基于有序综合权重FMEA的邮轮玻璃幕墙风险评估方法

基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法
技术领域
1.本发明涉及一种基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法，属于邮轮玻璃幕墙风险评级方法。


背景技术：

2.随着我国经济飞速发展，邮轮旅游消费市场不断发展，为我国邮轮业的发展和整个邮轮产业链的建设提供了重要的市场基础。实现我国自主设计建造的豪华邮轮，不仅创造经济效益，而且提高我国的产业化水平，意义重大，因此，国家高度重视发展豪华邮轮制造业。邮轮玻璃幕墙作为邮轮上的异型结构之一，发挥着承重、装饰等作用，为邮轮的航行和娱乐功能提供极其重要的保障。
3.然而，由于设计、施工和材料的先天缺陷，或船体碰撞、地震、台风等荷载超过设计要求，或环境侵蚀、材料老化、荷载长期效应和突变效应的耦合作用，邮轮玻璃幕墙容易出现不同情况的故障或失效，进而引发玻璃蒙尘、渗水、结构胶老化失效等，严重时可能导致玻璃自爆甚至承重结构破坏，不仅会带来巨大的经济损失和人员伤亡，还会造成不良的社会影响。因此，对邮轮玻璃幕墙进行评价与分析对邮轮的安全运行与事故预防具有重要意义。
4.国内外用于玻璃幕墙失效风险评价的方法多为专家经验法和模糊综合评价法，具有很强的主观性，然而邮轮玻璃幕墙与一般的陆上玻璃幕墙相比，面临的环境侵蚀与荷载情况更为复杂，且缺少相关经验数据，故传统的玻璃幕墙评价方法不能满足其风险评价需要。改进的失效模式与后果分析(fmea)方法将模糊方法与多属性决策方法相结合，综合考虑主观评分与客观规律，已被广泛应用于器械维护、医疗服务等各领域，在邮轮玻璃幕墙的风险评估领域有待研究。
5.相关文献
6.[1]liuhc,liul,lip.failuremodeandeffectsanalysisusingintuitionisticfuzzyhybridweightedeuclideandistanceoperator[j].internationaljournalofsystemsscience,2014,45(10):2012-2030.
[0007]
[2]liuhc,youjx,shanmm,etal.failuremodeandeffectsanalysisusingintuitionisticfuzzyhybridtopsisapproach[j].softcomputing,2015,19(4):1085-1098.


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的是提供一种邮轮玻璃幕墙风险评估方法，本发明提供的基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法。首先组建专家团队，辨识邮轮玻璃幕墙的失效模式，使用直觉模糊数表示的术语评价各个风险因素与失效模式，然后综合考虑专家给出的主观权重和基于有序加权平均算子的客观权重，计算出风险因素的有序综合权重，最后利用灰色关联分析方法实现风险排序。提出的方法将直觉模糊数、有序综合权重和灰色关
联分析方法相结合，可为邮轮玻璃幕墙的事故预防与安全决策提供指导。技术方案如下：
[0009]
一种基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法，包括如下步骤：
[0010]
步骤一，组建专家团队，根据每个人在团队重要性赋予专家权重；识别对邮轮玻璃幕墙的失效模式；从专家团队处获取对风险因素和失效模式评价，设专家团队识别出m种邮轮玻璃幕墙的失效模式，并根据发生度、严重度、检测度这三种个风险因素对每种失效模式进行主观评价；使用直觉模糊数对专家的风险因素和失效模式主观评价进行转换；
[0011]
步骤二，通过直觉模糊加权平均算子聚合失效模式的主观评分和风险因素的主观权重；将失效模式的主观评分的最大值作为正参考序列；将主观评分的最小值作为负参考序列，方法如下：
[0012]
