（机械设计及理论专业论文）抽油机综合评价体系的建立和系统实现.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 抽油机是油田生产作业的主要设备，其购置、维护、管理与运行情况直接关系到原 油的产量以及石油企业的经济效益。抽油机购置时的选型、选厂，运行时的评价等都是 油田管理的重点、难点问题。对抽油机进行科学的综合评价可以准确的反映出抽油机运 行、维护、管理等方面的情况，可以为决策者提供科学、准确的决策依据。对加强企业 设备管理、优化设备投资、降低运行成本具有重大意义。 本文以辽河油田合作项目为背景，主要是针对抽油机综合评价而提出的。通过对综 合评价理论的研究，并结合辽河油田的实际情况，制定了抽油机综合评价体系与流程， 提出了适用于抽油机综合评价的五大类二十五项指标，应用多种方法对各指标参数进行 了标准化处理，确定了每项指标所对应的权重，并确定了相应的评价方法，制定了一套 适合于抽油机的综合评价方法。 在对项目进行了大量调研的基础上，对系统进行了需求分析，结合b s 模式三层体 系结构，采用m v c 设计模式与数据库连接池等技术，提出了抽油机综合评价系统的总 体方案。详细的分析了各个模块的功能与结构，应用j s p 、o r a c l e 、j s t l 标签库等技术 完成了用户登录，添加抽油机，修改评价标准、评价权重，抽油机综合评价以及用户管 理等模块的开发工作。 该系统应用于油田设备技术经济综合评价中，可以为抽油机的前期选购、日常管理、 维修改造、投资规划等提供科学、有效的决策依据，能够达到控制设备运营成本、提高 投资经济效益的良好效果，实现了在抽油机管理方面的信息化、科学化和现代化。 关键词：抽油机；综合评价；指标体系；b s 模式 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 e s t a b l i s h m e n to f c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e mf o r p u m p m gu n i t sa n ds y s t e mi m p l e m e n t a t i o n a b s t ra c t p u m p i n gu n i t sp l a y 趾i m p o r t a n tr o l ei nt h ep r o d u c t i o no fo i lf i e l d , t h ep u r c h a s e ； m a i n t e n a n c e ；m a n a g e m e n ta n do p e r a t i o no ft h e s ed i r e c t l yi m p a c t0 1 1t h ec r u d eo no u t p u ta n d t h ee n t e r p r i s e sp r o f i th o wt os e l e c tt h et y p ea n dt h em a n u f a c t u r ef a c t o r yw h e np u r c h a s i n g p u m p i n gu n i t s ，a n dh o w t oe v a l u a t ew h e nt h ep u m p i n gu n i to p e r a i e s ，a r ca l le m p h a s e sa n d d i f f i c u l t y t h es c i e n t i f i cc c 衄p 础e 璐i v ee v a l u a t i o na b o u tp u m p i n gu n i t s 锄r e f l e c tt h e i n s t 撇o ft h e i ro p e r a t i o n ；m a i n t e n a n c e ；m a n a g e m e n t , c t c a n dc 锄a f f o r dt h es c i e n t i f i ca n d e x a c td e c i s i o n - m a k i n gg i s tt od e c i s i o n - m a k e r s i ti sv e r yi m p o r t a n tt or e i n f o r c em a n a g e m e n t o f e q u i p m e n t s ；o p t h n i z ct h ei n v e s u n e n tf o re q u i p m e n t sa n d r e d u c et h eo p t i n gc o s t a c c o r d i n gt ot h ec o o p e r a t i o np r o j e c tw i t hl i a o h e0 i l f i e l d , t h et h e s i si sp u tf o r w a r do n t