【正文】 E難以量化，但可定性分析得知，胎膜鍛油缸的煙塵污染，廢氣排放均遠(yuǎn)大于焊接油缸，噪聲污染，冷卻液水霧污染綜合全過(guò)程考慮高于焊接油缸，即E1(1，0)E1(0，1)； E2(1，0)E2(0，1)E3(1，0)E3(0，1) ； E4(1，0)E4(0，1)綜合上述結(jié)果，仍有 （）R也是難以量化，但可定性分析得知，胎膜鍛油缸因工序較多（包括制坯工序），因而油缸材料總量相對(duì)要多，同時(shí)鍛造過(guò)程要消耗掉較多的不可再生資源（煤或天然氣等），因而總體上分析得4) 多目標(biāo)優(yōu)化和決策 因本決策問(wèn)題的決策變量只有兩種選擇（1，0）和（0，1），因而最優(yōu)化方案只需要在以下兩種方案中選擇一種即可。 （247）（）對(duì)胎膜鍛油缸方案：對(duì)焊接油缸方案：由于Ti(1，0) (i=1，2，3，4)和Ti(0，1) (i=1，2，3，4)均可定量求出，因而和可比較準(zhǔn)確地量化。其中與本決策問(wèn)題直接相關(guān)的問(wèn)題主要有：油缸的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、加工質(zhì)量和功能質(zhì)量等。于是有 當(dāng) =（1，0）時(shí)，即采用胎膜鍛油缸（x1=1），而不采用焊接油缸（x2=0）；當(dāng) =（0，1）時(shí)，即不采用胎膜鍛油缸（x1=0），而采用焊接油缸（x2=1）； 其中x1+x2=12) 確定目標(biāo)變量及其構(gòu)成 這里的時(shí)間T應(yīng)指每一個(gè)承壓油缸從原材料購(gòu)進(jìn)后到完成全部加工后（可用于裝配）的平均制造周期。為了驗(yàn)證軟件的適用性，在本章，引入一個(gè)材料成型工藝實(shí)例，并采用此軟件進(jìn)行決策分析，如果最后的分析決策結(jié)果和實(shí)際情況相吻合，即可證明本文所開(kāi)發(fā)的軟件是適用的?！按胧訉?duì)準(zhǔn)則層”共有五個(gè)輸入框，依次輸入待選方案對(duì)判斷準(zhǔn)則的重要度判斷矩陣。 層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建界面 點(diǎn)擊“進(jìn)入決策界面”菜單，便打開(kāi)層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建界面。 運(yùn)算過(guò)程中的重要數(shù)據(jù)及方案選擇結(jié)果都會(huì)在此界面輸出，用戶可以根據(jù)需要查看保存?！爸匾扰袛嗑仃囕斎虢缑妗狈謨蓚€(gè)部分：“準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層”矩陣輸入框和“措施層對(duì)準(zhǔn)則層”矩陣輸入框。依次點(diǎn)擊菜單，按照打開(kāi)界面及提示可以完成層次分析法全過(guò)程。如果發(fā)現(xiàn)軟件有瑕疵，必須立即對(duì)其進(jìn)行修改，修改后軟件再次測(cè)試如果不在報(bào)錯(cuò)方可投入使用。⑤運(yùn)行流程 軟件在提示用戶輸入實(shí)例的判斷矩陣后，會(huì)自動(dòng)按照層次分析法的流程進(jìn)行決策運(yùn)算。 ②功能作用 本軟件是一款用于面向綠色制造的材料成型工藝評(píng)價(jià)和決策過(guò)程的工具軟件。 %按行求和endW = A3 / sum(A3)。A3 = zeros(m,1)。計(jì)算組合一致性比率CR= CI / RI。)。 disp(WK)。 disp(WA)。求A的一致性比率CRn= CIn / RI(n)。 具體設(shè)計(jì)①?zèng)Q策運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)1）：輸入判斷矩陣A,B1,B2,B3,B4,B5。人機(jī)交互模塊提供多種多樣的顯示和對(duì)話形式，如菜單，界面，提示語(yǔ)等供用戶輸入信息和輸出信息。②系統(tǒng)維護(hù)模塊 該模塊是用于系統(tǒng)的擴(kuò)充和完善，它為用戶提供了擴(kuò)充和完善系統(tǒng)功能的有效途徑。④經(jīng)濟(jì)可行性分析軟件開(kāi)發(fā)所需要的軟硬件資源中，硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)已經(jīng)具備，開(kāi)發(fā)工具M(jìn)ATLAB R2008a是從校內(nèi)論壇上下載的，因此整個(gè)項(xiàng)目的投入只有電費(fèi)和網(wǎng)費(fèi)兩項(xiàng)，可以忽略；而軟件一旦開(kāi)發(fā)成功，如前所述，應(yīng)當(dāng)是具有極廣的市場(chǎng)前景的，具體的經(jīng)濟(jì)效益由于調(diào)研條件不具備無(wú)法估算，但可以肯定會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于項(xiàng)目投入。開(kāi)發(fā)工具選擇了Mathworks的MATLAB R2008a，MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱(chēng)，和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。這里主要陳述一下選擇這套平臺(tái)的理由和它的優(yōu)勢(shì)所在。這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，極適合本程序編制的要求[24][25]。