(1)通过直觉模糊加权平均算子聚合失效模式的主观评分和风险因素的主观权重，将聚合后的失效模式评分记作α
ij
＝(μ
ij
,ν
ij
)，其中，μ
ij
表示该失效模式评分聚合后的隶属度，ν
ij
表示该失效模式评分聚合后的非隶属度；将聚合后的风险因素主观权重记作wj＝(μj,νj)，其中，μj表示该风险因素评分聚合后的隶属度，νj表示该风险因素评分聚合后的非隶属度；
[0013]
(2)根据聚合结果，将失效模式主观评分的最大值作为正参考序列，将失效模式主观评分的最小值作为负参考序列，建立正参考序列和负参考序列其中，分别表示发生度、严重度、检测度这3个风险因素的最高评分，即其中maxμ
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最大的隶属度，minν
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最小的非隶属度；分别表示发生度、严重度、检测度这3个风险因素的最低评分，即其中minμ
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最小的隶属度，maxν
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最大的非隶属度；
[0014]
步骤三，计算有序综合权重：使用标准化公式处理风险因素的主观权重；计算主观评分与正负参考序列之间的距离，并基于有序加权平均算子确定风险因素相对于正负参考序列的有序客观权重；综合考虑主客观权重值，计算各个风险因素相对于正负参考序列的有序综合权重，方法如下：
[0015]
(1)将聚合后的风险因素主观权重标准化，标准化后的主观权重为：
[0016][0017]
(2)计算主观评分与正参考序列的距离主观评分和负参考序列之间的距离计算式为：
[0018][0019][0020]
(3)根据基于正态分布规律的有序加权平均算子，在有3个风险因素时，有序客观
权重为(0.243,0.514,0.243)，即在由大到小排列后，对排在第一位次的风险因素赋权0.243，对排在第二位次的风险因素赋权0.514，对排在第三位次的风险因素赋权0.243；将第i种失效模式根据排序后的有序客观权重记为根据排序后的有序客观权重记为
[0021]
(4)计算第i种失效模式的正有序综合权重为负有序综合权重为其中，为综合权重参数，表示不同的主客观权重组合，根据实际情况在[0,1]范围调整；记其中表示第i种失效模式对应于第j 种风险因素的正有序综合权重；记其中表示第i种失效模式对应于第j种风险因素的负有序综合权重；
[0022]
步骤四，基于灰色关联分析方法，计算各失效模式与正负参考序列的灰色关联度系数，再计算失效模式的灰色关联度，方法如下：
[0023]
首先，计算第i种失效模式与正参考序列的灰色关联度系数和第i种失效模式与负参考序列的灰色关联度系数为：
[0024][0025][0026]
然后，计算第i种失效模式的灰色关联度ξi为：
[0027][0028]
步骤五，失效模式的风险优先度排序：按灰色关联度的递减顺序对于失效模式进行排序，灰色关联度越大，说明该失效模式与正参考序列的关联程度越高；风险越大，风险优先度越高。
[0029]
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：(1)利用直觉模糊数转换评价信息，对专家对邮轮玻璃幕墙评价的不确定性描述更为全面确切；(2)利用有序综合权重算法将主观评分与客观规律全面考虑，减少了决策者的经验不足等造成的评价误差，对于目前尚缺少经验数据的邮轮玻璃幕墙更为适用；(3)利用灰色关联分析方法实现邮轮玻璃幕墙的风险评级，排序机制合理精确，克服了传统风险评级方法的缺陷，流程清晰简单易操作；(4)在邮轮玻璃幕墙的使用过程中，可以根据本发明得出的风险评级结果安排不同的维护维修策略，从而提高维护维修效率，降低维护维修成本。
附图说明
[0030]
图1是一种基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法的流程图；