h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rp 1 皿咖u n i t s t h r o u g hm 蚶c h i n gt h et h e o r e t i c sa b o u t c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n s ，a n dc o m b i n i n gw i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o no fl i a o h eo i l f i e l d , t h e c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e ma n dt h ep r o c e s sa r ef o r m u l a t e d f i v es p e c i e sa n d2 5i n d e x e s a r eb r o u g h tf o r w a r dw h i c ha r ea p p l i c a b l et oc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n sf o rp u m p i n gu n i t s a n dv a r i o u sp a r a m e t e r sa r cs t a n d a r d i z e db yu s i n gm a n ym e t h o d s , e v e r yw e i g h t , w h i c hh a sa n i n d e xc o r r e s p o n d i n gt 0 i sc o n f i r m & a n de v a l u a t i o nm e t h o d sa r em a d ec e r t a i nt o o a t h e o r e t i c sw h i c hi ss u i t a b l ef o rt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rp u m p i n gu n i t si se s t a b l i s h e d i nt h i sp a p e r o nt h eb a s i so f t h ei n v e s t i g a t i o nf o rt h ep r o j e c t , t h es y s t e mi sa n a l y z e do nt h ew h o l e , t h e g e n e r a ls c h e m eo f t h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e mf o rp u m p i n gu n i t si sg i v e nb a s e do n t h eb sm o d e i nw h i c hm v c d e s i g np a t t e r na n dd 砸弧c o n n e c t i o np o o l 黜a d o p t e d t h e f u n c t i o na n ds t r u c t u r eo fe a c hm o d u l ea r ea n a l y z e di nd e t a i l t h eu s e rl o g i n ；a d d i n gp u m p i n g u n i t s ；e d i t i n gs t a n d a r d sa n dw e i g h t so f t h ee v a l u a t i o n ；c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rp u m p i n g u n i t sa n dt h eu s l rm a n a g v m e n tm o d e la r cr e a l i z e di nt h et h e s i sb yu s i n gj s p ；o r a c l ea n dj s 孔 t a gl i b r a r y i tc a nb ep r o v i d e ss c i e n t i f i ca n de f f e c t u a ld e c i s i o n “锺e 瑚c ef o r t h ep u r c h a s i n g ；t h ed a i l y m a n a g e m e n t ；s e r v i c i n ga n di n v e s t m e n tp l a no f t h ep u m p i n gu n i t , a n dc 孤a c h i e v et h eg o a l so f c o n t r o l l i n ge q u i p m e n to p e r a t i n gc o s t sa n di m p r o v i n gt h ee c