張 斌 宗松坤

(西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 文昌 571300)

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化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室評(píng)估體系研究*

張 斌 宗松坤

(西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 文昌 571300)

化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室在航天發(fā)射活動(dòng)中承擔(dān)著重要的推進(jìn)劑化驗(yàn)任務(wù),論文針對(duì)化驗(yàn)室實(shí)際情況,建立了適用于化驗(yàn)室評(píng)估的指標(biāo)體系,應(yīng)用層次分析法和灰色理論相結(jié)合的方法對(duì)化驗(yàn)室的評(píng)估進(jìn)行了研究,給出了評(píng)估的具體過(guò)程,解決了化驗(yàn)室缺乏明確的評(píng)估指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,為下一步化驗(yàn)室的建設(shè)和管理提供了很好的指導(dǎo)意見(jiàn)。

化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室; 評(píng)估指標(biāo); 層次分析法; 灰色理論

Class Number TP391

1 引言

化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱化驗(yàn)室)主要擔(dān)負(fù)衛(wèi)星、火箭測(cè)試發(fā)射所需的常規(guī)氧化劑、常規(guī)燃燒劑、液氫、液氧、液氮等液體推進(jìn)劑和氫氣、氦氣、空氣等各種氣體介質(zhì)的分析測(cè)試、發(fā)射場(chǎng)區(qū)大氣污染的監(jiān)測(cè)以及星箭推進(jìn)劑污水的處理測(cè)試工作。隨著近年來(lái)我國(guó)航天發(fā)射任務(wù)的不斷增多、加重,化驗(yàn)室的工作不斷得到重視,這就對(duì)化驗(yàn)室的建設(shè)與管理提出了更高的要求。

化驗(yàn)室評(píng)估是化驗(yàn)室管理的重要內(nèi)容,積極開(kāi)展化驗(yàn)室評(píng)估活動(dòng),逐步建立和完善評(píng)估制度,對(duì)推動(dòng)化驗(yàn)室的建設(shè)和管理,提高化驗(yàn)室能力水平具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

本文的研究主要是出于實(shí)際工作的需要,其目的是針對(duì)當(dāng)前化驗(yàn)室缺乏明確的評(píng)估指標(biāo)體系和標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題,擬定一套適用于化驗(yàn)室特點(diǎn)的評(píng)估指標(biāo)體系,并將其綜合運(yùn)用到化驗(yàn)室建設(shè)與管理工作的客觀評(píng)價(jià)活動(dòng)中。以期將化驗(yàn)室評(píng)估從一種被動(dòng)的考評(píng)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為一種主動(dòng)的化驗(yàn)室常規(guī)管理的手段,增強(qiáng)化驗(yàn)室的自我質(zhì)量控制意識(shí),建立起化驗(yàn)室評(píng)估的長(zhǎng)效機(jī)制。

2 問(wèn)題描述

通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)前化驗(yàn)室的評(píng)估存在兩大問(wèn)題:一是伴隨著時(shí)代發(fā)展,化驗(yàn)室的評(píng)估體系并沒(méi)有呈現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)的、不斷發(fā)展的過(guò)程,相關(guān)評(píng)估體系匱乏,并沒(méi)有一個(gè)適合化驗(yàn)室自身發(fā)展要求的評(píng)估體系;二是化驗(yàn)室在開(kāi)展評(píng)估活動(dòng)中,往往采用上級(jí)提出的“通用”評(píng)估指標(biāo)體系,并不能反映出化驗(yàn)室實(shí)際情況,評(píng)估的成果也很難堅(jiān)持、鞏固,這就必然會(huì)影響到化驗(yàn)室作用的發(fā)揮以及化驗(yàn)室建設(shè)與管理繼續(xù)上層次、上水平發(fā)展。

鑒于化驗(yàn)室評(píng)估的多因素、多目標(biāo)及復(fù)雜性等特點(diǎn),本文采用理論研究與實(shí)證分析相結(jié)合、定性研究與定量研究相結(jié)合的方法。一方面,在設(shè)計(jì)評(píng)估指標(biāo)時(shí),緊緊圍繞實(shí)際工作需要,參考GJB 2725A-2001《測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通用要求》,將通用要求中所蘊(yùn)含的內(nèi)部管理過(guò)程的控制點(diǎn)轉(zhuǎn)化為外部的控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理水平的各項(xiàng)指標(biāo),將過(guò)程管理與目標(biāo)管理有機(jī)地結(jié)合在一起,構(gòu)建適用于化驗(yàn)室發(fā)展特點(diǎn)的評(píng)估指標(biāo)體系;另一方面,在具體方法的運(yùn)用上,通過(guò)層次分析法(AHP)[1]和灰色理論[2]相結(jié)合的方式,最大限度降低個(gè)人主觀性對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響,提高評(píng)估結(jié)果的客觀公正性。

