一種卷煙綜合質量的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種卷煙綜合質量的分析方法，包括以下步驟：步驟S1，確定卷煙的質量指標；步驟S2，采用AHP法確定卷煙的質量指標的各自權重F1；步驟S3，基于DEA法確定卷煙的質量指標的各自權重F2；步驟S4，根據(jù)權重F1和權重F2，得到綜合權重Fi*；步驟S5，對卷煙的質量指標進行灰色關聯(lián)分析，計算灰色關聯(lián)系數(shù)，將灰色關聯(lián)系數(shù)進行均一化處理后，獲得關聯(lián)系數(shù)矩陣L；步驟S6，根據(jù)綜合權重Fi*和關聯(lián)系數(shù)矩陣L，獲得關聯(lián)度Ri。本發(fā)明提供的一種卷煙綜合質量的分析方法，評價質量、精度、效率得到提高，該種分析方法操作簡便，非常值得在對煙葉原料、配方、工藝優(yōu)化、減害降焦的評價上進行應用。
【專利說明】
-種卷煙綜合質量的分析方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于煙草技術領域，設及一種卷煙綜合質量的分析方法。
【背景技術】
[0002] 卷煙質量設及的范圍較廣，卷煙質量的評估則需要對卷煙的煙葉原料、配方、工藝 優(yōu)化、安全性、危害性等多方面進行綜合評估。目前，如中國專利《一種適用于混合型卷煙的 烤煙原料感官質量評價方法KCN103884819A)在評價烤煙原料感官質量時采取純主觀的方 法，通過評委打分折換權重的方式直接判斷烤煙原料在混合型葉組配方中的適用性，取決 于人為因素的影響，可能會帶來偏差。同時，如中國專利《基于灰色關聯(lián)分析的卷煙工序質 量綜合評價系統(tǒng)及其方法KCN101414183A)介紹了在卷煙加工時利用灰色關聯(lián)分析評價工 序質量的方法，在綜合評價卷煙工序質量采取灰色關聯(lián)分析純客觀的方法，未有主觀偏好 參與。再者如尤長虹(建立卷煙質量得分評價體系[D].中國農業(yè)大學，2002.)采用層次分析 法、綜合分析法建立卷煙質量得分體系；胡建軍(煙葉質量評價方法優(yōu)選與實證研究[D].湖 南農業(yè)大學，2009.)采用層次分析法結合灰色關聯(lián)理論對煙葉原料進行評價的方法。運些 方法未考慮評估主體特性最優(yōu)化、效益最大化。因此，有必要對卷煙質量的評估進行進一步 深入的分析與探討。

【發(fā)明內容】

[0003] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種卷煙綜合質量的分析 方法，用于解決現(xiàn)有技術中缺乏基于AHP和DEA的灰色關聯(lián)法對卷煙設計綜合質量進行分析 的方法的問題。AHP方法可對評價指標之間的相對重要性運類問題進行定性，DEA方法可針 對相同重量煙絲產生最少的化學有害物質等運類功效最優(yōu)化的問題進行定量，而灰色關聯(lián) 法可對參比卷煙與理想設定值之間的接近程度進行定量，運=種方法為設計者及使用者的 不同需求提供了有效、多樣化的途徑。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種卷煙綜合質量的分析方法，包 括W下步驟：
[0005] 步驟Sl，確定卷煙的質量指標；
[0006] 優(yōu)選地，步驟Sl中，所述卷煙的質量指標是指卷煙設計中，需要分析卷煙質量的物 理、化學、感官等特性指標。具體來說，所述物理指標如單支重量、吸阻、圓周、硬度;所述化 學指標(煙氣指標)如焦油量、煙堿量、CO量;所述感官指標如光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激 性、余味。
[0007] 優(yōu)選地，步驟Sl中，所述質量指標標記為乂1^2-，乂。，其中，乂右下標數(shù)字或符號表示 質量指標個數(shù)，n為正整數(shù)，表示質量指標為n個。
[000引步驟S2，采用AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重Fi;
[0009] 優(yōu)選地，步驟S2中，所述AHP(Analytic Hierarchy Process)法是指層次分析法， 是用決策者的經驗來判斷各衡量指標與標準之間的相對重要程度，并合理給出每個決策方 案各標準的權數(shù)，利用權數(shù)求出各方案的優(yōu)劣次序，是對定性問題進行定量分析的一種簡 便、靈活而又實用的多準則決策方法。所述AHP法是一種主觀評價方法。
[0010] 優(yōu)選地，步驟S2中，所述采用AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重Fi, 包括W下步驟：
[0011] 步驟S21，根據(jù)九分位相對重要程度的比例標度，確定卷煙各質量指標的相對重要 程度；
[0012] 步驟S22,將步驟S21確定卷煙各質量指標的相對重要程度的結果，進行比較后獲 得的數(shù)值，形成判斷矩陣；