o n o m i cl i 吐l 坶o fi n v e s m l e n t , e t c ， i ft h es y s t e mi s a p p l i e di nt h ee v a l u a t i o no fe q u i p m e n t so i l f i e l d , a n di t 啪r e a l i z et h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n ；s c i e n t i z a t i o na n dm o d e r n i z a t i o ni nt h em a n a g e m e n to f p u m p i n gu n i t s k e yw o r d s ：p u m p i n gu n i t ：c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ：i n d e xs y s t e m ：b sm o d e i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：! 塾兰叁竺日期：丝! ：! ! ：! i 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 导师签名： 1 乏畅侈 王叁离 逸丑年上猢丝日 大连理工大学硕士学位论文 1绪论 1 1 研究背景及课题来源 本文来源于大连理工大学振动工程研究所与中国石油辽河油田分公司科技合作项 目，主要是针对油田设备管理中的抽油机综合评价而进行的研究。论文是基于抽油机综 合评价指标的选择、指标体系的建立、评价方法的确定以及抽油机综合评价系统的开发 而完成的。 中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司( 简称中国石油辽河油田公司) ，在 1 9 9 9 年中国石油天然气股份有限公司重组改制中应运而生，是以石油、天然气勘探、开 发、销售为主营业务的国有特大型企业，是我国第三大油田，也是全国最大的稠油、高 凝油生产基地。公司地跨辽宁、内蒙两省区，下设十多个采油厂公司，拥有各种专业设 备1 7 1 9 2 台套，其中抽油机1 1 2 5 4 台。辽河油田所使用的抽油机主要分为游梁式、链条 式、皮带式抽油机，其中游梁式抽油机所占比重最大，大约为8 5 7 左右，其主要类型有 6 型、8 型、1 0 型、1 2 型、1 4 型、1 6 型以及2 0 型。 辽河油田每年在设备上投资金额达到近亿元，其中对抽油机的投入十分巨大。然而 多年来对抽油机的选购、考核评价以及管理方面却没有得到应有的重视，基本上还是停 留在坏了就修的阶段。对抽油机的运行情况，维护、管理费用，设备部件的修理、更换 情况等没有进行有效的记录，这就造成历史费用数据缺乏，难以查询。而对设备的采购 也只是停留在技术参数的层面上，不能根据已有设备的费用、运行情况等综合性能来指 导设备的选购。如此一来，就造成了无法确定设备选择是否达到要求，投入运行后的状 况是否取得了应有的效果。另外，油田的某些抽油机机型陈旧落后、老化严重、耗费较 大，并且其中一部分设备处于一直不报废的状态，不仅影响生产效率，也严重影响了企 业的经济效益。所以对抽油机进行综合评价是一个亟待解决的问题。 随着科学技术和生产力的发展，对结构复杂、功能完善、自动化程度高的设备的需 求越来越大，功能完善，技术先进的新型号设备也不断出现。在市场经济迅速发展的今 天，追求更高的经济效益和更低的运行费用已成为企业的主要目标。对抽油机进行综合 评价可以准确的反映出抽油机运行，维护、管理等情况，可以为为决策者提供科学、准 确的决策依据。因此，建立一整套完整的抽油机综合评价体系是必要的，也是大势所趋。 正是在上述背景下，本文借助于综合评价模型，结合抽油机的经济性、使用性、技术性、 安全性等方面，选择了科学的综合评价指标，建立了一整套完整的评价指标体系，确立 了实用的抽油机综合评价方法。 抽油机综舒粉体系的建立和系统实现 1 2 综合评价概述 1 2 1 综合评价概念 综合评价是对评价对象的社会、经济、技术、环境等因素的综合价值进行权衡、比 较、优选和决策的活动，是一种重要的优化方法。任何系统都有自身的有机构成、属性 及功能，并形成系统的目俐”。综合评价的目的是通过对系统属性和功能的分解，找出 它们对系统总目标的作用与联系，再通过系统综合，对系统的综合价值做出评价，以揭 示系统的状态和发展规律。人们的技术经济活动，是为了达到一定的技术的、经济的、 社会的及资源的多种目标。为此，人们要针对预期目标，构造多种可供选择的技术方案， 以便从中优选出符合预期目标的最佳方案。可见，综合评价对项目的科学决策具有重要 意义。 1 2 2 综合评价的发展情况 综合评价又称为多变量综合评价、多指标综合评估技术，它是运用于多指标同时进 行定量评价和比较的一种方法。评价，自古有之。“论功行赏”之说，足以佐证。早在1 8 8 8 年，开现代科学评价之先河者艾奇沃斯( e d g e w o r t h ) 在英国皇家统计学会的杂志上发表的 论文“考试中的统计学”中，就己经提出了对考试中的不同部分应如何加权。