运用计算机技术支撑下层次分析法的皮带机的维修决策分析
摘 要 本文通过首先对皮带机的维修故障原因做了简述，然后对皮带机更好决策原理做了详述，然后针对皮带机的维修更换决策，提出运用层次分析法对皮带机的维修更换的决策分析，通过层次分析法确定皮带机的各个指标体系权重，通过定量分析和定性分析，使得皮带机的维修更换问题得到了更为优化的解决。
【关键词】皮带机 层级分析法 维修 分析
皮带机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。皮带机运行时胶带跑偏是最常见的故障。经常发生跑偏事故，会影响皮带机的使用寿命，严重的会发生停机事故或有可能导致人员伤亡。造成胶带跑偏的原因主要有3个方面：一是设备自身方面，如滚筒的外圆圆柱度误差较大，托辊转动不灵活，主动滚筒和从动滚筒的轴线平行度误差较大等；二是安装调试方面，如滚筒、托辊、机架安装不符合规范要求，另外泄煤口的位置有偏差，造成胶带偏载使之跑偏；三是维护方面，主要是由于清扫不及时，皮带机滚筒机托辊上沾有煤尘，致使局部直径变大使胶带跑偏。
而在面对皮带机的维修、更换决策问题时，以往大多采用定性的判断方法进行决策，这样给皮带机的使用带来了隐患，同时也容易降低其设备的生产效率和资源的利用率，本文针对以上问题，提出运用层次分析法对皮带机的维修更换的决策分析，通过层次分析法确定皮带机的各个指标体系权重，将定量分析和定性分析结合起来，能够使得皮带机的维修更换问题得到了更为优化的解决。
1 维修更换的决策原理
目前，在生产中，皮带机的维修、更换问题多采用定性的方式进行决策，忽略了数值方法在机械设备维修、更换问题的应用。因此，在面对皮带机的维修或者更换问题时，我们应充分考虑各种定量、定性的影响因素，对于不同的影响因素采取层次分析法进行分析，利用皮带机各个评价指标之间的相互影响因素作为输入，构造矩阵进行计算，并运用权重的方法最终判定其设备的维修或者更换情况决策。
2 维修更换决策的分析
2.1 建立分析结构模型
层次分析法（AHP）是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法，是对难于完全定量的复杂系统作出决策的模型和方法。
在皮带机的维修、更换问题上，我们应充分考虑经济性和维修性两个重要的影响因素，对于不同的影响因素采取分层次研究的方法，最终判定其设备的维修或者更换情况决策。在经济性因素中包括了维修费用、设备价值和停运损失三个子部分。对于维修性因素，就是对皮带机设备进行定量的判断其可维修的价值、意义，保证设备能够得到继续高效使用，不会影响到企业安全生产。而在维修性因素中包括了技术条件、备件供应和可维修度三个子部分。
对于皮带机的维修、更换的决策分析问题，建立如图1所示的层次分析结构简图：
2.2 构造判断（成对比较）矩阵
首先对中间层一层的经济性和维修性进行两者相对重要性的判断，建立A1～A2之间的各评估指标相对重要性的判断矩阵A：，对于中间层二层经济性的
显然对于每一层次的判断矩阵有：aii=1，bii=1，cii=1，且aij=1/aji，bij=1/bji，cij=1/cji，这样，对于每一个层次的判断矩阵都只需对n（n-1）/2个数值给出数据。
2.3 求权重并做一致性检验
第一步对各层次进行归一化处理，对于中间层一层的判断矩阵A进行归一化处理然后得到了，再进行归一化处理，得到特征向量ω1，然后根据A*ω=λ*ω得到最大特征向量值（，表示判断矩阵的维数）。同理，对于中间层二层经济性的B1～B3的各评估指标相对重要性的判断矩阵C，进行归一化处理然后得到了，再进行归一化处理，得到ω2，然后根据A*ω=λ*ω得到最大特征向量值。对于中间层二层维修性的B4～B6的各评估指标相对重要性的判断矩阵C，进行归一化处理然后得到了，再进行归一化处理，得到ω3，然后根据A*ω=λ*ω得到最大特征向量值。对于方案层，方案层相对于中间层二层的判断矩阵为Di（i=1，2，3，4，5，6），并根据归一化处理分别求取维修费用、设备价值和停运损失对于设备维修、设备更换的特征向量ω4，ω5，ω6和最大特征向量值，技术条件、备件供应条件和可维修程度对于设备维修、设备更换的特征向量ω7，ω8，ω9和最大特征向量值。
由于用最大特征值对应的特征向量作为被比较因素对上层某因素影响程度的权向量，其不一致程度越大，引起的判断误差越大。因而可以对以上计算所得的λ1，λ2，λ3分别进行一致性检验，用数值的大小来衡量的不一致程度。则定义一致性指标： ，当CI=0，有完全的一致性；CI接近于0，有满意的一致性；CI越大，不一致越严重。
另外，如果中间层判断矩阵维数越大，其一致性越差，故有必要根据矩阵的维数修正对CI的要求，为此，采用修正系数R，称为平均随机一致性指标，如表1。
计算随机性比值CR，若CR=CI/RI，则计算每一个层次的CR，如果每一个层次的CR0.1，则判断矩阵满足一致性要求，可用其归一化特征向量作为权向量，否则要重新构造成判断矩阵。
2.4 计算总排序权向量和确定决策结果
经过每一层次一致性检验以后，从最高层次到最低层次依次进行层次总排序，即将前面计算所得的ω4，ω5，ω6组成新的向量组ω10与ω2作乘积，得到ω1，将ω7，ω8，ω9组成新的向量组ω12与ω3作乘积，得到ω13，并将ω11和ω13组成新的向量ω14，再与ω1作乘积得到ω15，ω15为一个2×1的矩阵，选择两行中最大值所对应的项即为最终的决策项。
3 结束语
层次分析法的应用十分广泛，运用层次分析法可以是的定性和定量问题得到可靠的数值分析，本文通过对皮带机的维修更换问题的决策分析。
参考文献
[1]张超，陆愈实，章博.影响因素对煤矿百万吨死亡率的回归分析及其应用[J]. 中国安全生产科学技术，2005（06）.
[2]陈立杰，赵士华，张玉红，陈健.煤矿安全性评价模糊数学方法[J].煤矿安全，2005（12）.
[3]罗娟，陈守余.矿山环境质量评价指标体系及层次分析法评价[J].安全与环境工程，2005（1）.
[4]李凡修，陆晓华，梅平，陈武.煤矿安全预评价的集对分析模型及应用[J].安全与环境学报.2005（1）.
[5]王正辉，叶正亮，王长元.煤矿安全评价量化计算方法[J].矿业安全与环保，2005（1）.
[6]华瑶，刘春波，朱林生.层次分析法在科技资源配置能力综合评价中的应用[J].东北电力学院学报，2004（2）.
[7] 李广义.层次分析法的岗位评价模型设计[J]. 中国流通经济. 2004（04）.
[8] 吴金星，王宗军. 基于层次分析法的企业信用评价方法研究[J]. 华中科技大学学报（自然科学版）， 2004（3）.
作者简介
吴德强，（1978-），男，现供职于山西省晋城市胡底乡玉溪煤矿技术中心。研究方向为煤矿机电类机械应用。
作者单位
山西晋城玉溪煤矿技术中心 山西省晋城市 048214