3 評(píng)估指標(biāo)體系的建立

3.1 基于ISO族標(biāo)準(zhǔn)的化驗(yàn)室評(píng)估體系框架構(gòu)建

1) ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)介紹

ISO9000是針對(duì)組織的管理結(jié)構(gòu)、人員、技術(shù)能力、各項(xiàng)規(guī)章制度、技術(shù)文件和內(nèi)部監(jiān)督機(jī)制等一系列體現(xiàn)組織保證產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量的管理措施的標(biāo)準(zhǔn)。

目前,化驗(yàn)室根據(jù)GJB2725A-2001《測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通用要求》[3]的內(nèi)容著手建立和完善質(zhì)量管理體系。從某種程度來(lái)講,化驗(yàn)室評(píng)估指標(biāo)體系與ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)兩者之間,存在著一定的聯(lián)系,兩者的管理目標(biāo)和作用是一致的,區(qū)別在于化驗(yàn)室評(píng)估更多的是來(lái)自外部的要求,帶有一定的強(qiáng)制性,其工作方式是“從結(jié)果看過(guò)程”,是通過(guò)一系列評(píng)估指標(biāo)值的測(cè)量來(lái)對(duì)化驗(yàn)室進(jìn)行績(jī)效評(píng)價(jià),重于檢查化驗(yàn)室建設(shè)與管理的結(jié)果,而對(duì)如何達(dá)到這些指標(biāo)并沒(méi)有做詳細(xì)或具體闡述,其目的是查找差距,制定整改措施。而后者主要是化驗(yàn)室內(nèi)部自我提升的需要,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般也是由化驗(yàn)室自行制定的,邏輯思路是“過(guò)程決定結(jié)果”,ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)特別強(qiáng)調(diào),要實(shí)現(xiàn)組織的質(zhì)量管理目標(biāo),就要重視實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理目標(biāo)的所有與質(zhì)量有關(guān)的過(guò)程,對(duì)這些過(guò)程進(jìn)行有效地控制,屬于過(guò)程管理的范疇。

在制定化驗(yàn)室評(píng)估體系時(shí),可以借鑒部分質(zhì)量管理體系文件的內(nèi)容,將其與評(píng)估指標(biāo)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

2) 化驗(yàn)室評(píng)估指標(biāo)體系

化驗(yàn)室評(píng)估體系是開(kāi)展化驗(yàn)室評(píng)估活動(dòng)的重要依據(jù),化驗(yàn)室評(píng)估工作成功與否在很大程度上依賴于評(píng)估體系設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。因此,在構(gòu)建評(píng)估體系的過(guò)程中,應(yīng)注意把握目標(biāo)一致性、客觀性、導(dǎo)向性、整體性、可操作性以及定量與定性相結(jié)合等基本原則[4],以化驗(yàn)任務(wù)需求為基礎(chǔ),對(duì)化驗(yàn)室功能特征進(jìn)行歸納,提出多項(xiàng)指標(biāo),初步建立指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上,以指標(biāo)體系檢驗(yàn)原則為指導(dǎo),用權(quán)值判斷法進(jìn)行多次的指標(biāo)篩選。最后,化驗(yàn)室評(píng)估體系歸納為化驗(yàn)任務(wù)完成能力、化驗(yàn)保障能力、化驗(yàn)室管理能力三個(gè)二級(jí)指標(biāo)及支撐二級(jí)指標(biāo)的多個(gè)底層指標(biāo)。

(1)化驗(yàn)任務(wù)完成能力(A1):針對(duì)化驗(yàn)室在接到上級(jí)安排任務(wù)后組織相關(guān)人員完成化驗(yàn)任務(wù)的能力進(jìn)行衡量。其底層支撐指標(biāo)為:

· 人員安排合理性(U1):針對(duì)具體化驗(yàn)任務(wù),崗位人員進(jìn)行分工合作,相互配合,共同完成。

· 崗位人員能力(U2):各個(gè)崗位人員完成化驗(yàn)的能力水平,可通過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)提高化驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