1 9 1 3 年，斯 皮尔曼( s p e a r m a n ) 发表了“和与差的相关性”一文，讨论了不同加权的作用，此文实际上 己用了多元回归和典型分析。在2 0 世纪3 0 年代，瑟斯通( t h u r s t o n e ) 和利克特( l i k e r t ) 又对 定性记分方法的工作给予了新的推动。 2 0 世纪7 0 8 0 年代，是综合评价蓬勃兴起的年代。在此期间，涌现出许多应用广泛 的评价方法，诸如： 1 9 7 7 年，美国运筹学家、匹兹堡大学教授萨迪( t l s a a t y ) 在第一届国际数学建模会 议上宣读了“无结构决策问题的建模一层次分法”一文，宣告一种新的决策方法一层 次分析法( 简记a h p ) 的问世。1 9 9 6 年，萨迪在层次分析法的基础上，又提出了网络分析 法。 1 9 7 8 年，美国著名运筹学家查恩斯( a c a m e s ) 等人，以相对效率概念为基础，以凸 分析和数学规划为工具，创建了一个以他们名字命名的d e a 模型- - c 2 r 模型，这就是数 据包络分析法( 简记d e a ) 。2 0 世纪8 0 一9 0 年代，又相继提出了诸如c g s 模型、f g 模型、s t 模型、c w h 模型和带a h p 约束锥模型等多个d e a 模型。 1 9 8 1 年，h w a n g 和y o o n 提出逼近理想解的排序方法( t e c h n i q u e f o r o r d e r p r e f e r e n c e b y s i m i l a r i t yt oi d e a ls o l u t i o n ，简记t o p s i s ) 求解多属性决策问题。t o p s i s 法是借助多属性 大连理工大学硕士学位论文 决策问题的理想解( p o s i t i v ei d e a ls o l u t i o n ，p i s ) 和负理想解( n e g a t i v ei d e a l s o l u t i o n ，n i s ) 给方案集中各方案排序。 另外还有一些其他方法如：e l e c t r e 法( 1 9 7 1 1 9 7 7 ，1 9 8 3 ) 、多维偏好分析的线性规 划法( 简记l i n m a p ，1 9 7 3 ) 等也是在这一时期提出的。 2 0 世纪8 0 - 9 0 年代，是综合评价在我国向纵深发展的年代，人们对评价理论、方法 和应用开展了多方面、卓有成效的研究，我国统计界对其理论依据、运用条件和过程， 作了较深入的探讨，并广泛运用于微观统计和分析、宏观统计和分析、国际对比和分析 等实际统计工作中。主要表现为：1 】常规评价方法在国民经济各部门中的应用。如：欧 俊豪、马逢时，城市综合经济实力的主成分分析；陈湛本、秦涛康两位教授提出的主成 分线性加权综合评估模型及其在经济系统中的应用；曹希彬、蔡力钢、李培根，多工艺 方案二阶模糊综合评价；中国移动通信集团公司的徐海东将神经网络用于评价3 g 无线网 络u t r a n 的运行质量，提出了基于前向单隐层b p 神经网络方法的u t r a n 网络质量综合 评价模型等等。2 ) 数种常规评价方法的组合应用。如：吴冀平开展的多准则评价方法的 评价决策与决策支持系统；应天元提出的系统综合评价的赋权新方法p c - l i n m a p 藕合 模型等。3 ) 新评价方法的研究，如：戴文战，基于三层b p 网络的多指标综合评估方法及 应用；王正欧、朱涛、王书新，基于r b f 网络的高技术项目投资评估决策模型的研究； 华中科技大学的王宗军教授以决策支持系统的理论方法为基础，探讨了智能模糊综合评 价决策支持系统( i f c e d s s ) f l 自结构设计及其实现方法等等。4 1 评价指标体系的设计及其 标准化变换。如：刘树林、邱莞华，多属性决策基础理论研究等等。 综合评价方法的科学性和实用性，使其在我国社会、经济、科技诸方面，在微观和 宏观两个层次的评价和分析中得到了广泛的运用。在国际比较方面，有我国综合国力评 价和与其它国家的比较，有国际竞争力的评价和比较。在国内，宏观上有各省、市、自 治区社会经济发展水平评价和排序，区域经济开放度评价和分析，有我国小康生活水平 指标体系和达标的评价等。近年来，综合评价方法集中运用于热点问题、前沿问题的研 究，如可持续发展指标体系的研究和测度、市场化进程指标体系及测度、国家金融风险 评估、科技进步监测指标体系、知识经济测度、上市公司的排序等。综合评价方法的引 入对这些前沿问题的深入研究起到强有力的推动作用。微观上，有企业经济效益，企业 生产经营活动总体评价。应该强调指出的是，综合评价方法不仅广泛运用于经济问题的 评价，而且己经在社会问题评价上，也得到广泛的运用，如学校办学水平评估、学生综 合素质测评、教师岗位职责考核等。这些事实，有力地证明了综合评价方法的科学性和 强大的生命力。 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 1 3 论文研究内容与主要工作 在辽河油田股份有限公司“石油设备技术经济评价”项目的支持下，通过深入油田 调研，了解企业现状，结合相关人员意见建立适合于抽油机进行综合评价的理论方法， 结合目前企业的软硬件环境，建立抽油机综合评价系统。