[0013] 步驟S23,將步驟S22形成的判斷矩陣，按公式(5)進行計算，確定卷煙的質量指標 的各自權重Fl,所述公式(5)為:Fl=(；fl，f2，，，，fn)，其中，fl，f2，，'，fn為n個卷煙質量指標中各 個質量指標之間的相對重要程度比較后的權重，f右下標符號n為正整數(shù)。所述公式(5)為矩 陣。
[0014] 表1標度量化表 「00151
[0020]
[0021] 更優(yōu)選地，步驟S22中，所述判斷矩陣中的質量指標選自物理指標、化學指標、感官 指標中的一種或多種的組合。
[0022] 進一步優(yōu)選地，所述物理指標選自單支重量、吸阻、圓周、硬度中的一種或多種的 組合。
[0023] 進一步優(yōu)選地，所述化學指標選自焦油量、煙堿量、CO量中的一種或多種的組合。
[0024] 進一步優(yōu)選地，所述感官指標選自光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味中的一種 或多種的組合。
[00巧]更優(yōu)選地，步驟S22中，所述判斷矩陣中的質量指標在1、2、3、4、5、6、7、8、9W及1/ 2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9 之中取值。
[0026] 更優(yōu)選地，步驟S23中，所述卷煙的質量指標的各自權重Fi是將表2中形成的判斷 矩陣數(shù)據(jù)，根據(jù)AHP軟件按公式(5)進行處理獲得。其中，AHP軟件是為了避免繁瑣手工計算， 開發(fā)出的適用于層次分析法中根據(jù)判斷矩陣計算各指標相對權重的軟件。所述AHP軟件具 體為yaahp層次分析法軟件，由欣扇允軟件技術有限公司研發(fā)。
[0027] 步驟S3，基于DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2;
[00巧]優(yōu)選地，步驟S3中，所述DEA(Data envelope analyse)法是指數(shù)據(jù)包絡分析法，是 根據(jù)決策單元的多輸入、多輸出指標，應用數(shù)學規(guī)劃對決策單元的相對有效性進行綜合評 價的方法。所述DEA法是客觀評價方法。
[0029] 優(yōu)選地，步驟S3中，所述基于DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2， 包括W下步驟：
[0030] 步驟S31，設定有m個參比卷煙，所述參比卷煙中有n個質量指標，從n個質量指標中 選擇P個輸入指標和q個輸出指標，按公式(6)確定輸入向量Ti，按公式(7)確定輸出向量Mi， 按公式(8)確定輸入權重向量V，按公式(9)確定輸出權重向量U;
[0031] 更優(yōu)選地，所述公式(6)為:Ti=(tli，t2i，…，tsi，…，tpi)T。
[0032] 更優(yōu)選地，所述公式（7)為:Mi= (mii,m2i,...，mki，...，mqi)T。
[003；3]更優(yōu)選地，所述公式(8)為:V=(vi，V2，...，Vs，...Vp)T。
[0034]更優(yōu)選地，所述公式（9)為:U=(山，U2，...，Ukr..Uq)T。
[00對式(6)、（7)、（8)或(9)中，
[0036] tii，t2i，...，tsi，…，tpi為m個參比卷煙中P個輸入指標的測J試值，其中，t右下標符號 S表示P個輸入指標中第S個輸入指標，t右下標符號P表示P個輸入指標中第P個輸入指標，t 右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙，p、s、i均為正整數(shù)；
[0037] nui,m2i，...，mki，...，IIiqi為m個參比卷煙中q個輸出指標的巧聯(lián)值，其中，m右下標符號 k表示q個輸出指標中第k個輸出指標，m右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標，m 右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙，q、k、i均為正整數(shù)；
[00測 Vl，V2，...，Vs，... Vp為輸入指標測試值對應的權重，其中，V右下標符號S表示P個輸 入指標中第S個輸入指標，V右下標符號P表示P個輸入指標中第P個輸入指標；
[0039] 山，U2，…，Uk，... Uq為輸出指標測試值對應的權重，其中，U右下標符號k表示q個輸 出指標中第k個輸出指標，U右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標；
[0040] 所述測試值為對質量指標(包括輸入指標和輸出指標)進行性能測試后獲得的數(shù) 值;所述輸入指標是指對卷煙質量具有負面影響的質量指標;所述輸出指標是指對卷煙質 量具有正面影響的質量指標；
[0041] T為矩陣轉置符號.