Matlab是一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。②可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)用多目標(biāo)決策理論進(jìn)行材料成型工藝評(píng)價(jià)和決策的全部過(guò)程，包括確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要度，方案的重要度排序，并輸出最終的評(píng)價(jià)和決策結(jié)果。對(duì)于總排序的計(jì)算結(jié)果也需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。其計(jì)算過(guò)程如下： 設(shè)A層有m個(gè)要素A1，A2，…，Ai，…，Am，它們關(guān)于上一層的綜合重要度分別為a1，a2，…，ai，…，am。對(duì)于1～9階的判斷矩陣，RI值如表22所示。4）計(jì)算判斷矩陣的最大特征根 （）④ 一致性檢驗(yàn) 在一般評(píng)價(jià)問(wèn)題中，判斷矩陣的值只是評(píng)價(jià)人的估計(jì)值，如果在估計(jì)時(shí)有誤差，則必然會(huì)導(dǎo)致判斷矩陣的特征值和最大特征根也有偏差。 要素比較的判斷尺度 判斷結(jié)果aij對(duì)Hs而言，Ai和Aj同樣重要1對(duì)Hs而言，Ai比Aj略微重要一些3對(duì)Hs而言，Ai比Aj明顯重要5對(duì)Hs而言，Ai比Aj重要得多7對(duì)Hs而言，Ai比Aj極端重要9介于上述兩個(gè)相鄰判斷尺度的中間2，4，6，8③ 層次單排序 層次單排序的目的是通過(guò)計(jì)算相對(duì)重要度對(duì)本層次的各要素相對(duì)于上一層的某要素進(jìn)行重要度排序。對(duì)于綠色制造總體決策問(wèn)題，最底層就是決策向量及組成決策向量的決策變量。最高層的下層是由實(shí)現(xiàn)目標(biāo)必須考慮的準(zhǔn)則和每個(gè)準(zhǔn)則所包含的具體指標(biāo)組成，稱(chēng)為中間層。該方法以決策主體的定性分析和邏輯判斷為主要依據(jù)，建立判斷矩陣并通過(guò)一系列數(shù)學(xué)方法計(jì)算出各種侯選方案的重要度，從而選擇重要度最大的方案作為最優(yōu)方案。具體內(nèi)容將在下一小節(jié)詳細(xì)介紹。根據(jù)模糊集理論的綜合評(píng)定概念，若已知以及權(quán)向量，則Ak的綜合評(píng)定向量可用模糊矩陣形式表示，即 （）模糊綜合評(píng)定向量Sk描述所有評(píng)價(jià)項(xiàng)目屬于ej評(píng)價(jià)尺度的加權(quán)和。因?yàn)橛衜個(gè)評(píng)價(jià)尺度，所以對(duì)第i個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目fi有一個(gè)相應(yīng)的隸屬度向量Ri，i=1，2，…n。評(píng)價(jià)項(xiàng)目集也可以是一個(gè)多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)的集合；根據(jù)專(zhuān)家們的經(jīng)驗(yàn)，或通過(guò)像層次分析法等方法，確定各評(píng)價(jià)項(xiàng)目的權(quán)重W，；按照已經(jīng)制定的評(píng)價(jià)尺度，對(duì)各評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)定。該方法有解的前提是R0，R1，…，Rm1非空，同時(shí)R0，R1，…，Rm2都不能只有一個(gè)元素，否則就很難進(jìn)行下去。有時(shí)同時(shí)處理m個(gè)目標(biāo)比較麻煩，故可采用分層法。 多目標(biāo)決策流程多目標(biāo)決策主要有以下幾種方法：① 化多為少法將多目標(biāo)問(wèn)題化成只有一個(gè)或二個(gè)目標(biāo)的問(wèn)題，然后用簡(jiǎn)單的決策方法求解，最常用的是線性加權(quán)和法。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的研究控制過(guò)程中我們所面臨的系統(tǒng)決策問(wèn)題常常是多目標(biāo)的，例如我們?cè)谘芯可a(chǎn)過(guò)程的組織決策時(shí)，既要考慮生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)量最大，又要使產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本低等。下面就介紹用層次分析法來(lái)對(duì)待求解問(wèn)題進(jìn)行決策分析。對(duì)于某一工藝規(guī)劃決策問(wèn)題 X=[x1,x2,…xn]T求 X=[x1*,x2*,…xn*]T滿足約束條件：gu(X)≤0(u =1,2, …,k)hv(X)= 0(v=1,2, …,pn)使得：F(X)=Optimum [?r（X）；?e（X）；?t（X）；?q（X）；?c（X）]=[ ?r（X*）；?e（X*）；?t（X*）；?q（X*）；?c（X*）] X∈Rn其中：X*——最優(yōu)工藝方案或最優(yōu)工藝參數(shù) gu(X)——不等式約束 hv(X) ——等式約束 面向綠色制造的材料成形工藝決策模型的求解面向綠色制造的材料成形方案工藝規(guī)劃決策問(wèn)題是一個(gè)多目標(biāo)的、定性與定量相結(jié)合的復(fù)雜問(wèn)題，因而其決策模型的求解問(wèn)題十分復(fù)雜，一般情況下很難用通常的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法求解。 