为油田对抽油机进行选型选厂、 评价厂家设备的优劣，为公司设备的采购以及管理提供科学、准确的依据。本文的主要 工作包括： ( 1 ) 深入油田调研作，了解油田对抽油机管理以及使用现状。与油田资产处人员以 及相关领域专家进行了深入的探讨，掌握了厂方对系统功能的需求与建议。 ( 2 ) 对综合评价理论进行研究，深入了解相关内容，为建立抽油机综合评价体系打 好基础。 ( 3 ) 结合辽河油田实际情况，确定相应的评价指标、权重以及评价方法。制定一套 适合油田的抽油机综合评价体系。 ( 4 ) 利用w e b 开发技术，结合软硬件环境，开发出基于b s 结构抽油机综合评价系 统。 大连理工大学硕士学位论文 2 综合评价技术的研究 2 1 评价的概念 2 1 1 评价的定义 评价是根据确定的目的来测定对象系统的属性，并将这种属性变为客观定量的计值 或者是主观效用的行为。 构成评价的基本要素有：被评对象( 1 i p 评价课题) 、评价指标体系、评价主体( 包括评 价人员和评价工具1 、评价原则、评价方法等，各要素有机结合构成评价系统。 2 1 2 评价的分类 按照不同方法，评价可以分为各种类别。 根据被评对象所处的阶段不同，评价可以分为事前评价、事中评价和事后评价。 根据评价内容可以分为单项评价和综合评价。单向评价有技术评价、经济评价、社 会评价等。综合评价则是从整体角度对被评对象进行全面、系统的评价。 根据评价方法的不同可以分为客观性评价和主观性评价。客观性评价指的是评价指 标确定，对象属性可以用确定的定量值标定的评价。主观性评价则指的是评价指标不确 定或对象属性难以用客观数值表示，而必须以一定方法依主观经验、知识、偏好等表示 的评价。 另外，评价还可以按主体不同划分为单人评价、群体评价；按被评对象范围不同分 为局部评价、整体评价、系统评价等。 2 1 3j 平价的步骤 评价的一般步骤如下： ( 1 ) 确定被评对象 要评价首先要确定被评对象，被评对象包括自然系统( 资源系统、环境系统、生态 系统等) 、人工制造系统( 设施设备、建设项目等) 、技术系统( 科研项目、技术成果 等) 、人和社会系统( 干部、职工、单位、组织等) 。 ( 2 ) 建立评价指标体系 评价指标体系是评价的基础，科学合理的指标体系是评价有效、合理的关键问题之 一。针对不同的被评对象设立相应的指标体系，复杂的被评对象常采用多目标、多层次 的指标体系。 ( 3 ) 确定评价方法 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 评价方法是决定评价结果是否有效合理的另一关键因素。评价方法的选择可根据被 评对象的特点、评价的目标和评价指标体系的设置以及现实人员、工具的水平而定。 ( 4 ) 收集数据与信息 确定了评价指标和评价方法后，就要收集相关数据与信息。客观定量化的数据可通 过直接采集和计算机处理得到。主观定性化的信息则需要采用一定的方法进行测度，以 更好地表现属性的真实水平或决策人员的偏好。 ( 5 ) 数据处理与评价 根据评价方法的不同，首先将收集到的数据与信息进行处理以适应评价的要求。然 后按照选定的方法对被评对象进行评价。 ( 6 ) 输出评价结果 评价过程结束后，输出结果、写出评价结果报告为整个评价过程的结束。 2 2 综合评价的概念 综合评价是指人们根据不同的评价目的，选择相应的评价形式，据此选择多个因素 或指标，并通过一定的评价方法，将多个评价因素或指标转化为能反映评价对象总体特 征的信息【7 1 。 通过综合评价对某一事物做出整体评价和排序，为正确决策提供所需的信息，人们 可以从众多的替代方案中找出所需的最优方案，从而优化资源配置，达到降低能耗、节 约成本、提高效益的目的。 一般来说，构成综合评价问题的要素有：评价者、被评价对象( 评价方案集) 、 评价指标、权重系数及评价方法等。 综合评价的一般步骤为：确定被评价对象及评价目标；建立评价指标体系；选择评 价方法；收集数据与信息；将收集到的信息进行处理，转化为便于评价的属性值；将各 属性值综合，得出综合评价结果。 2 3 综合评价的原则 综合评价的结果将直接影响决策的效果。因此，综合评价应遵循下列原则； ( 1 ) 科学性 综合评价的科学性主要体现在评价目标的确立、评价指标体系的建立、各指标值的 测定等关键环节上。为处理好这些环节，必须遵循系统观点，对评价对象作系统分析， 包括评价对象的构成要素，以及各构成要素之间的相互联系与作用。 ( 2 ) 客观性 一6 一 大连理工大学硕士学位论文 客观性是综合评价的生命。评价的目的是为寻求系统真实的价值状态，离开了客观 性，评价就失去了意义。实现客观性的关键是对那些模糊的难以量化指标的处理，以及 对系统逻辑结构、层次及因果关系的正确分析。 ( 3 ) 可比性 综合评价通常是对若干备选方案作横向分析比较，因此，评价目标、评价指标体系、 评价模型以及指标价值的测定等方面都要具备可比性，只有这样，才能得到公平的评价 结果。 ( 4 ) 可行性 可行性是指综合评价的一整套方法应具有可操作性。 