[0042] p+q = n；
[0043] tsi〉0(s = l,2,...，p);
[0044] mki〉(Kk=l,2,...，q)。
[0045] 所述公式(6)、（7)、（8)或(9)為矩陣。
[0046] 步驟S32,根據(jù)步驟S31確定的向量，對卷煙進行評價，按公式（10)計算獲得最優(yōu)化 模型；
[0047] 所述公式(10)為：
[004引
[0049]公式（10)要求滿足W下條件：
[(K)加]
[0化1 ]
[0052] V= (VI, V2, ...Vs, ...Vp)T>〇
[0053] U=(山，U2, ...Uk, ...Uq)T>〇
[0054] 式中；
[0055] E表示多項式的求和;Max表示求取公式（10)的最大值;其它符號含義同公式(6)、 (7)、（8)或(9)。所述公式（10)通過Lingo軟件進行計算。所述Lingo軟件是美國LINDO系統(tǒng)公 司開發(fā)的一套專口用于求解最優(yōu)化問題的軟件。所述Lingo軟件具體為Lingoll軟件，由 LINDO Systems Inc研發(fā)。
[0056] 步驟S33,根據(jù)步驟S32中最優(yōu)化模型，獲得參比卷煙的質量指標的輸入輸出權重 向量，按公式（11)經歸一化處理后得到權重F2,所述公式（11)為：F2=(U1，U2,…，Uq，Vl, V2,…Vp)。所述公式(11)為矩陣。所述公式(11)中符號含義同公式(8)或(9)。
[0057] 步驟S4,根據(jù)步驟S2中獲得的權重Fi和步驟S3中獲得的權重F2,計算得到綜合權重 Fi*;
[005引優(yōu)選地，步驟S4中，所述綜合權重Fi*按公式（1)計算，
[0059]所述公式（1)為:Fi* = oFi+(l-a)F2,其中，a為評估主體的偏好系數(shù)，aG[0，l];F*右 下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙。所述公式（1)中，所述參比卷煙設定有m個參 比卷煙。
[0060] 所述公式(1)采用線性加權法計算獲得綜合權重Fi^
[0061] 步驟S5,對步驟Sl中卷煙的質量指標進行灰色關聯(lián)分析，計算灰色關聯(lián)系數(shù)Loi 化），將灰色關聯(lián)系數(shù)進行均一化處理后，獲得關聯(lián)系數(shù)矩陣L
[0062] 優(yōu)選地，步驟S5中，所述灰色關聯(lián)分析是將所測定的各個質量指標看作一個灰色 系統(tǒng)，根據(jù)因素數(shù)列的幾何形狀發(fā)展態(tài)勢的接近程度W衡量因素間關聯(lián)程度的大小。
[0063] 優(yōu)選地，步驟S5中，所述灰色關聯(lián)系數(shù)Ui化)按公式(2)計算，
[0064] 所述公式(2)為：
其中，Ui化)為母序列Xo與子序列Xi的關 聯(lián)系數(shù)，其中，母序列Xo為m個參比卷煙中n個質量指標的設定值，子序列Xi為m個參比卷煙中 第i個參比卷煙的n個質量指標的測試值，所述母序列Xo與子序列Xi為矩陣；Adi化)為母序 列Xo與子序列Xi比較的絕對差；A max和A min分別為比較所有序列各個時刻絕對差中的最 大值和最小值;P為分辨系數(shù)，取0~0.5。所述公式(2)中，所述參比卷煙設定有m個參比卷 煙，所述質量指標設定有n個質量指標。
[0065] 所述公式(2)通過DI^軟件進行計算。所述DPS軟件是一套可進行多功能數(shù)據(jù)處理、 數(shù)值計算、統(tǒng)計分析和模型建立的軟件。所述DPS軟件具體為浙大DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V6.55， 由海洋科技貿易有限公司研發(fā)。
[0066] 更優(yōu)選地，所述分辨系數(shù)P其意義是削弱最大絕對差數(shù)值太大引起的失真，提高關 聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性。
[0067] 優(yōu)選地，步驟S5中，所述關聯(lián)系數(shù)矩陣L按公式(3)進行均一化處理，
[006引所述公式（3)為； 其中，Lir-Lnn為參比卷煙中某一質量 f 指標的權重，其中，L右下標符號nn表示n個參比卷煙的n個質量指標中第n個參比卷煙的第n 個質量指標。所述公式(3)中，所述參比卷煙設定有n個參比卷煙，所述質量指標設定有n個 質量指標。
[0069] 步驟S6,根據(jù)步驟S4中獲得的綜合權重Fi*和步驟S5中獲得的關聯(lián)系數(shù)矩陣L，計算 獲得關聯(lián)度Ri。
[0070] 優(yōu)選地，步驟S6中，所述關聯(lián)度Ri按公式(4)計算，
[007。所述公式（4)為：Ri = kXFi*=[Lii，Li2，...Lin]X[fii，fi2，...fin]T，i = l，2r''，m^ 中，R、L、f、護右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙；L、f右下標符號n表示n個質 量指標中第n個質量指標;Lin為由灰色關聯(lián)法得到的第i號參比卷煙的第n個質量指標的權 重;fin為由AHP和DEA得到的第i號參比卷煙的第n個質量指標的綜合權重。所述公式(4)中， 所述參比卷煙設定有m個參比卷煙，所述質量指標設定有n個質量指標。
[0072] 優(yōu)選地，步驟S6中，所述關聯(lián)度Ri越大，表明參比卷煙的質量指標與設定值越接 近，越滿足設計者的要求。
