,s3等级、s1,s3等级的专家人数依次为ε1,(1,2)＝1、ε1,(2,3)＝1、ε1,(1,3)＝1；

在第2个专家群体中，有24名专家认为产品制造工艺的可持续性确定地属于某一个等级，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1等级、s2等级、s3等级的专家人数依次为ε21＝1、ε22＝2、ε23＝21；有4名专家认为产品制造工艺的可持续性比较模糊，属于多个等级中的某一种，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1,s2等级、s2,s3等级、s1,s3等级的专家人数依次为ε2,(1,2)＝1、ε2,(2,3)＝1、ε2,(1,3)＝2；

在第3个专家群体中，有27名专家认为产品制造工艺的可持续性确定地属于某一个等级，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1等级、s2等级、s3等级的专家人数依次为ε31＝25、ε32＝1、ε33＝1；有3名专家认为产品制造工艺的可持续性比较模糊，属于多个等级中的某一种，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1,s2等级、s2,s3等级、s1,s3等级的专家人数依次为ε2,(1,2)＝1、ε2,(2,3)＝1、ε2,(1,3)＝1；

在第4个专家群体中，有23名专家认为产品制造工艺的可持续性确定地属于某一个等级，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1等级、s2等级、s3等级的专家人数依次为ε41＝21、ε42＝1、ε43＝1；有4名专家认为产品制造工艺的可持续性比较模糊，属于多个等级中的某一种，其中认为产品制造工艺的可持续性属于s1,s2等级、s2,s3等级、s1,s3等级的专家人数依次为ε2,(1,2)＝2、ε2,(2,3)＝1、ε2,(1,3)＝1；

步骤3：建立产品制造工艺可持续性评价的辨识框架θ＝{s1,s2,s3}；将4个专家群体的评价信息视为证据，进一步将它们表示为辨识框架θ＝{s1,s2,s3}下的基本概率指派函数，用mass表示；这里的mass函数有4个，分别为mass1,mass2,...,mass4；

对于mass1，有：mass1(s1)＝0.8000，mass1(s2)＝0.0400，mass1(s3)＝0.0400，mass1(s1,s2)＝0.0400，mass1(s2,s3)＝0.0400，mass1(s1,s3)＝0.0400；

对于mass2，有：mass2(s1)＝0.0357，mass2(s2)＝0.0714，mass2(s3)＝0.7500，mass2(s1,s2)＝0.0357，mass2(s2,s3)＝0.0357，mass2(s1,s3)＝0.0714；

对于mass3，有：mass3(s1)＝0.8333，mass3(s2)＝0.0333，mass3(s3)＝0.0333，mass3(s1,s2)＝0.0333，mass3(s2,s3)＝0.0333，mass3(s1,s3)＝0.0333；

对于mass4，有：mass4(s1)＝0.7778，mass4(s2)＝0.0370，mass4(s3)＝0.0370，mass1(s1,s2)＝0.0741，mass1(s2,s3)＝0.0370，mass1(s1,s3)＝0.0370；

步骤4：采用合取析取双算子加权融合规则实现4个mass函数mass1,mass2,...,mass4的融合；

合取算子的表达式为：其中mass′表示用合取算子融合4个mass函数mass1,mass2,...,mass4后得到的mass函数，s＝s1,s2,s3,...,{sx,...,sy},...；为矛盾系数，反映4个mass函数mass1,mass2,...,mass4之间的矛盾程度，k越大代表4个mass函数mass1,mass2,...,mass4之间的矛盾程度越高；

析取算子的表达式为：其中mass″表示用析取算子融合4个mass函数mass1,mass2,...,mass4后得到的mass函数；

合取析取双算子加权融合规则的表达式为：

其中α,β分别为合取算子和析取算子的权重因子，α≥0,β≥0且α+β＝1；进一步地，用k作为析取算子的权重因子，即β＝k，则α＝1-k；将合取析取双算子加权融合规则进一步表示为：

通过合取析取双算子加权融合规则对4个mass函数mass1,mass2,...,mass4进行融合，依次计算融合结果：mass″′(s1)，mass″′(s2)，mass″′(s3)，…，mass″′({sx,...,sy})，…；即：

mass″′(s1)＝0.7638；

mass″′(s2)＝0.0141；

mass″′(s3)＝0.1011；

mass″′(s1,s2)＝0.0422；

mass″′(s2,s3)＝0.0309；

mass″′(s1,s3)＝0.0479；

步骤5：计算辨识框架θ＝{s1,s2,s3}上：

s1等级的信度函数bel(s1)＝0.7638和似然度函数pl(s1)＝0.8539，组成s1等级的信任区间[bel(s1),pl(s1)]＝[0.7638,0.8539]；

s2等级的信度函数bel(s2)＝0.0141和似然度函数pl(s2)＝0.0872，组成s2等级的信任区间[bel(s2),pl(s2)]＝[0.0141,0.0872]；

s3等级的信度函数bel(s3)＝0.1011和似然度函数pl(s3)＝0.1799，组成s3等级的信任区间[bel(s3),pl(s3)]＝[0.1011,0.1799]；

步骤6：根据s1,s2,s3的信任区间，计算矩阵：

步骤7：根据矩阵δ＝(δj,l)3×3：

δ1,2＝1＞0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s1等级”的支持程度高于融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s2等级”的支持程度，记为s1＞s2；

δ1,3＝1＞0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s1等级”的支持程度高于融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s3等级”的支持程度，记为s1＞s3；

δ2,3＝0<0.5,则融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s2等级”的支持程度低于融合结果对“产品制造工艺的可持续性属于s3等级”的支持程度，记为s2＜s3；

因此，融合结果支持程度最高的评价等级为s1等级，即产品制造工艺的可持续性等级为s1等级：优。