2 4 综合评价的特点 综合评价对被评价对象从多角度做出全局性、整体性的评价，与单项评价相比，有 以下几个特点： ( 1 ) 全面性和复杂性 综合评价是从整体的角度对被评对象进行全面系统的评价，与单项评价只针对某个 方面不同，它必须对被评对象进行全面的考察，由于考虑的因素是多方面的，因此评价 过程也就更加复杂。 ( 2 ) 目标间的矛盾性 由于综合评价各目标涉及的内容不同，性质常常有差异，甚至某一目标值的改进会 使另一目标值变差，这种性质称为目标间的矛盾性。在综合评价中目标间的矛盾性是很 普遍的，综合评价也就是在矛盾的目标间寻求一个权衡点，使整体达到最优。 ( 3 ) 目标间的不可公度性 由于各目标的内容性质不同，没有统一的度量标准，称为目标间的不可公度性。解 决目标不可公度问题就需要采用一定的方法将各目标的度量值进行处理，使之能够以统 一标准进行度量。 ( 4 ) 评价指标值的复杂性 综合评价考虑的因素多、规模大，既有定量信息又有定性信息，即有精确信息又有 模糊信息，因此评价指标值的测定非常复杂，这就需要以科学的方法对各评价指标进行 合理的测定和统一。 2 5 综合评价研究的核心问题 综合评价一般需要解决三个方面的主要问题：一是评价指标体系的确定；二是评价 方法的选择；三是评价指标权重系数的确定。 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 2 5 1 评价指标体系的确定 综合评价需要对各个评价指标进行信息综合，评价结果是否客观、准确，首先依赖 于被综合的对象一一各个评价指标的信息是否准确、全面，因此，构建合理的评价指标 体系是科学地综合评价的前提。 关于评价指标体系建立，目前有两种典型的表述：一是全面、不重叠( 交叉、冗余) 和评价指标值易于获得；二是科学性、合理性和适用性。相比较而言，第一种表述要比 第二种更加明确 g l 。一套科学的评价指标体系首先应根据评价的目的反映有关评价对象 的各方面状况，如果评价指标体系不全面，就无法对评价对象做出整体判断：其次，评 价指标间不能重叠过多，过多的重叠会导致评价结果失真，即使对重叠进行适当的修正， 也会增加计算的难度和工作量；最后，计算评价指标所需要的数据应是容易采集的，指 标容易计算或估计，否则评价指标体系就无法应用。因此，建立评价指标体系应遵循评 价指标尽可能全面、不重叠和易于取得的原则【9 】1 1 0 】【1 1 】。 2 5 2 评价指标体系建立原则 为了全而、真实地反映评价对象的价值构成，并使评价指标体系便于操作运算，建 立评价指标体系时应遵循下列原则： ( 1 ) 目的性和完备性原则 指标体系是对被评价对象价值构成要素的客观描述，同时又是评价主体目标的体 现。因此，目标及指标应紧紧围绕这两方面的要求设置，并应有较强的完备性，特别是 反映主要影响因素的指标不可遗漏。 佗) 科学性和实用性原则 指标体系应能正确反映评价对象各价值构成要素的因果、主辅、隶属关系及客观机 制，在满足完备性要求的前提下，指标的设置应力求简练，含义明确和便于操作。 ( 3 ) 互斥性与有机结合原则 指标之问不应有很强的相关性，不应出现过多的信息包含而使指标内容重叠。但指 标完全独立无关就构不成一个有机的整体，因此指标之间应有逻辑关系。 ( 4 ) 动态与稳定性原则 为了进行综合的、历史的比较，指标设置应是静态、动态相结合，并具有相对稳定 性，以便借助指标体系探索系统发展变化的规律。 2 5 2 评价方法的选择 目前对评价问题的研究大致可以分为两类：一类是对评价指标体系的研究；另一类 是对综合评价方法的研究。后者是评价研究领域中最重要且最具研究前景的研究方向， 大连理工大学硕士学位论文 因为前者是解决个性问题，后者则是针对评价中的共性问题。评价方法的科学性是客观 评价的基础，因此对综合评价方法的研究具有广泛的意义。 综合评价方法发展到今天己不下数十种，根据所采用的理论，归纳起来大致可以区 分为三类：第一类是基于经验的综合评价方法，也称为咨询法，这类方法是通过向各方 面专家咨询，将得到的评价进行简单处理，从而得出综合评价结果的方法；第二类是基 于数值和统计的方法，它以数学理论和解析方法对评价系统进行严密的定量描述和计 算；第三类是基于决策和智能的综合评价方法，这类方法或是重现决策支持，或是模仿 人脑的功能，使评价过程具有像人类思维那样的信息处理能力。 ( 1 ) 基于专家经验的方法 专家打分法 专家打分法是一种既简单又应用广泛的评价方法，它是在定量和定性分析的基础 上，以打分的方式做出评价【1 2 1 。其步骤为首先设置评价指标，然后请专家对每个评价指 标按照一定的评分标准打分，最后将各专家、各指标的评分值综合，得到每个方案的总 评分值作为综合评价的结果。综合的方法可以采用简单平均法、加权平均法等。 德尔菲( d e l p h i ) 法【1 2 】 德尔菲法是一种多轮专家咨询法，其一般步骤为： a 根据咨询目的向各专家发出第一轮专家咨询，请专家各自填写表格表述自己的意 见； b 收集咨询表加以整理汇集各专家意见； c 进行第二轮咨询同时将第一轮咨询结果反馈给每位专家； d 经过几轮反复咨询，意见逐渐收敛，接近于正态分布，此时咨询活动可以结束； e 对数据进行处理得到最终结果。 基于专家经验的综合评价方法原理上易于理解，应用于缺乏足够的客观数据或者方 案价值在很大程度上取决于主观因素的情况，可以收到良好的效果。