一种核电装备价值链制造风险评估方法

1.本发明涉及了一种价值链制造风险评估方法，具体涉及了一种核电装备价值链制造风险评估方法。


背景技术：

2.现今全球环境问题日趋严峻，能源结构正向清洁低碳化发展。核电是一种清洁、高效的能源，发展核电已成为我国重要的国家战略。在推动核电创新发展、安全发展、科学发展的过程中，核电设备制造行业正面临多元化来源的价值链制造风险，相关的风险评估研究较少，缺乏价值链制造风险评估理论指导，核电装备价值链制造风险管理体系尚不成熟，可借鉴的国内外案例经验较少。
3.模糊语言方法是风险评估中的一种解决方案，但是在传统的语言决策框架中，由于信息必须以预定义的术语表示，语言信息的表示非常有限。犹豫模糊语言术语集(hesitant fuzzy linguistic term set,hflts)方法允许同时使用多个连续术语，符合人类语言评估中的不确定性和犹豫性，能够提高风险评估的准确性。
4.模糊综合评价是一种以模糊数学为基础，运用模糊关系综合原理，对一些边界不清、非定量的因素进行量化，从多个因素综合评价被评估对象隶属度的方法。隶属度理论可以将定性评价转化为定量评价，对各种非确定性问题具有很强的实用性，具有结果清晰、系统性强的优点，可以解决模糊、难以量化的问题。
5.综上所述，研究一种能够有效评估核电装备价值链制造风险重要度的方法具有十分重要的意义。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明提供一种核电装备价值链制造风险评估方法，本发明从风险数据库中确定核电装备制造中的风险组和风险因素；基于犹豫模糊语言术语集，定义一组风险等级评估语言集，定义语义函数作为转化标准；根据风险组、风险因素和风险等级评估语言集，从风险数据库中获取各项核电装备价值链制造风险因素的评估信息；将评估信息转化为三角模糊数并聚合，确定各风险因素和风险组的风险重要度和风险等级，确定总体风险重要度和风险等级。
7.本发明的具体技术方案如下：
8.1)根据核电装备的风险数据库，确定核电装备制造中的各个风险因素对应的三个维度评估数据，三个维度评估数据包括发生概率评估数据、影响程度评估数据和不可控程度评估数据，各个风险因素组成不同的风险组，由风险组和风险因素构建风险列表；
9.2)采用犹豫模糊语言术语集方法对各个风险因素对应的发生概率评估数据、影响程度评估数据和不可控程度评估数据分别进行模糊处理，分别获得各个风险因素对应的发生概率、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得各个风险因素的风险重要度
评估值，再根据语义函数将各个风险因素的风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值并作为各个风险因素的最终评估值；
10.3)根据各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算并获得各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得各个风险组的风险重要度评估值，从而确定各个风险组的最终评估值；
11.4)根据各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算并获得总体风险对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算总体风险对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得总体风险的风险重要度评估值，从而确定总体风险的最终评估值，将各个风险因素的最终评估值、各个风险组的最终评估值与总体风险的最终评估值共同作为风险评估结果。
12.所述步骤2)中，将每个风险因素对应的三个维度评估数据分别进行模糊数转换后，获得每个风险因素对应的三个维度三角模糊数，其中每个风险因素对应的每个维度评估数据中存在一个或多个风险等级评估语言值，当每个维度评估数据中仅存在一个风险等级评估语言值时，则当前维度对应的评估值为当前维度对应的三角模糊数；当每个维度评估数据中存在多个风险等级评估语言值时，则将当前维度对应的三角模糊数进行加权求和后获得的三角模糊数作为当前维度对应的评估值。
13.所述步骤3)中，根据风险列表计算各个风险组对应风险因素的权重，计算公式如下：
[0014][0015][0016][0017]
其中，w
po-i
为第i个风险因素的发生概率在对应风险组中的权重；i为风险因素编号；k为当前组中风险因素最小编号；l为当前组中风险因素最大编号；w
mi-i
为第i个风险因素的影响程度在风险组中的权重；w
ul-i
为第i个风险因素的不可控程度在风险组中的权重；t
po-i
为第i个风险因素的发生概率评估值；t
mi-i
为第i个风险因素的影响程度评估值；t
ul-i
为第i个风险因素不可控程度评估值；
[0018]
根据各个风险组对应风险因素的权重以及各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算各个风险组的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算公式如下：
[0019][0020]
[0021][0022]
其中，t'
po-j
为第j个风险组的发生概率评估值；j为风险组编号；t'
mi-j
为第j个风险组的影响程度评估值；t'
ul-j
为第j个风险组的不可控程度评估值。
[0023]
所述步骤4)中，根据各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算各个风险组在总体风险中的权重，计算公式如下：
[0024][0025][0026][0027]