[0031]
图2是邮轮玻璃幕墙的失效模式。
具体实施方式
[0032]
以下通过具体实施例和附图对本发明的具体结构和实施过程进行详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
如图1所示，在本发明的一个实施方式中，公开一种基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法，包括如下步骤：
[0034]
步骤一，识别失效模式，转换专家评价。首先组建专家团队，根据其在团队重要性赋予专家权重。然后识别对邮轮玻璃幕墙的失效模式。最后从专家团队处获取对风险因素和失效模式评价，并使用直觉模糊数对专家的风险因素和失效模式主观评价进行转换。
[0035]
首先，组建一个有l名专家组成的邮轮玻璃幕墙风险评估团队，赋予第k位团队成员权重λk，注意需满足l名成员赋权之和等于1。
[0036]
然后，专家团队根据其经验和历史数据识别出m种邮轮玻璃幕墙的失效模式，并根据发生度、严重度、检测度这3个风险因素对每种失效模式进行评价。
[0037]
最后，使用直觉模糊数对专家的评价进行转换，转换规则如表1和表2
1.所示。
[0038]
表1直觉模糊数对失效模式评价的转换规则
[0039][0040]
表2直觉模糊数对风险因素评价的转换规则
[0041][0042]
将第k位团队成员在评估第i种失效模式对应第j个风险因素时提供的评分记作其中，表示该失效模式评分的隶属度，表示该失效模式评分的非隶属度；
同时将其在评估第j个风险因素时提供的评分记作其中，表示该风险因素评分的隶属度，表示该风险因素评分的非隶属度。
[0043]
步骤二，聚合主观评分，建立参考序列。首先，通过直觉模糊加权平均算子聚合失效模式的主观评分和风险因素的主观权重。然后，将主观评分的最大值作为正参考序列；将主观评分的最小值作为负参考序列。
[0044]
首先，通过直觉模糊加权平均算子聚合失效模式的主观评分和风险因素的主观权重。将聚合后的失效模式评分记作α
ij
＝(μ
ij
,ν
ij
)，其中，μ
ij
表示该失效模式评分聚合后的隶属度，ν
ij
表示该失效模式评分聚合后的非隶属度；将聚合后的风险因素主观权重记作wj＝(μj,νj)，其中，μj表示该风险因素评分聚合后的隶属度，νj表示该风险因素评分聚合后的非隶属度。聚合计算式为：
[0045][0046][0047]
然后，根据聚合结果，将失效模式主观评分的最大值作为正参考序列，将失效模式主观 评分的最小值作为负参考序列。建立正参考序列和负参考序列其 中，分别表示发生度、严重度、检测度这3个风险因素的最高评分，即其中maxμ
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最大的隶属度， minν
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最小的非隶属度；同时分别表示发生度、严 重度、检测度这3个风险因素的最低评分，即其中minμ
ij
表示第j 个风险因素的评分聚合中最小的隶属度，maxν
ij
表示第j个风险因素的评分聚合中最大的非 隶属度。
[0048]
步骤三，计算有序综合权重。首先，使用标准化公式处理风险因素的主观权重。然后，计算主观评分与正负参考序列之间的距离，并基于有序加权平均算子确定风险因素相对于正负参考序列的有序客观权重。最后，综合考虑主客观权重值，计算各个风险因素相对于正负参考序列的有序综合权重。
[0049]
首先，将聚合后的风险因素主观权重标准化，标准化后的主观权重为：
[0050][0051]
然后，计算主观评分与正参考序列的距离主观评分和负参考序列之间的距离计算式为：
[0052][0053]
[0054]
根据基于正态分布规律的有序加权平均算子，在有3个风险因素时，有序客观权重为 (0.243,0.514,0.243)
[2]
，即在由大到小排列后，对排在第一位次的风险因素赋权0.243，对排在第二位次的风险因素赋权0.514，对排在第三位次的风险因素赋权0.243。将第i种失效模式根据排序后的有序客观权重记为即若或则若或则否则根据排序后的有序客观权重记为即若或则若或则否则