但这种方法系统性 不强，受主观因素的影响大，难以保证评价结果的客观性和准确性。特别是德尔菲法存 在着对时间、人力、物力的耗费较多的不足。 ( 2 ) 基于数值和统计的方法 加权平均法 这种方法是计算简单、应用广泛的一种方法。它是在测定各评价指标及其权重系数 的基础上，按照一定的加权方法得到方案的综合评价值旧。加权平均法有加权算术平均、 加权几何平均、算术平均与几何平均联合使用等。加权算术平均法是最常见的方法，对 每个评价指标给定权重系数，然后用加权算术平均值来综合，得出被评对象的评价值。 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 该方法适用于被评对象的评价指标是比例型，其比值随单位的选择不同不会改变。当评 价指标是比值型，其量纲的改变对综合值的影响较大时，可采用几何平均或加权几何平 均方法来消除量纲对评价值的影响i l 。 t o p s i s 法【1 2 1 t o p s i s ( t e c h n i q u ef o ro r d e rp r e f e r e n c eb ys i m i l a r i t yt oi d e a ls o l u t i o n ) 称为逼近于理 想解的排序方法。它的基本思想是：对归一化后的原始数据矩阵，确定出理想中的最佳 方案和最差方案，然后通过求出各被评方案与最佳方案和最差方案之间的距离，碍出该 方案与最佳方案的接近程度，并以此作为评价各被评对象优劣的依据。其步骤为： a 测定各方案的指标值，构成决策矩阵； b 构造规格化决策矩阵； c 构造加权的规格化矩阵； d 确定最佳方案和最差方案； e 计算距离； f 计算每个解与理想解的相对接近程度； g 排序。 t o p s i s 法是用于科学决策的一种工业经济效益综合评价的实用方法，其应用灵活 方便，对样本量的大小无特殊要求，具有应用范围广、计算量小、几何意义直观及信息 失真小等优点，尤其适于数值型的效益性指标的分析。 费用效益分析法 费用效益分析法是系统评价的经典方法之一【1 2 1 。其基本思想是要求所投资的工程项 目给社会提供财富和服务的效益必须超过其费用。这种方法将投资效益与投资费用分开 来考虑，把最终效益与相应时刻的成本费用经过比较，其结果作为工程项目投资合理性 的依据。费用效益分析法是用货币作为统一尺度，同时也考虑货币的时间价值，通过费 用效益比较得出无量纲比值，使人们更明显更直观地看出方案之间的差异【1 4 1 。费用效益 分析法应用的关键在于如何正确测定效益以及如何估计长期投资和效益的社会折现率。 这种评价方法的不足在于仅仅从经济观点考虑效益，不能被从社会观点考虑效益的人们 完全接受，当考虑的因素难以用货币值来表现时，就必须考虑采用其它的方法【”】。 主成分分析法 主成分分析法是根据评价对象的内在联系将变量进行综合，抽象出若干带有规律性 的东西，构成某种程度上简化的数学模型，再用来研究复杂的自然现象的多元统计方法 之一【1 2 1 。其基本思想是以方差一协方差矩阵的内部依赖结构为出发点，设法找出较少 的综合特征来代表原来较多的特征，而且这些较少的综合特征又能尽可能多地反映较多 大连理工大学硕士学位论文 的特征信息。也就是说，这些综合特征之间既要相互独立，又要代表性最好1 1 6 】。在综合 评价问题研究中往往会产生两个问题：一是由于评价指标个数太多，彼此之间存在着一 定的相关性，使得所观测或研究的参数在一定程度上所反映的信息有所重叠；二是当评 价指标数较多时在高维空间中研究样本的分布规律比较麻烦主成分分析法正是针对上 述问题而提出的，它采取一种降维的思想，从中找出少数几个综合评价指标来代表原来 众多的变量，使得这些综合评价指标尽可能多地反映原来变量的全部信息，而且彼此之 间互不相关，从而使统计分析的系统结构简化。主成分分析法应用的关键是能否找到合 适的主成分。 ( 3 ) 基于决策和智能的综合评价方法 层次分析法 层次分析法是美国学者tl $ a a t y 最早提出，经过多年的发展现已成为一种较为成熟 的方法。该方法是一种定性分析和定量分析相结合的评价决策方法，其基本思路是评价 者将要评价系统的备择方案的各种要素分解成目标层、准则层、方案层，并在同一层次 的各要素之间简单地进行比较、判断和计算，就可以得出不同被评对象的重要程度，从 而为选择最优方案提供决策依据【1 2 】。层次分析法的优点是在对复杂的评价决策问题的本 质、影响因素及其内在关系进行深入分析的基础上，利用较少的定量数据信息便可将人 们的思维过程数学化、系统化，易于被人们所接受。但该方法要求评价者对被评对象的 本质、包含的要素及其相互间的逻辑关系了解得十分透彻。 模糊综合评价法【1 2 】 模糊综合评价法是利用模糊集理论进行评价的一种方法。模糊集理论不是单纯的数 字和符号的形式演算，而是模拟人的思维推理过程，充分利用人脑对模糊现象能够做出 正确判断的优点，使定性化的因素向定量化逼近，从而得出科学的结果。综合评价是人 脑的思维活动，模糊性是人类思维的特点之一，模糊综合评价法在某种程度上弥补了经 典数学与统计数学的不足，因而近年在系统评价领域得到了广泛的应用。 模糊综合评价的步骤与方法如下： a 确定评价因素集【，= ，“：， ，即评价指标体系； b 确定评价集矿= v l ，v ：，v 。 ，即评语等级的模糊尺度集，如中等、好、较好 等； c 确定因素权重集w = q ，( 0 2 ，吃) ，即因素的重要程度； d 单因素评价，就是相对于评价因素甜；分别求出评价v ，的隶属度，并建立模糊 矩阵盂； 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 e 计算综合评价结果b = t r i g ； f 对模糊综合评价结果向量进行分析。 模糊综合评价改进了常规综合评价方法，将被评事物的变化区间做出某种划分，对 事物属于各评价等级的程度做出分析，因此对复杂事物的描述更加深入和客观。 人工神经网络法 人工神经网络可以模拟人脑的某些智能行为，如知觉、灵感和形象思维等，具有自 学习、自组织、自适应和非线性动态处理等特性。目前在综合评价领域研究较多的是b p 神经网络。b p 神经网络应用于复杂对象系统的综合评价，意在建立更加接近于人类思维 模式的定性与定量相结合的综合评价模型。通过对给定样本模式的学习，获取评价专家 的经验、知识、主观判断及对目标重要性的倾向。当需要对有关评价对象做出综合评价 时，该方法便可再现评价专家的经验、知识和直觉思维。人工神经网络评价法既能充分 考虑评价专家的经验和直觉思维模式，又能降低综合评价过程中人为的不确定因素；既 具备综合评价方法的规范性，又能体现出较高的问题求解效率，也较好地保证了评价结 果的客观性，是目前一种较为优秀的综合评价方法旧。 如上所述，综合评价的方法很多，但由于各种方法出发点不同，所以解决问题的思 路不同，适用对象也不同，并且各有优缺点。 2 5 3 评价指标权重系数的确定 在综合评价中，由于各评价指标在模型中的重要程度不全等价，需要对每个评价指 标确定一个权重系数。权重在进行评判和决策的过程中至关重要，它反映了各个因素在 评判和决策过程中所占有的地位或所起的作用，它直接影响到最终的评判和决策结果。 目前评价指标权重系数的确定一般可分为三大类：一类是由专家根据经验判断各评 价指标相对于评价目的而言的相对重要程度，然后经过综合处理获得评价指标权重系数 的主观赋权法；一类是直接依据各被评对象评价指标属性值数列的离散程度确定各评价 指标权重系数的客观赋权法；还有一类就是既含有主观信息、又含有客观信息的主客观 结合赋权法。 ( 1 ) 主观赋权法 主观赋权法认为权重的本质是各评价指标相对于评价目标的相对重要程度的量化 值。由于这种相对重要程度是一种客观存在的模糊概念，对其度量的依据是客观的，但 又必须通过主观判断来获得。主观赋权法主要有德尔菲法、层次分析法、环比法、集值 迭代法等。 德尔菲、法【1 叼 大连理工大学硕士学位论文 德尔菲法是依据多个专家的知识、经验和个人价值观对评价指标体系进行分析、判 断并主观赋权值的一种多次调查方法。当专家意见分歧程度局限在5 - 1 0 时则停止调 查。该方法使用范围广，不受样本是否有数据的限制，缺点是受专家知识、经验等主观 因素影响，过程较繁锁，适用于不易直接量化的一些模糊性评价指标。 层次分析法【嘲 按系统的内在逻辑关系，以评价指标构成一个层次结构，专家针对同一层或同一域 进行两两对比，并按规定的标度值构造判断矩阵，求出判断矩阵的特征向量并将特征向 量归一化得到各因素的权重系数。该方法对各评价指标之间重要程度的分析更具逻辑 性，再加上数学处理，可信度较大，应用范围较广。缺点是各评价指标之间相对重要程 度的判断因专家不同而异，有一定的主观性，适用于具有模糊性的评价指标或有样本数 据的评价指标。 环比法【1 9 1 层次分析法中，当评价指标过多时，比较的工作量很大，且难以满足一致性。环比 法可以克服以上缺点。它将所有评价指标从上到下随意排列，每个评价指标只与上面的 一个评价指标比较，给出重要性程度比值，然后再计算两两评价指标之间的重要性程度 比值，最后作归一化处理后即得到各评价指标的权重系数。 集值迭代法【1 9 1 集值迭代法是建立在统计意义上的，它的思想是请多位专家发表对各评价指标重要 性程度的意见，如果大多数专家均认为某项评价指标重要，则该评价指标权重就应该较 大。 设z = “，x 2 ，工，) 为评价指标集，现有工1 ) 位专家，让每位专家分别在评 价指标集z 中任意选取他认为最重要的s ( 1 s j s m ) 项指标，则专家k 选取的指标构成x 的一个子集z = x ，了：，x ： ， = 1 ，2 ，三) 。 定义函数如下： f l - ，石 以q 卜托j z t ( 2 1 ) 工 厂( _ ) = 段( _ ) i t t 则评价指标的权重为： ( 2 2 ) 抽油机综合评价体系的建立和系统实现 w ，：善业 ( 2 3 ) m 02 l z j ， f ( x ，) j - 1 ( 2 ) 客观赋权法 客观赋权法认为权重系数的大小取决于各评价指标属性值数列的离散程度的相对 大小。也就是说，如果某评价指标的各属性值均相同无差异，则该评价指标的权重系数 值应为零；否则，评价指标属性值的差异( 即离散程度) 越大，则赋予的权重值也越大， 即该评价指标在综合评价中的作用也越大。客观赋权法的特点是消除了主观赋权法的 “主观随意性”，但有其局限性，适用于评价突出各评价对象的差异的情况。客观赋