環(huán)境影響目標(biāo)函數(shù)：E＝?e（X）；生產(chǎn)時(shí)間目標(biāo)函數(shù)：T＝?t（X）；質(zhì)量目標(biāo)函數(shù)：Q= ?q（X）； 成本目標(biāo)函數(shù)：C＝?c（X）。 面向綠色制造的工藝規(guī)劃決策目標(biāo)體系 面向綠色制造的材料成型工藝決策的通用模型的建立① 面向綠色制造的材料成形工藝規(guī)劃決策問(wèn)題變量描述[11][12][15] 在工藝規(guī)劃決策實(shí)際問(wèn)題中，往往是從若干可行方案中選出最優(yōu)或相對(duì)較優(yōu)的工藝方案。以上五個(gè)決策目標(biāo)根據(jù)各具體的工藝規(guī)劃問(wèn)題又可以進(jìn)一步的具體化，而且量化方法也會(huì)有所不同，需要結(jié)合具體問(wèn)題具體分析[19][20][21][22]。④資源消耗，R包括工藝過(guò)程中消耗的能量、工件材料、輔助物料（刀具、切削液等）等等。②質(zhì)量，Q工藝規(guī)劃的質(zhì)量主要考慮產(chǎn)品加工質(zhì)量，如尺寸精度、表面粗糙度、位置精度等等。由于職業(yè)健康與安全危害主要由環(huán)境排放物導(dǎo)致，因此將其納入環(huán)境影響一并考慮。多目標(biāo)評(píng)價(jià)和決策從提出到現(xiàn)在也有將近40個(gè)年頭了，特別是近些年在工業(yè)企業(yè)管理等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，研究成果較多。本課題研究的目的就是要建立一個(gè)綠色制造工藝方案的多目標(biāo)評(píng)價(jià)和決策體系，以求得多個(gè)綠色工藝方案的相對(duì)最優(yōu)解，獲得相對(duì)綠色度最高的工藝方案[16][17][18]。目前，對(duì)綠色制造工藝的研究主要集中在兩個(gè)方面：一個(gè)方面是研究具體的綠色制造技術(shù)和工藝，將綠色的概念引入到具體的技術(shù)和工藝中，以減少對(duì)環(huán)境的污染，這屬于“硬件研究”，如：干切削技術(shù)，干磨削技術(shù)，快速原型制造技術(shù)等；另一個(gè)方面是研究在時(shí)間T（Time）,質(zhì)量Q(Quality)，成本C(Cost)，資源消耗R(Resource)和環(huán)境影響E(Environment)等目標(biāo)下的評(píng)價(jià)體系和決策系統(tǒng)，以利于正確客觀地評(píng)價(jià)制造工藝或技術(shù)，這屬于“軟件技術(shù)”。論文內(nèi)容主要包括：①面向綠色制造的材料成型工藝決策的模型的建立 根據(jù)對(duì)綠色制造的五大決策目標(biāo)（時(shí)間T,質(zhì)量Q，成本C，資源消耗R，環(huán)境影響E）的期望，建立相應(yīng)的決策模型。另一方面,為實(shí)現(xiàn)集成后的決策目標(biāo)而對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程采取的集成化技術(shù)、方法和支持工具。這種多目標(biāo)決策的含義是：將傳統(tǒng)的制造企業(yè)決策目標(biāo)由單一的經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)（生產(chǎn)率P，成本C，質(zhì)量Q)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诳紤]經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)的同時(shí)，綜合考慮環(huán)境影響(E)和資源消耗目標(biāo)(R),。這一過(guò)程屬于單一目標(biāo)的決策問(wèn)題。其他高校和研究機(jī)構(gòu)，如合肥工業(yè)大學(xué)、華中理工大學(xué)等對(duì)綠色制造的理論體系、專(zhuān)題技術(shù)等也進(jìn)行了不少的研究。機(jī)械科學(xué)研究院已完成了國(guó)家科委“九五”攻關(guān)項(xiàng)目――清潔生產(chǎn)技術(shù)選擇與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、機(jī)械工業(yè)基金項(xiàng)目－－綠色設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策研究。在我國(guó)，近年來(lái)在綠色制造及相關(guān)問(wèn)題方面進(jìn)行了一些研究。歐洲、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的許多跨國(guó)公司都制定了綠色制造實(shí)施目標(biāo)和措施，開(kāi)展節(jié)能、降耗、產(chǎn)品生命周期評(píng)估(LCA)、環(huán)境審核、綠色產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等具體工作,如日本本田公司2001年曾提出“到2003年將全面實(shí)施綠色制造”的口號(hào)。ECDM lab 1995年開(kāi)發(fā)了一套有關(guān)環(huán)境性設(shè)計(jì)軟件EDIT（Environmental Design Industrial Template）。 