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基于优化组合权与云-VIKOR法的PFMEA风险评估分析与改进
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2021-04-30
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针对过程失效模式与影响分析(PFMEA)风险评估过程专家评估信息的模糊性与随机性,引入云模型将其量化为云语义评估信息,并集结成综合云评价矩阵。针对传统客观加权法不考虑风险因子间相互影响关系的问题,提出改进熵权与云-DEMATEL优化组合求解风险因子权重,其中引入云相似度算法对专家的云评价结果进行精确化处理,避免了评估信息定量转换过程信息的缺失。根据云距离测量法计算每种故障模式与正、负理想解之间的距离,进而提出云-VIKOR法求得各失效模式的风险排序。最后,通过案例分析验证了所提方法的可行性。
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收稿日期:20181224;修回日期:20190121 基金项目:国家自然科学基金资助项目(71861011)
作者简介:柳依帆(1994),女,硕士研究生,主要研究方向为供应链质量控制;于影霞(1964),女(通信作者),山东烟台人,教授,硕导,主要研
究方向为质量控制、可靠性工程(yyxhbl@163.com).
基于优化组合权与云VIKOR法的
PFMEA风险评估分析与改进
柳依帆,于影霞
(华东交通大学 交通与物流学院,南昌 330013)
摘 要:针对过程失效模式与影响分析(PFMEA)风险评估过程专家评估信息的模糊性与随机性,引入云模型将
其量化为云语义评估信息,并集结成综合云评价矩阵。针对传统客观加权法不考虑风险因子间相互影响关系的问
题,提出改进熵权与云DEMATEL优化组合求解风险因子权重,其中引入云相似度算法对专家的云评价结果进行
精确化处理,避免了评估信息定量转换过程信息的缺失。根据云距离测量法计算每种故障模式与正、负理想解之
间的距离,进而提出云VIKOR法求得各失效模式的风险排序。最后,通过案例分析验证了所提方法的可行性。
关键词:失效模式及影响分析;云模型;VIKOR;风险评估
中图分类号:TP391 文献标志码:A 文章编号:10013695(2020)07031207206
doi:10.19734/j.issn.10013695.2018.12.0933
AnalysisandimprovementofPFMEAriskassessmentbasedon
optimalcombinationweightsandcloudVIKORmethod
LiuYifan,YuYingxia
(SchoolofTransportation&Logistics,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013,China)
Abstract:Aimingatthefuzzinessandrandomnessinevaluationprocessofprocessfailuremodeandeffectsanalysis,thispa
perusedcloudmodeltoquantifysemanticevaluationtermsandintegratetheevaluationinformationintoacomprehensivecloud
evaluationmatrix.Aimingattraditionalobjectiveweightingmethodsdidn
’tconsiderthemutualinfluencerelationshipamong
riskindicators,thispapercombinedtheentropymethodandcloudDEMATELtocalculateriskfactorweight,whichuseda
cloudsimilarityalgorithm toclarifysemanticevaluationterms.Anditavoidedmissinginformation.Thispaperusedcloud
VIKORmethodtodeterminetheriskpriorityoffailuremodesandusedaclouddistancemeasurealgorithmtocalculatethedis
tancefromfailuremodetopositiveandnegativeidealsolution.Finally,itgaveanapplicationexampletoillustratethefeasibility
oftheproposedmethod.
Keywords:failuremodeandeffectsanalysis(FMEA);cloudmodel;VIKOR;riskassessment
0 引言
过程失效模式与影响分析(PFMEA)是指在制造或装配过
程中对产品所有可能出现的故障模式及其原因和影响进行分
析、评估,通过计算得到风险排序值(RPN),进而对高风险故障
模式制定相应措施并加以控制
[1]
。PFMEA作为目前可靠性领
域最简便、有效的事前预防和事后改进技术,因 RPN值是由检
测度 O、发生度 S、频度 D三者乘积确定,存在以下几方面的缺
陷
[2~5]
:a)风险因子 O、S、D无差别对待,而实际情况中它们具
有不同权重,并非完全相等;b)难以准确评价不同故障模式的风
险因子,具有不确定性和模糊性;c)标准的 RPN计算方法值得
商榷,不同的发生度、检测度、频度可能产生相同的 RPN值,进
而出现风险排序紊乱,导致某些关键的失效模式难以被发觉。
针对缺陷 a),主流的风险因子赋权法包括主观赋权法、客
观赋权法以及组合赋权法。其中,主观赋权一般包括经验判断
法、改进 AHP
[6]
、模糊综合评判
[7,8]
等,但此类方法过度依赖专
家经验与知识,主观性强。Emovon等人
[9]
提出熵权法与方差
法相结合求解风险因子权重;Chang
[10]
构建熵权最大化模型确
定风险因子权重,组合赋权法是对主、客观赋权结果进行加权
处理;朱玉杰等人
[11]
借助模糊集理论与熵权法求得主、客观权
重;王睿等人
[3]
运用直觉模糊优先加权平均算子集结不同优
先级的专家评估信息,用专家评估法与偏差最大化模型法相结
合的组合赋权法求解风险因子权重。可见,很多客观赋权或组
合赋权法被用来求解风险因子权重,但这些方法仅考虑了风险
因子的离散程度,未考虑风险因子之间的相互影响关系。
针对缺陷 b),国内外诸多学者将传统 FMEA方法与模糊
语言或模糊数学方法集成来实现风险评估。朱江洪等人
[12]
利
用区间二元语义表征专家评估信息,通过共识过程刻画专家风
险偏好,并用风险偏好参数改进多属性边界逼近区域比较法来
确定失效模式的风险排序;Gargama等人
[13]
在用模糊语言表征
评估信息的基础上采用
α
水平集确定模糊 PRN,进而依据模
糊 RPN值得到失效风险排序;王浩伦等人
[2]
通过三角模糊软
集对专家评估信息进行转换,并根据 AND运算对其进行融合,
得到了失效模式风险评估三角模糊软集及风险因子融合指标权
重;Bowles等 人
[14]
将 风 险 因 子 O、S、D当 成 模 糊 数,并 基 于
ifthen规则构建模糊规则库,利用最大—最小理论求得各失效
模式的隶属度,最后根据最大加权平均确定各失效模式的风险
值;伍晓榕等人
[4]
提出模糊关联 FMEA方法,即考虑模糊语境与
失效模式关联性,利用模糊 TOPSIS量化专家经验及语言的模糊
信息,再根据 DEMATEL理论展开模糊关联失效风险评估。
第 37卷第 7期
2020年 7月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol37No7
Jul.2020
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