其中，w'
po-j
为第j个风险组的发生概率在总体风险中的权重；r为风险组最小编号；s为风险组最大编号；w'
mi-j
为第j个风险组的影响程度在总体风险中的权重；w'
ul-j
为第j个风险组的不可控程度在总体风险中的权重；
[0028]
根据各个风险组在总体风险中的权重，计算总体风险的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，公式如下：
[0029][0030][0031][0032]
其中，t'
po-all
为总体风险的发生概率评估值；t'
mi-all
为总体风险的影响程度评估值；t'
ul-all
为总体风险的不可控程度评估值。
[0033]
所述当每个维度评估数据中存在两个风险等级评估语言值时，则按风险等级评估语言值的顺序将当前维度对应的三角模糊数的权重设置为0.5和0.5；当每个维度评估数据中存在三个风险等级评估语言值时，则按风险等级评估语言值的顺序将当前维度对应的三角模糊数的权重设置为0.25、0.5和0.25。
[0034]
本发明的有益效果为：
[0035]
本发明有效、准确地处理风险评估中的模糊信息，全面分析各风险因素和风险组的风险重要度，为展开核电装备价值链制造风险评估提供了系统化的方法。
附图说明
[0036]
图1为本发明的方法流程图。
[0037]
图2为语义函数图。
具体实施方式
[0038]
以下将对本发明进行进一步描述，显然，以下实施例仅用于更清晰地展示本发明
的技术方案，并不能用于限制本发明的保护范围。
[0039]
本实施例中以某核电设备制造过程为例进行案例研究。
[0040]
如图1所示，本发明包括以下步骤：
[0041]
1)根据核电装备的风险数据库，确定核电装备制造中的各个风险因素对应的三个维度评估数据，三个维度评估数据包括发生概率(probability of occurrence,po)评估数据、影响程度(magnitude of impact,mi)评估数据和不可控程度(uncontrollable level,ul)评估数据，各个风险因素组成不同的风险组，由风险组和风险因素构建风险列表；
[0042]
本实施例中，核电装备价值链制造风险列表中包含5个风险组，分别为技术风险、设备风险、工艺风险、安全风险、其他风险；
[0043]
其中，技术风险包括装备设计变更率、核电信息传递效率、大锻件制造合格率，设备风险包括车间设备负荷率、设备可靠性指数、设备调试投用指数，工艺风险包括核电生产线布置指数、工艺评定及试验指数、新工艺攻关及应用指数，安全风险包括行业重大事故发生率、核安全规划指数、应急响应指数，其他风险包括核电装备制造资源规划指数、核电装备制造环境指数、地区能源供应指数，共15项风险因素；
[0044]
采用犹豫模糊语言术语集方法，定义一组语言数组作为评估风险因素的风险等级评估语言集，本实施例中定义评估集s＝{极低,低,略低,中等,略高,高,极高}，定义语义函数作为转化标准，语义函数如图2所示；
[0045]
转化规则如下：
[0046]
极低＝(0，0，0.17)，低＝(0，0.17，0.33)，略低＝(0.17，0.33，0.5)，中等＝(0.33，0.5，0.67)，略高＝(0.5，0.67，0.83)，高＝(0.67，0.83，1)，极高＝(0.83，1，1)；
[0047]
2)采用犹豫模糊语言术语集方法对各个风险因素对应的发生概率评估数据、影响程度评估数据和不可控程度评估数据分别进行模糊处理，分别获得各个风险因素对应的发生概率、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得各个风险因素的风险重要度(risk criticality,rc)评估值，再根据语义函数将各个风险因素的风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值并作为各个风险因素的最终评估值；
[0048]
步骤2)中，将每个风险因素对应的三个维度评估数据分别进行模糊数转换后，获得每个风险因素对应的三个维度三角模糊数(即发生概率三角模糊数、影响程度三角模糊数和不可控程度三角模糊数)，其中每个风险因素对应的每个维度评估数据中存在一个或多个风险等级评估语言值，当每个维度评估数据中仅存在一个风险等级评估语言值时，则当前维度对应的评估值为当前维度对应的三角模糊数；当每个维度评估数据中存在多个风险等级评估语言值时，则将当前维度对应的三角模糊数进行加权求和后获得的三角模糊数作为当前维度对应的评估值；具体地：
[0049]
一个风险等级评估语言值转化为三角模糊数后不需要聚合；
[0050]
两个风险等级评估语言值分别转化为三角模糊数后，两个三角模糊数的权重各为0.5，公式如下：
[0051]
t
po-in
＝0.5t
po-in-a
+0.5t
po-in-b
[0052]
t
ml-in
＝0.5t
ml-in-a
+0.5t
ml-in-b
[0053]
t
ul-in
＝0.5t
ul-in-a
+0.5t
ul-in-b
[0054]
其中，t
po-in
为第n组数据中第i个风险因素发生概率三角模糊数；i为风险因素编号；n为数据组数；t
po-in-a
为第n组数据中第i个风险因素发生概率的第一个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
po-in-b
为第n组数据中第i个风险因素发生概率的第二个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
mi-in
为第n组数据中第i个风险因素影响程度三角模糊数；t
ml-in-a
为第n组数据中第i个风险因素影响程度的第一个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