Manufacturing Grantees Conference）所報(bào)告的與綠色制造相關(guān)的研究課題就有十余項(xiàng)。不少企業(yè)也進(jìn)行了大量研究，如1996年美國(guó)SME學(xué)會(huì)關(guān)于綠色制造研究的圓桌會(huì)議的大多數(shù)骨干是來(lái)自企業(yè)界的負(fù)責(zé)人或代表。特別是在美國(guó)、加拿大、西歐等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)綠色制造及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究。綠色制造(Green Manufacturing),又稱(chēng)環(huán)境意識(shí)制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、面向環(huán)境的制造(MFE)等。有鑒于此，如何使制造業(yè)盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)重要研究方向。制造資源（原材料、能源）制造過(guò)程產(chǎn) 品（使用和處理）廢棄資源環(huán)境污染 制造系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響（其中虛線表示個(gè)別特殊情況下，制造過(guò)程和產(chǎn)品使用過(guò)程對(duì)環(huán)境直接產(chǎn)生污染（如噪聲），而不是廢棄物污染。制造業(yè)是將可用資源（包括能源）通過(guò)制造過(guò)程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。隨著全球環(huán)境的日益惡化，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的研究已愈來(lái)愈重視。有人把全球性的環(huán)境問(wèn)題的嚴(yán)峻程度以及人類(lèi)社會(huì)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的意識(shí)比喻第三次世界大戰(zhàn)。鑒于此，本課題的擬定就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和緊迫性。在工藝改進(jìn)上，當(dāng)今比較流行的是轉(zhuǎn)向綠色工藝，即在產(chǎn)品制造過(guò)程中除考慮傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性因素外，加入對(duì)環(huán)境污染和資源消耗兩大因素的考量；而在工藝方案評(píng)價(jià)和決策的改進(jìn)方面，則主要依托當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，將傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)與決策步驟交由計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行，將工藝設(shè)計(jì)人員從繁重的決策計(jì)算任務(wù)中解放出來(lái)，從而提高決策效率和決策精度。特別是環(huán)境問(wèn)題，其惡化程度與日俱增，正在對(duì)人類(lèi)社會(huì)的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。毫無(wú)疑問(wèn)，人類(lèi)當(dāng)然希望是第二種結(jié)局。于是，近年來(lái)一個(gè)新的概念已提出：最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物，是當(dāng)前世界上環(huán)境問(wèn)題的治本之道。制造業(yè)在將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的制造過(guò)程中和產(chǎn)品的使用和處理過(guò)程中，同時(shí)產(chǎn)生廢棄物（廢棄物是制造資源中未被利用的部分，所以也稱(chēng)廢棄資源），廢棄物是制造業(yè)對(duì)環(huán)境污染的主要根源?？梢哉f(shuō)，制造業(yè)一方面是創(chuàng)造人類(lèi)財(cái)富的支柱產(chǎn)業(yè)，但同時(shí)又是當(dāng)前環(huán)境污染的主要源頭。綠色制造實(shí)質(zhì)上是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。近年來(lái)，綠色制造及其相關(guān)問(wèn)題的研究非常活躍?？位仿〈髮W(xué)的綠色設(shè)計(jì)研究所從事綠色設(shè)計(jì)、管理、制造、法規(guī)制定等的研究和教育工作，并與政府、企業(yè)、基金會(huì)等廣泛合作。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)對(duì)綠色制造中的相關(guān)問(wèn)題的研究給予了高度重視和支持，如美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)1999年資助課題報(bào)告會(huì)（NSF Design amp。對(duì)環(huán)境意識(shí)制造中的環(huán)境性設(shè)