[0073] 如上所述，本發(fā)明提供了一種卷煙綜合質量的分析方法，基于AHP和DEA的灰色關 聯(lián)法對卷煙的多個質量指標進行綜合分析評價，質量指標設及一種對卷煙的煙葉原料、配 方、工藝優(yōu)化、安全性、危害性等進行評價的方法，避免了單一指標評價的片面性、局限性， 使評價質量、精度、效率得到提高。該種分析方法引入主、客觀系數(shù)，用一定標度將評估主體 的主觀判斷進行客觀量化，可為卷煙設計、加工技術、減害降焦提供可靠的理論依據(jù)。該種 分析方法操作簡便，非常值得在對煙葉原料、配方、工藝優(yōu)化、減害降焦的評價上進行應用。
【附圖說明】
[0074] 圖1顯示為基于AHP和DEA灰色關聯(lián)法的卷煙質量分析方法示意圖。
[0075] 圖2顯示為參比卷煙質量分析的層次結構示意圖。
[0076] 圖3顯示為參比卷煙分析指標及其權重示意圖。
【具體實施方式】
[0077] 下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應理解，運些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。
[0078] W下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所掲露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可W通過另外不同的具體實 施方式加 W實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可W基于不同觀點與應用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0079] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種卷煙綜合質量的分析方法，包括W下步驟：
[0080] 步驟Sl，確定卷煙的質量指標；
[0081] 步驟S2，采用AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重Fi;
[0082] 步驟S3，基于DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2;
[0083] 步驟S4,根據(jù)步驟S2中獲得的權重Fi和步驟S3中獲得的權重F2,計算得到綜合權重 Fi*;
[0084] 步驟S5,對步驟Sl中卷煙的質量指標進行灰色關聯(lián)分析，計算灰色關聯(lián)系數(shù)Loi 化），將灰色關聯(lián)系數(shù)進行均一化處理后，獲得關聯(lián)系數(shù)矩陣L
[0085] 步驟S6,根據(jù)步驟S4中獲得的綜合權重Fi*和步驟S5中獲得的關聯(lián)系數(shù)矩陣L，計算 獲得關聯(lián)度Ri。
[0086] 在步驟S2中，所述采用AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重Fi,包括W 下步驟：
[0087] 步驟S21，根據(jù)九分位相對重要程度的比例標度，確定卷煙各質量指標的相對重要 程度；
[0088] 步驟S22,將步驟S21確定卷煙各質量指標的相對重要程度的結果，進行比較后獲 得的數(shù)值，形成判斷矩陣；
[0089] 步驟S23,將步驟S22形成的判斷矩陣，按公式(5)進行計算，確定卷煙的質量指標 的各自權重Fl,所述公式(5)為:Fl=(；fl，f2，，，，fn)，其中，fl，f2，，'，fn為n個卷煙質量指標中各 個質量指標之間的相對重要程度比較后的權重。
[0090] 所述九分位相對重要程度的比例標度見表1，所述判斷矩陣見表2。
[0091] 在步驟S3中，所述基于DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2,包括W 下步驟：
[0092] 步驟S31，設定有m個參比卷煙，所述參比卷煙中有n個質量指標，從n個質量指標中 選擇P個輸入指標和q個輸出指標，按公式(6)確定輸入向量Ti，按公式(7)確定輸出向量Mi， 按公式(8)確定輸入權重向量V，按公式(9)確定輸出權重向量U;
[0093] 步驟S32,根據(jù)步驟S31確定的向量，對卷煙進行評價，按公式（10)計算獲得最優(yōu)化 模型；
[0094]步驟S33,根據(jù)步驟S32中最優(yōu)化模型，獲得參比卷煙的質量指標的輸入輸出權重 向量，按公式（11)經歸一化處理后得到權重F2,所述公式（11)為：F2 = (Ul，U2，…，Uq, VI， V2,...Vp)。
[00 巧]其中，所述公式(6)為:Ti=(tli，t2i，…，tsi，…，tpi)T。
[0096] 所述公式（7)為:Mi= (mii,m2i,...，mki，...，mqi)T。
[0097] 所述公式(8)為:V= (VI,V2,…，Vs, ???Vp)'''。
[009 引所述公式（9)為:U=(山,U2，...，Uk，...Uq)T。
[0099] 所述公式(10)為：
[0100]
[0101] 公式(10)要求滿足W下條件：
[0102]
[0103]
[0104] V= (VI , V2 , ...Vs , ...Vp)T>0
[0105] U=(山，U2,…化，
[0106] 式中；
[0107] til，t2i，.. ?，tsi，…，tpi為m個參比卷煙中P個輸入指標的巧化式值，其中，t右下標符號 S表示P個輸入指標中第S個輸入指標，t右下標符號P表示P個輸入指標中第P個輸入指標，t 右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙，p、s、i均為正整數(shù)；