· 化驗(yàn)設(shè)備有效性(U3):化驗(yàn)設(shè)備能有效支撐化驗(yàn)工作的能力,受設(shè)備化驗(yàn)精度及可靠性影響。

(2)化驗(yàn)保障能力(A2):針對(duì)化驗(yàn)室為化驗(yàn)任務(wù)順利完成提供各項(xiàng)保障的能力進(jìn)行衡量。其底層支撐指標(biāo)為:

· 化驗(yàn)用房保障(U4):部分化驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行需要在專(zhuān)門(mén)的化驗(yàn)間進(jìn)行,并且某些樣品的化驗(yàn)不能在同一個(gè)化驗(yàn)間進(jìn)行。

· 化驗(yàn)設(shè)備保障(U5):樣品的化驗(yàn)需要使用到相關(guān)的儀器設(shè)備,保障化驗(yàn)的順利進(jìn)行。

· 化驗(yàn)藥品保障(U6):部分樣品的化驗(yàn)需要使用各種藥品試劑,包括現(xiàn)成的和現(xiàn)配制的。

· 化驗(yàn)安全保障(U7):樣品的取樣過(guò)程中需要穿戴防護(hù)裝具,化驗(yàn)間需要有相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)備。

(3)化驗(yàn)室管理能力(A3):針對(duì)化驗(yàn)室為保證化驗(yàn)任務(wù)的順利完成進(jìn)行各項(xiàng)管理的能力進(jìn)行衡量。其底層支撐指標(biāo)為:

· 人員管理(U8):化驗(yàn)室的人員管理包含各個(gè)崗位人員的配置以及人員在位率、崗位人員的能力培養(yǎng)等內(nèi)容。

· 文件管理(U9):包含實(shí)驗(yàn)室體系文件、化驗(yàn)記錄、儀器設(shè)備使用記錄以及各類(lèi)化驗(yàn)結(jié)果報(bào)告等文件的管理。

· 儀器設(shè)備管理(U10):包含儀器設(shè)備定期保養(yǎng)、檢修,精密儀器的校正等內(nèi)容。

· 藥品試劑管理(U11):包含藥品試劑的定期補(bǔ)充,危險(xiǎn)藥品試劑的專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理。

3.2 基于AHP法的指標(biāo)權(quán)重確定

化驗(yàn)室評(píng)估的指標(biāo)體系中,不同指標(biāo)在體系中所占地位不同,為了表示各指標(biāo)因素的相對(duì)關(guān)系,給不同的因素賦予不同的權(quán)重,采用AHP法確定權(quán)重[5],可以將決策者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)判斷充分給予量化,克服其他方法的弊端。進(jìn)行層次分析首先要把一個(gè)決策問(wèn)題描述為一個(gè)遞階層次結(jié)構(gòu)模型,然后進(jìn)行定量分析計(jì)算。以指標(biāo)體系中第二層目標(biāo)為例,建立求解判斷矩陣,確定這一組三個(gè)因素的相對(duì)重要性或相對(duì)價(jià)值。構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣,判斷矩陣中的各元素?cái)?shù)據(jù)來(lái)自化驗(yàn)室相關(guān)人員調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,并滿足T.L.Saaty[6]提出的1～9標(biāo)度,如表1所示。

表1 AHP的比例標(biāo)度

根據(jù)表1的標(biāo)度可以構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣,即二級(jí)指標(biāo)之間相對(duì)重要性的比較。如表2所示。

表2 二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性

采用方根法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算:

1) 求A中各行元素的積:

M1=15,M2=1,M3=1/15。

2) 求Mi的n(n=3)次方根:

3) 對(duì)向量w=(2.4662,1,0.4055)T做歸一化處理:

sum=2.4662+1+0.4055=3.8717
w1=2.4662/sum=0.6370
w2=1/sum=0.2583
w3=0.4055/sum=0.1047

w0=(0.6370,0.2583,0.1047)T即為所求特征向量。

4) 求λmax:

5) 一致性檢驗(yàn):

由此可知得到的權(quán)重向量是符合要求的。

同理按照上述步驟得到二級(jí)指標(biāo)的支撐指標(biāo)權(quán)重如表3～表5所示。

表3 二級(jí)指標(biāo)A1的底層支撐指標(biāo)權(quán)重

表4 二級(jí)指標(biāo)A2的底層支撐指標(biāo)權(quán)重

表5 二級(jí)指標(biāo)A3的底層支撐指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)上述計(jì)算,判斷矩陣A,A1,A2,A3都具有滿意的一致性,進(jìn)一步可以得出二級(jí)指標(biāo)對(duì)評(píng)估總目標(biāo)的組合權(quán)重ωi(i=1,2,…,11),如圖1所示。