ml-in-b
为第n组数据中第i个风险因素影响程度的第二个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
ul-in
为第n组数据中第i个风险因素不可控程度三角模糊数；t
ul-in-a
为第n组数据中第i个风险因素不可控程度的第一个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
ul-in-b
为第n组数据中第i个风险因素不可控程度的第二个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；
[0055]
三个风险等级评估语言值转化为三角模糊数时，权重各为0.25、0.5、0.25，公式如下：
[0056]
t
po-in
＝0.25t
po-in-a
+0.5t
po-in-b
+0.25t
po-in-c
[0057]
t
ml-in
＝0.25t
ml-in-a
+0.5t
ml-in-b
+0.25t
ml-in-c
[0058]
t
ul-in
＝0.25t
ul-in-a
+0.5t
ul-in-b
+0.25t
ul-in-c
[0059]
其中，t
po-in-c
为第n组数据中第i个风险因素发生概率的第三个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
ml-in-c
为第n组数据中第i个风险因素影响程度的第三个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；t
ul-in-c
为第n组数据中第i个风险因素不可控程度的第三个风险等级评估语言值转化的三角模糊数；
[0060]
本实施例中从风险数据库中获取了105组对各项风险因素的评估信息数据，评估范围限制在三个风险等级评估语言值；
[0061]
处理评估信息，将风险等级评估语言值转化为三角模糊数并聚合；
[0062]
一个风险等级评估语言值转化为数值后不需要聚合，例如，某项风险因素的评估为高，则该项三角模糊数为(0.67，0.83，1)；
[0063]
两个风险等级评估语言值分别转化为三角模糊数后，两个三角模糊数的权重各为0.5，公式如下：
[0064]
t
po-in
＝0.5t
po-in-a
+0.5t
po-in-b
[0065]
t
ml-in
＝0.5t
ml-in-a
+0.5t
ml-in-b
[0066]
t
ul-in
＝0.5t
ul-in-a
+0.5t
ul-in-b
[0067]
例如，某项风险因素的评估为介于低和略低之间，则该项的三角模糊数计算如下：
[0068]
t
po-in
＝{(0,0.17,0.33),(0.17,0.33,0.5)}
[0069]
＝(0.5
×
0+0.5
×
0.17,0.5
×
0.17+0.5
×
0.33,0.5
×
0.33+0.5
×
0.5)
[0070]
＝(0.085,0.25,0.415)
[0071]
三个风险等级评估语言值转化为三角模糊数时，权重各为0.25、0.5、0.25，公式如下：
[0072]
t
po-in
＝0.25t
po-in-a
+0.5t
po-in-b
+0.25t
po-in-c
[0073]
t
ml-in
＝0.25t
ml-in-a
+0.5t
ml-in-b
+0.25t
ml-in-c
[0074]
t
ul-in
＝0.25t
ul-in-a
+0.5t
ul-in-b
+0.25t
ul-in-c
[0075]
例如，某项风险因素的评估为介于略高和极高之间，则该项的三角模糊数计算如
下：
[0076]
t
po-in
＝{(0.5,0.67,0.83),(0.67,0.83,1),(0.83,1,1)}
[0077]
＝(0.25
×
0.5+0.5
×
0.67+0.25
×
0.83,0.25
×
0.67+0.5
×
0.83+0.25
×
1,0.25
×
0.83+0.5
×
1+0.25
×
1)
[0078]
＝(0.668,0.833,0.958)
[0079]
具体实施中，存在每一风险因素存在多组评估数据，每组数据对同一个风险因素的评估权重相等，计算每一个风险因素的三个维度对应所有聚合三角模糊数的算术平均值，获得该风险因素的三个维度对应评估值，公式如下：
[0080][0081][0082][0083]
其中，t
po-i
为第i个风险因素的发生概率评估值；m为数据组数量；t
mi-i
为第i个风险因素的影响程度评估值；t
ul-i
为第i个风险因素不可控程度评估值。
[0084]
表1：风险因素发生概率、影响程度和不可控程度评估值
[0085][0086][0087]
每个风险因素的风险重要度评估值的计算公式如下：
[0088][0089]
其中，t
rc-i
为第i个风险因素的风险重要度评估值；
[0090]
根据语义函数，将风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值，获得每个风险因素的最终评估。
[0091]
表2：风险因素风险等级评估
[0092][0093]
3)根据各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算并获得各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得各个风险组的风险重要度评估值，再根据语义函数将各个风险组的风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值，从而确定各个风险组的最终评估值；
[0094]
步骤3)中，根据风险列表计算各个风险组对应风险因素的权重，计算公式如下：