[010引 mii,m2i,,mki,...，mqi為m個參比卷煙中q個輸出指標的測J試值，其中，m右下標符號 k表示q個輸出指標中第k個輸出指標，m右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標，m 右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙，q、k、i均為正整數(shù)；
[0109] Vl ,V2 ,…，Vs ,…Vp為輸入指標測試值對應的權重，其中，V右下標符號S表不P個輸 入指標中第S個輸入指標，V右下標符號P表示P個輸入指標中第P個輸入指標；
[0110] Ui ,112,…，Uk,…Uq為輸出指標測試值對應的權重，其中，U右下標符號k表不q個輸 出指標中第k個輸出指標，U右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標；
[011U T 為矩陣轉置符號；p+q二n;tsi〉Q(s = i ,2,…，P) ;mki〉(Kk=l,2,…，q);
[0112] E表示多項式的求和;Max表示求取公式(10)的最大值。
[0113] 在步驟S4中，所述綜合權重Fi^安公式（1)計算，
[0114] 所述公式（1)為:Fi* = oFi+(l-a)F2,其中，a為評估主體的偏好系數(shù)，aG[(U];F*右 下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙。
[0115] 在步驟S5中，所述灰色關聯(lián)系數(shù)Ui化)按公式(2)計算，
[0116] 所述公式(2)為
其中，Ui化)為母序列Xo與子序列Xi的關 聯(lián)系數(shù)，其中，母序列Xo為m個參比卷煙中n個質量指標的設定值，子序列Xi為m個參比卷煙中 第i個參比卷煙的n個質量指標的測試值；A。1化)為母序列Xo與子序列Xi比較的絕對差；A max和A min分別為比較所有序列各個時刻絕對差中的最大值和最小值;P為分辨系數(shù)，取0 ~0.5〇
[0117]在步驟S5中，所述關聯(lián)系數(shù)矩陣L按公式(3)進行均一化處理，
[011引所述公式（3)為
其中，Lir-Lnn為參比卷煙某一指標的 權重，其中，L右下標符號nn表示n個參比卷煙的n個質量指標中第n個參比卷煙的第n個質量 指標。
[0119] 在步驟S6中，所述關聯(lián)度Ri按公式(4)計算，
[0120] 所述公式（4)為：Ri = レXFi*=[Lil，Li2，...Lin]X[fil，fi2，...fin]T，i = l，2，…，m，其 中，R、L、f、護右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙；L、f右下標符號n表示n個質 量指標中第n個質量指標;Lin為由灰色關聯(lián)法得到的第i號參比卷煙的第n個質量指標的權 重;fin為由AHP和DEA得到的第i號參比卷煙的第n個質量指標的綜合權重。
[0121] 實施例1
[0122] 根據(jù)圖1所示，對卷煙質量進行分析，步驟如下：
[0123] 1、確定卷煙質量指標：由于卷煙質量中的物理指標與外觀品質緊密相連，直接影 響消費者對卷煙品質的直觀感受，如圖2所示，選取物理指標中的單支重量、吸阻、圓周、硬 度作為評價指標;焦油量、煙堿量、CO量是煙盒上給消費者呈現(xiàn)卷煙危害性的化學指標，故 選取作為評價指標。
[0124] 2、采用AHP法確定卷煙的質量指標的權重Fi:根據(jù)表1所示九分位相對重要程度的 比例標度，對卷煙質量各指標之間的相對重要程度進行評分。
[012引其中，根據(jù)乂1與、"同等'重要，選擇ai逼化值為1;根據(jù)乂1比、"稍微"重要，選擇aij 量化值為3;根據(jù)沿比^ "明顯"重要，選擇au量化值為5;根據(jù)Xi比、"強烈"重要，選擇曰1^量化 值為7;根據(jù)Xi比的"極端'重要，選擇ai逼化值為9;根據(jù)Xi比、"稍微"次要，選擇31逼化值為 1/3;根據(jù)如化"0月顯"次要，選擇曰1逼化值為1/5;根據(jù)Xi比、"強烈"次要，選擇曰1逼化值為 1/7;根據(jù)Xi比X/'極端"次要，選擇扣逼化值為1/9。當ai逼化值為2、4、6、8、1/2、1/4、1/6、1/ 別寸，分別表示相鄰兩個相對重要程度之間的量化值。其中，Xi為n個卷煙質量指標中第i個 質量指標，Xj為n個卷煙質量指標中第j個質量指標，町為Xi與X遜行相對重要程度的比較后 獲得的量化值。在本實施例中，卷煙質量指標的個數(shù)n = 7。
[0126] 然后，根據(jù)表2所示的判斷矩陣進行計算，從而獲得如表3所示的判斷矩陣。將表3 的判斷矩陣中的數(shù)據(jù)利用AHP軟件進行計算，得到單支重量、吸阻、圓周、硬度、焦油量、煙堿 量、CO 量各指標權重系數(shù) Fi= (0.0388,0.2602,0.1005,0.1005,0.3000,0.1000,0.1000)， 具體結果見圖3dAHP軟件具體為yaahp層次分析法軟件，由欣扇允軟件技術有限公司研發(fā)。
[0127] 表3卷煙質量各指標判斷矩陣 [012 引

[0129] 3、制樣及檢測：為考察不同原料的煙葉制成的產品質量，將上部葉貴州B22、中部 葉貴州C3F、下部葉貴州X2F各200kg在現(xiàn)行工藝條件下經制絲卷包后制得樣品，分別記為1、 2、3號樣品。對1、2、3號樣品抽樣各4條，其中2條進行單支重量、吸阻、圓周、硬度的檢測，其 余2條進行焦油量、煙堿量、CO量的檢測，測試值如表4所示。
[0130] 4、確定卷煙質量各指標的設定值:參照企業(yè)卷煙質量標準QJ/SY. CP51.2-2011《紅 雙喜產品技術要求》中確定上述指標的設定值，設定值如表4所示。
[0131] 表4卷煙質量指標測試值與設定值
[0132]