[0055]
最后，计算第i种失效模式的正有序综合权重为负有序综合权重为其中，为综合权重参数，表示不同的主客观权重组合，可根据实际情况在[0,1]范围调整。记其中表示第i种失效模式对应于第j种风险因素的正有序综合权重；记其中表示第i种失效模式对应于第j种风险因素的负有序综合权重。
[0056]
步骤四，计算失效模式的灰色关联度。基于灰色关联分析方法，首先计算各失效模式与正负参考序列的灰色关联度系数，再计算失效模式的灰色关联度。
[0057]
首先，计算第i种失效模式与正参考序列的灰色关联度系数和第i种失效模式与负参考序列的灰色关联度系数为：
[0058][0059][0060]
然后，计算第i种失效模式的灰色关联度ξi为：
[0061][0062]
步骤五，失效模式的风险优先度排序。按灰色关联度的递减顺序对于失效模式进行排序。灰色关联度越大，说明该失效模式与正参考序列的关联程度越高，风险越大，风险优先度越高。
[0063]
本实施方式提供了一种基于有序综合权重fmea的邮轮玻璃幕墙风险评估方法。首先组建专家团队，辨识邮轮玻璃幕墙的失效模式，使用直觉模糊数表示的术语评价各个风险因素与失效模式，然后综合考虑专家给出的主观权重和基于有序加权平均算子的客观权重，计算出风险因素的有序综合权重，最后利用灰色关联分析方法实现风险排序。提出的方法将直觉模糊数、有序综合权重和灰色关联分析方法相结合，可为邮轮玻璃幕墙的事故预
防与安全决策提供指导。
[0064]
本实施方式与现有技术相比具有如下有益效果：
[0065]
(1)利用直觉模糊数转换评价信息，对专家对邮轮玻璃幕墙评价的不确定性描述更为全面确切；
[0066]
(2)利用有序综合权重算法将主观评分与客观规律全面考虑，减少了决策者的经验不足等造成的评价误差，对于目前尚缺少经验数据的邮轮玻璃幕墙更为适用；
[0067]
(3)利用灰色关联分析方法实现邮轮玻璃幕墙的风险评级，排序机制合理精确，克服了传统风险评级方法的缺陷，流程清晰简单易操作；
[0068]
(4)在邮轮玻璃幕墙的使用过程中，可以根据本发明得出的风险评级结果安排不同的维护维修策略，从而提高维护维修效率，降低维护维修成本。
[0069]
实施例
[0070]
本实施例对某中型邮轮的玻璃幕墙的失效风险进行评价，得到该邮轮玻璃幕墙的风险评价等级。
[0071]
步骤一，组建含5位领域专家的团队，根据其知识经验的不同，对5位专家(分别记作 tm1,tm2,tm3,tm4,tm5)赋权为(0.225,0.150,0.200,0.165,0.260)。依据调研数据和专家意见建立邮轮玻璃幕墙的失效模式，如图2所示。邀请专家基于表1和表2提供的评价语言对失效模式与风险因素进行评价，如表3所示。
[0072]
表3专家团队的评价信息
[0073][0074]
步骤二，利用直觉模糊加权平均算子聚合失效模式的主观评分和风险因素的主观权重，结果如表4所示。
[0075]
表4聚合结果
[0076]
[0077][0078]
根据聚合结果，建立正负参考序列为：
[0079]r+
＝((0.753,0.233),(0.875,0.115),(0.860.0.129))
[0080]
r-＝((0.255,0.679),(0.203,0.756),(0.133,0.847))
[0081]
步骤三，首先标准化处理风险因素的主观权重，为然后计算主观评分与参考序列间的距离，确定每种失效模式的有序客观权重。取计算各失效模式的正有序综合权重为和负有序综合权重为，如表5所示。
[0082]
表5有序综合权重
[0083]
m06》fm13》fm05。因此，该中型邮轮的邮轮玻璃幕墙在日常的检修维护中，应注意fm08 是最严重的失效模式，应该给予fm08最优先的改进措施。
[0091]
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本发明已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。