[0095][0096][0097][0098]
其中，w
po-i
为第i个风险因素的发生概率在对应风险组中的权重；k为当前组中风险因素最小编号；l为当前组中风险因素最大编号；w
mi-i
为第i个风险因素的影响程度在风险组中的权重；w
ul-i
为第i个风险因素的不可控程度在风险组中的权重；t
po-i
为第i个风险因素的发生概率评估值；t
mi-i
为第i个风险因素的影响程度评估值；t
ul-i
为第i个风险因素不可控程度评估值；
[0099]
例如，装备设计变更率风险因素发生概率在技术风险组中的权重计算如下：
[0100][0101]
表3：风险因素发生概率、影响程度和不可控程度权重
[0102][0103][0104]
根据各个风险组对应风险因素的权重以及各个风险因素对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算各个风险组的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算公式如下：
[0105][0106][0107][0108]
其中，t'
po-j
为第j个风险组的发生概率评估值；j为风险组编号；t'
mi-j
为第j个风险组的影响程度评估值；t'
ul-j
为第j个风险组的不可控程度评估值；
[0109]
例如，风险组中技术风险的发生概率评估值计算如下：
[0110][0111]
表4：风险组发生概率、影响程度和不可控程度评估值
[0112][0113]
计算每个风险组的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得该风险组的风险重要度评估值，公式如下：
[0114][0115]
其中t'
rc-j
为第j个风险组的风险重要度评估值；为计算后得到的第j个风险组的风险重要度三角模糊数，即t'
rc-j
的具体数值；根据语义函数，将风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值，获得每个风险组的最终评估。
[0116]
表5：风险组风险等级评估
[0117][0118]
4)根据各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算并获得总体风险对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，再计算总体风险对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得总体风险的风险重要度评估值，再根据语义函数将总体风险的风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值，从而确定总体风险的最终评估值，将各个风险因素的最终评估值、各个风险组的最终评估值与总体风险的最终评估值共同作为风险评估结果。
[0119]
步骤4)中，根据各个风险组对应的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，计算各个风险组在总体风险中的权重，计算公式如下：
[0120][0121][0122][0123]
其中，w'
po-j
为第j个风险组的发生概率在总体风险中的权重；r为风险组最小编号；s为风险组最大编号；w'
mi-j
为第j个风险组的影响程度在总体风险中的权重；w'
ul-j
为第j个风险组的不可控程度在总体风险中的权重；
[0124]
例如，技术风险发生概率在总体风险中的权重计算如下：
[0125][0126]
表6：风险组发生概率、影响程度和不可控程度权重
[0127][0128][0129]
根据各个风险组在总体风险中的权重，计算总体风险的发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值，公式如下：
[0130][0131][0132][0133]
其中，t'
po-all
为总体风险的发生概率评估值；为计算得到的总体风险的发生概率三角模糊数，即t'
po-all
的具体数值；t'
mi-all
为总体风险的影响程度评估值；为计算得到的总体风险的影响程度三角模糊数，即t'
mi-all
的具体数值；t'
ul-all
为总体风险的不可控程度评估值；为计算得到的总体风险的影响程度三角模糊数，即t'
ul-all
的具体数值。
[0134]
例如，总体风险的发生概率评估值计算如下：
[0135][0136]
总体风险的影响程度和不可控程度评估值如下：
[0137]
t'
mi-all
＝(0.495,0.665,0.791)
[0138]
t'
ul-all
＝(0.449,0.612,0.751)
[0139]
计算总体风险发生概率评估值、影响程度评估值和不可控程度评估值的几何平均值，获得总体风险重要度评估值，公式如下：
[0140][0141]
其中t'
rc-all
为总体风险的风险重要度评估值；为计算得到的总体风险的风险重要度三角模糊数，即t'
rc-all
的具体数值；
[0142]
核电装备价值链制造总体风险重要度评估值如下：
[0143]
t'
rc-all
＝(0.476,0.641,0.773)
[0144]
根据语义函数，将风险重要度评估值转化为风险等级评估语言值，获得总体风险的最终评估，总体风险等级为“中
–
略高”。当前核电装备价值链的制造风险略高，需要根据各风险因素的最终评估值和各风险组的最终评估值对当前核电装备价值链的风险因素和风险组进行调节，进而降低制造风险。
[0145]
以上所述的实施例是为了更清晰地展示本发明的技术方案，本发明的保护范围并不局限于上述实施例。本技术领域的普通技术人员可根据本发明做出若干不脱离本发明实质的各种变形和组合，这些变形和组合也应视为在本发明的保护范围内。