[0133] 5、采用DEA法確定卷煙的質量指標的權重F2:為考察不同原料下單位煙絲產生的 有害成分釋放量，W焦油量、煙堿量、CO量為輸入向量，單支重量、吸阻、圓周、硬度為輸出向 量，將表4中的數(shù)據(jù)極值化后，由DEA模型得到下式：
[0134] Max 0.999U1+U化0.831u3+0.951u4
[0135] S. t. vl+v2+0.867v3-0.999ul-u2-〇. 831u3-〇. 951u4^0
[0136] 0.882vl+0.636v 化 v3-ul-u2-0.907u3-0.889u4->0
[0137] 0.647vl+0.318v2+0.867v3-〇. 924ul-〇. 999u2-u3-u4^0
[0138] vl+v2+0.867v3 = l
[0139] 運用Lingo軟件解最優(yōu)解，經歸一化處理后，得到參比卷煙質量各指標的權重F2， 具體結果見表5所示。Lingo軟件具體為Lingoll軟件，是由美國LINDO系統(tǒng)公司開發(fā)的一套 ?？谟糜谇蠼庾顑?yōu)化問題的軟件。
[0140] 表5由DEA得到的參比卷煙質量各指標權重F2 「01411
[0142] 6、綜合權重。1^勺計算:在偏重于減害降焦的前提下，根據(jù)公式:。1^ =證1+(1-(1炸2, 取a為0.3，由此得到 1號樣品綜合權重Fi*= (0.3395，0.0781，0.0302，0.0302，0.0900， 0.0660,0.3661 )，2號樣品 F2*= (0.3419,0.0781,0.0302,0.0302,0.1602,0.0300,0.3296)， 3 號樣品 F3*= (0.0116,0.0781,0.3552,0.0302,0.0900,0.0300,0.4049)。
[0143] 7、卷煙質量指標的灰色關聯(lián)分析:運用DPS軟件對表3中的數(shù)據(jù)進行灰色關聯(lián)分 析，P取0.5,得到關聯(lián)矩陣L，具體結果見表6"DPS軟件是一套可進行多功能數(shù)據(jù)處理、數(shù)值 計算、統(tǒng)計分析和模型建立的軟件，具體為浙大DI^數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V6.55，由海洋科技貿易有 限公司研發(fā)。
[0144]表6參比卷煙質量指標關聯(lián)矩陣L
[0146] 8、基于AHP和DEA的灰色關聯(lián)分析:根據(jù)本發(fā)明中的公式(4)，可得到不同原料下卷 煙質量綜合指標的關聯(lián)度Ri。其中，1號樣品關聯(lián)度Ri = O. 5252,2號樣品R2 = 0.6185,3號樣 品R3 = 0.9414,由此可知，在側重降低卷煙危害成分并結合卷煙外觀質量的設計指導下， 上、中、下部煙葉制成的卷煙質量綜合指標排序為:下部煙葉 > 中部煙葉 > 上部煙葉。
[0147] 實施例2
[0148] 根據(jù)圖1所示，對卷煙質量進行分析，步驟如下：
[0149] 1、確定卷煙質量指標:消費者較關注卷煙口感及危害性，吃味良好而危害性又小 的香煙是卷煙設計者所追求的目標。因此，選取卷煙的化學(煙氣）指標(包括焦油量、煙堿 量、CO量）、感官指標飽括光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味)作為評價指標。
[0150] 2、采用AHP法確定卷煙的質量指標的權重Fi:根據(jù)表1所示九分位相對重要程度的 比例標度，對卷煙質量各指標之間的相對重要程度進行評分。
[0151] 其中，根據(jù)乂1與、"同等'重要，選擇ai逼化值為1;根據(jù)乂1比、"稍微"重要，選擇aij 量化值為3;根據(jù)沿比^ "明顯"重要，選擇au量化值為5;根據(jù)Xi比、"強烈"重要，選擇曰1^量化 值為7;根據(jù)Xi比的"極端'重要，選擇ai逼化值為9;根據(jù)Xi比、"稍微"次要，選擇31逼化值為 1/3;根據(jù)Xi比的"0月顯"次要，選擇31逼化值為1/5;根據(jù)如化"強烈"次要，選擇31逼化值為 1/7;根據(jù)Xi比X/'極端"次要，選擇ai逼化值為1/9。當ai逼化值為2、4、6、8、1/2、1/4、1/6、1/ 別寸，分別表示相鄰兩個相對重要程度之間的量化值。其中，Xi為n個卷煙質量指標中第i個 質量指標，Xj為n個卷煙質量指標中第j個質量指標，aij為Xi與X遜行相對重要程度的比較后 獲得的量化值。在本實施例中，卷煙質量指標的個數(shù)n = 9。
[0152] 然后，根據(jù)表2所示的判斷矩陣進行計算，從而獲得如表7所示的判斷矩陣。將表7 的判斷矩陣中的數(shù)據(jù)利用AHP軟件進行處理，得到焦油量、煙堿量、CO量、光澤、香氣、協(xié)調、 雜氣、刺激性、余味各指標權重系數(shù) Fi= (0.1592,0.0262,0.0646,0.0419,0.2888,0.0527， 0.1807，0.0774，0.1085)。AHP軟件具體為yaahp層次分析法軟件，由欣扇允軟件技術有限公 司研發(fā)。
[0153] 表7卷煙質量各指標判斷矩陣 「nic；Al

[01W] 3、制樣及檢測:對本企業(yè)生產的S個不同價格等級的卷煙編號1、2、3號，按照價格 等級高低排序為：1號〉3號〉2號，卷煙具體情況見表8。抽取1、2、3號卷煙各2條，其中1條進行 焦油量、煙堿量、CO量檢測，另1條由評吸專家組對光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味進行 感官評吸打分。測試值如下表9所示。
[0156]表8不同價格等級的卷煙表 「01571
[0158] 4、確定卷煙質量各指標的設定值:感官質量理想值依據(jù)專家意見設定，設定值如 下表9所示。