4 基于灰色理論的化驗(yàn)室評(píng)估

4.1 求指標(biāo)的樣本評(píng)估矩陣

指標(biāo)體系中最底層有m=11個(gè)評(píng)估指標(biāo),假設(shè)有p=5名專(zhuān)家參與化驗(yàn)室評(píng)估,打分采用10分制,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

圖1 化驗(yàn)室評(píng)估指標(biāo)體系及底層指標(biāo)權(quán)重

等級(jí)很差較差一般較好很好評(píng)分0～23～45～67～89～10

4.2 確定評(píng)估灰類(lèi)

確定評(píng)估灰類(lèi)是要確定評(píng)估灰類(lèi)的等級(jí)數(shù)、灰類(lèi)的灰數(shù)以及灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù),針對(duì)具體對(duì)象,通過(guò)定性分析確定。常用的白化權(quán)函數(shù)有[7]:

1)上端級(jí),灰數(shù)為?∈[0,d1,∞],其白化權(quán)函數(shù)如式(1):

(1)

2) 中間級(jí),灰數(shù)為?∈[0,d1,2d1],其白化權(quán)函數(shù)如式(2):

(2)

3) 下端級(jí),灰數(shù)為?∈[0,d1,d2],其白化權(quán)函數(shù)如式(3):

(3)

在對(duì)化驗(yàn)室的評(píng)估中,將指標(biāo)的評(píng)分等級(jí)劃分為優(yōu)、良、中、差四個(gè)等級(jí),對(duì)應(yīng)四個(gè)評(píng)估灰類(lèi),即N=1,2,3,4。N=1,設(shè)定灰數(shù)?1∈[0,9,∞),白化權(quán)函數(shù)為f1,如圖2(a)所示;N=2,設(shè)定灰數(shù)為?2∈[0,7,14],白化權(quán)函數(shù)為f2,如圖2(b)所示;N=3,設(shè)定灰數(shù)為?3∈[0,5,10],白化權(quán)函數(shù)為f3,如圖2(c)所示;N=4,設(shè)定灰數(shù)為?4∈[0,2,4],白化權(quán)函數(shù)為f4,如圖2(d)所示。

圖2 白化權(quán)函數(shù)

4.3 計(jì)算灰色評(píng)估系數(shù)和權(quán)重

指標(biāo)U1屬于四個(gè)評(píng)估灰類(lèi)的灰色評(píng)估權(quán)重分別為

r1,1=0.3772;r1,2=0.4084;r1,3=0.2144;r1,4=0。

同理可求得指標(biāo)U2到U11的灰色評(píng)估權(quán)重,構(gòu)成灰色評(píng)估權(quán)重矩陣R為

4.4 計(jì)算綜合聚類(lèi)系數(shù)和評(píng)估結(jié)果

設(shè)評(píng)估對(duì)象關(guān)于第N個(gè)灰類(lèi)的綜合聚類(lèi)系數(shù)為σN,則:

(4)

化驗(yàn)室關(guān)于四個(gè)灰類(lèi)的綜合聚類(lèi)系數(shù)分別為

5 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)化驗(yàn)室體系文件中對(duì)化驗(yàn)室建設(shè)和管理的要求,結(jié)合化驗(yàn)室實(shí)際情況構(gòu)建了化驗(yàn)室評(píng)估指標(biāo)體系,應(yīng)用AHP和灰色理論對(duì)化驗(yàn)室進(jìn)行了評(píng)估,對(duì)如何科學(xué)、客觀、公正地評(píng)估化驗(yàn)室建設(shè)與管理進(jìn)行了有意義的探索。

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Research on Evaluation System of Chemical Analysis Laboratory

ZHANG Bin ZONG Songkun

(Xichang Satellite Launch Center, Wenchang 571300)

In the space launch activities, chemical analysis lab undertakes the important task of propellant tests. In this paper, laboratory evaluation index system is constructed for the actual situation. Laboratory assessments are studied by AHP and gray theory. The specific process evaluation is given and laboratory assessment of the lack of clear targets and standards issues are resolved. A good guidance is provided for further laboratory construction and management.

chemical analysis laboratory, evaluation indicators, AHP, grey theory

2014年10月11日,

2014年11月20日

張斌,男,碩士,助理工程師,研究方向:指揮控制系統(tǒng)優(yōu)化、低溫化驗(yàn)分析。宗松坤,男,工程師,研究方向:推進(jìn)劑化驗(yàn)分析。

TP391

10.3969/j.issn1672-9730.2015.04.029