[0159] 表9巧巾卷煙質量指標測試值與設定值
[0160]
[0161] 5、采用DEA法確定卷煙的質量指標的權重F2:吃味好危害性小的香煙為較優(yōu)，因此 W焦油量、煙堿、CO、雜氣、刺激性為輸入向量，光澤、香氣、協(xié)調、余味為輸出向量，利用DEA 模型得到下式：
[0162] Max ul+u2+u3+u4
[0163] S. t. 0.9912vl+v 化0.9076v3+v4+v5-ul-u2-u3-u4>0
[0164] 0.9561vl+0.9126v2+v3+0.9818v4+0.9722v5-0.8ul-0.9508u2-0.9245u3- 0.9567u4^0
[01 化]vl+0.9903v 化0.8824v3+v4+v5-ul-0.9836u2-0.9623u3-0.9697u4>0
[0166] 0.9912vl+v化0.9076v3+v4+v5 = I
[0167] 然后運用Lingo軟件解最優(yōu)解，經歸一化處理后，得到參比卷煙質量各指標的權重 F2,具體結果見表10所示。Lingo軟件具體為Lingoll軟件，是由美國LINDO系統(tǒng)公司開發(fā)的 一套專口用于求解最優(yōu)化問題的軟件。
[016引表10由DEA得到的巧中卷煙質量各指標權重F2

[0170] 6、綜合權重Fi*的計算:根據(jù)公式:Fi* = oFi+( l-a)F2，取a為0.6，由此得到I號樣品 綜合權重 Fi*= (0.0955,0.1737,0.0828,0.0251,0.3712,0.0316,0.1084,0.0464,0.0651)， 2 號樣品 F2*= (0.0955,0.2204,0.0388,0.0251,0.1733,0.0316,0.1084,0.0464,0.2604),3 號樣品的 *=(0.0955,0.0157,0.2512,0.2127,0.1733,0.0316,0.1084,0.0464,0.0651)。
[0171] 7、卷煙質量指標的灰色關聯(lián)分析:運用DPS軟件對表7中的數(shù)據(jù)進行灰色關聯(lián)分 析，P取0.5,得到關聯(lián)矩陣L，具體結果見表1UDPS軟件是一套可進行多功能數(shù)據(jù)處理、數(shù)值 計算、統(tǒng)計分析和模型建立的軟件，具體為浙大DI^數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V6.55，由海洋科技貿易有 限公司研發(fā)。
[0172] 表11巧巾卷煙質量指標關聯(lián)矩陣L
[0173]
[0174] 8、基于AHP和DEA的灰色關聯(lián)分析:根據(jù)本發(fā)明中的公式(4)，可得到不同價位卷煙 質量綜合指標的關聯(lián)度Ri。其中，1號樣品關聯(lián)度Ri = O. 7921，2號樣品R2 = 0.7365,3號樣品 R3 = 0.7587，=種價位制成的卷煙質量綜合指標排序為：1號樣品〉3號樣品〉2號樣品，與表8 中價格排序相符合。證明此方法可靠、準確，與實際情況較為一致。
[0175] 所W，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。
[0176] 上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術的人±皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所掲示的精神與技術思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1. 一種卷煙綜合質量的分析方法，包括以下步驟： 步驟Sl，確定卷煙的質量指標； 步驟S2，采用AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F1; 步驟S3，基于DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2; 步驟S4，根據(jù)步驟S2中獲得的權重F1和步驟S3中獲得的權重F2，計算得到綜合權重Fi% 步驟S5,對步驟SI中卷煙的質量指標進行灰色關聯(lián)分析，計算灰色關聯(lián)系數(shù)U1U)，將 灰色關聯(lián)系數(shù)進行均一化處理后，獲得關聯(lián)系數(shù)矩陣L; 步驟S6,根據(jù)步驟S4中獲得的綜合權重和步驟S5中獲得的關聯(lián)系數(shù)矩陣L，計算獲得 關聯(lián)度Ri。2. 根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S2中，所述采用 AHP法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重?:，包括以下步驟： 步驟S21，根據(jù)九分位相對重要程度的比例標度，確定卷煙各質量指標的相對重要程 度； 步驟S22,將步驟S21確定卷煙各質量指標的相對重要程度的結果，進行比較后獲得的 數(shù)值，形成判斷矩陣； 步驟S23,將步驟S22形成的判斷矩陣，按公式(5)進行計算，確定卷煙的質量指標的各 自權重Fi，所述公式(5)為:Fi=(fi，f2，···;^)，其中，fi，f2，···;^為η個卷煙質量指標中各個質 量指標之間的相對重要程度比較后的權重。3. 根據(jù)權利要求2所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，所述九分位相對重要 辟辟的卜M別說辟m fm下說辟是仆妄.注:2、4、6、8、1/2、1/4、1/6、1/8分別表示表中相鄰兩個相對重要程度之間的量化值 表中，Xi為η個卷煙質量指標中第i個質量指標，Xj為η個卷煙質量指標中第j個質量指 標;相對重要程度為&與)^之間進行相對重要程度的比較;為&與)(」進行相對重要程度的 比較后獲得的量化值。4. 根據(jù)權利要求2所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S22中，所述判斷 矩陣見如下表：表中，H為卷煙質量；Xi為η個卷煙質量指標中苐i個質量指標，Xj為η個卷煙質量指標中 第j個質量指標;為&與)(」進行相對重要程度的比較后獲得的量化值。5.根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S3中，所述基于 DEA法確定步驟Sl中卷煙的質量指標的各自權重F2，包括以下步驟： 步驟S31，設定有m個參比卷煙，所述參比卷煙中有η個質量指標，從η個質量指標中選擇 P個輸入指標和q個輸出指標，按公式(6)確定輸入向量Ti，按公式(7)確定輸出向量Mi，按公 式(8)確定輸入權重向量V，按公式(9)確定輸出權重向量U; 所述公式(6)為:Ti = (tli，t2i,…，tsi,…，tpi)T; 所述公式（7)為:Mi= (mii，m2i,…，mki,…，mqi)T; 所述公式⑶為:ν=(νι，ν2，···，ν3，···νΡ)τ; 所述公式(9)為:U= (Ul，U2,…，Uk，，"Uq)T; 式(6)、（7)、（8)或(9)中， tu，t2i,…，tsi，···，tPi為m個參比卷煙中p個輸入指標的測試值，其中，t右下標符號s表 示P個輸入指標中第s個輸入指標，t右下標符號p表示p個輸入指標中第p個輸入指標，t右下 標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙； mii，nm，…，mki，…，mqi為m個參比卷煙中q個輸出指標的測試值，其中，m右下標符號k表 示q個輸出指標中第k個輸出指標，m右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標，m右下 標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙； Vl，V2，…，Vs，…Vp為輸入指標測試值對應的權重，其中，V右下標符號s表示p個輸入指標 中第s個輸入指標，V右下標符號p表示p個輸入指標中第p個輸入指標； m，U2，…，Uk，~Uq為輸出指標測試值對應的權重，其中，u右下標符號k表示q個輸出指標 中第k個輸出指標，U右下標符號q表示q個輸出指標中第q個輸出指標； T為矩陣轉置符號； P+q = n； tsi>0(s = 1，2,…，p); mki>0(k= 1，2,…，q); 步驟S32,根據(jù)步驟S31確定的向量，對卷煙進行評價，按公式（10)計算獲得最優(yōu)化模 型;所述公式(10)為： Max;. ^ ukmk, k:::i 公式(10)要求滿足以下條件： S,t· 上…，m i---t -k = \ 虧,V jsi = 1 V= (vi, V2 , ***Vs , ***Vp)T^〇 U= (Ul，U2, ."Uk，."Uq)TX) 式中： Σ表示多項式的求和;Max表示求取公式(10)的最大值； 步驟S33,根據(jù)步驟S32中最優(yōu)化模型，獲得參比卷煙的質量指標的輸入輸出權重向量， 按公式（11)經歸一化處理后得到權重F2,所述公式（11)為:F2 = (Ul，U2，···，Uq，Vl，V2,…Vp)。6. 根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S4中，所述綜合 權重按公式(1)計算， 所述公式⑴為:^=0^+(1-(1)^其中，α為評估主體的偏好系數(shù)，ae[〇，l]。7. 根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S5中，所述灰色 關聯(lián)系數(shù)U1 (k)按公式(2)計算， 所述公式(2)為其中，LQ1(k)為母序列Xo與子序列關聯(lián)系 數(shù)，其中，母序列Xo為m個參比卷煙中η個質量指標的設定值，子序列X1Sm個參比卷煙中第i 個參比卷煙的η個質量指標的測試值；Δ Qi(k)為母序列Xo與子序列Xi比較的絕對差；Amax 和Amin分別為比較所有序列各個時刻絕對差中的最大值和最小值;P為分辨系數(shù)，取0~ 0.5〇8. 根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S5中，所述關聯(lián) 系數(shù)矩陣L按公式(3)進行均一化處理， 所述公式(3)為其中，Lir-Lnn為參比卷煙中某一質量指標的 權重，其中，L右下標符號nn表示η個參比卷煙的η個質量指標中第η個參比卷煙的第η個質量 指標。9. 根據(jù)權利要求1所述的卷煙綜合質量的分析方法，其特征在于，步驟S6中，所述關聯(lián) 度Ri按公式(4)計算， 所述公式(4)為:Ri = Li XFi* = [Lii，Li2, '"Lin] X [fii，fi2, "Ut, i = 1，2,…，m，其中， 右下標符號i表示m個參比卷煙中第i個參比卷煙;L、f右下標符號η表示η個質量指 標中第η個質量指標;Lin為由灰色關聯(lián)法得到的第i號參比卷煙的第η個質量指標的權重； f in為由AHP和DEA得到的第i號參比卷煙的第η個質量指標的綜合權重。
【文檔編號】G06Q10/06GK106022650SQ201610410591
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】余娜, 朱才生, 盛科, 周凱敏, 何晉
【申請人】上海煙草集團有限責任公司