本發明涉及材料的評價方法
技術領域：
，尤其涉及一種定量衡量多種塑料包裝材料相對綠色度的方法。
背景技術：
：隨著21世紀環境問題的日趨重要，資源、能源日益緊張，節能環保、綠色生態已成為時代的主題，塑料作為包裝產品的主要材料之一，也必將會迎來新的轉變。在可持續發展的大背景下，塑料包裝材料不僅要符合包裝質量的相關要求，應該能夠更少的造成環境污染、更充分的能源利用，更好的節約資源，現在的塑料包裝材料在其整個生命周期過程中或多或少多會對資源和環境造成了不可逆的破壞，為了減少塑料包裝產品對生態環境的污染，需要在選擇塑料包裝材料時盡可能的使用綠色度高的材料。塑料作為包裝行業的中堅力量，在食品、化妝品、醫藥、工業等領域的作用是不可替代的。隨著社會安全意識的增強以及綠色環保意識的提高，綠色化的包裝產品是塑料包裝的必然發展趨勢。塑料包裝材料的綠色性、可持續性的衡量與評價，涉及到原材料的開采、生產、回收及處理等整個生命周期過程，是一個涉及多個因素、多個層次的復雜問題，至今都沒有統一的評價標準。現有的塑料包裝材料的研究對象主要是可降解包裝材料，塑料包裝材料綠色度評價方法主要包括模糊綜合評價方法、生命周期評價方法、粗糙集和topsisi等。評價方法中主要存在三個問題：塑料包裝材料綠色度的評價體系并沒有完全考慮全生命周期，評價體系不全面；評價方法對樣本的數量要求較高；評價塑料包裝材料綠色度的隸屬函數的確定由包裝產業的專家學者依據評判等級對評價對象進行確定，存在很大的主觀性。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是如何提供一種能夠準確的對塑料包裝材料的相對綠色度進行評價的方法。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種定量衡量多種塑料包裝材料相對綠色度的方法，其特征在于包括如下步驟：建立塑料包裝材料的評價體系；構建判斷矩陣，獲得同一級不同指標間的重要度；檢驗判斷矩陣的一致性；計算各項塑料包裝材料綠色度一級評價指標和二級評價指標的權重；進行數據的標準化處理；建立加權標準化矩陣；確定每個塑料包裝材料綠色度評價指標的最優解和最劣解；計算第i種材料與最優、最劣的距離；計算各項塑料包裝材料綠色度評價指標與最優解的相對近似度；根據不同材料與最優解相對近似度構成的矩陣以及一級指標權重計算相對綠色度。進一步的技術方案在于，建立塑料包裝材料的評價體系的方法如下：評價體系包含一級評價指標和二級評價指標，設塑料包裝材料評價受到n個因素的影響，則一級指標設為(u1，u2，…，un)，設一級指標受到m個二級因素的影響，則二級指標設為(ui1，ui2，…，uim)，其中i＝1，2，…，m。進一步的技術方案在于，構建判斷矩陣，獲得同一級不同指標間的重要度的方法如下：設參與評價的指標為n個，為了獲得同一級不同指標間的重要度，進行兩兩比較，采用1-9級的標定法，構成判斷矩陣a，aij表示ui與uj的相對重要度；其中aij＝1/aji。進一步的技術方案在于，檢驗判斷矩陣的一致性：利用判斷矩陣的一致性比值ci，判斷矩陣的一致性是否符合要求，其中：ci＝(λmax-n)/(n-1)ri其中λmax表示最大特征根，如果判斷矩陣的一致性比值小于0.1，一致性符合要求，否者矩陣不成立，需要檢查原始數據，并重新構建判斷矩陣。進一步的技術方案在于，計算各項塑料包裝材料綠色度一級評價指標和二級評價指標的權重：計算特征向量和λmax，并將λmax的特征向量歸一化處理后，可得各項塑料包裝材料的權重值：w＝{w1,w2……wn}。進一步的技術方案在于，進行數據的標準化處理：對數據進行歸一化處理，得到標準化矩陣，如果有m種材料，n個評價指標，則原始數據矩陣a＝(aij)m╳n，對數據進行歸一化處理，得到標準化矩陣為b＝(bij)m╳n，其中：其中i＝1,2,…m；j＝1,2,…n。進一步的技術方案在于，建立加權標準化矩陣：結合各項塑料包裝材料的權重值，得到加權標準化矩陣；設指標權重向量為w＝[w1w2…wn]t，則加權標準化矩陣r：進一步的技術方案在于，確定每個塑料包裝材料綠色度評價指標的最優解和最劣解：假設最優解為r+、最劣解為r-，則其中rij表示標準化矩陣的第i行第j列的數值。進一步的技術方案在于，第i種材料與最優解、最劣解的距離以及為：進一步的技術方案在于，計算各項塑料包裝材料綠色度評價指標與最優解的相對近似度:根據ci值的排序，數值越大，材料對應的評價指標越優：相對綠色度f：f＝w×c，其中c為不同材料與最優解相對近似度構成的矩陣，w為一級指標權重。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：所述方法充分考慮塑料包裝材料的整個生命周期，通過分析整個周期過程，確定影響塑料包裝材料的綠色屬性，構建二級評價體系；根據塑料包裝材料及其綠色屬性的層次特性,應用層次分析法建立梯階層次結構模型,并運用topsis法計算最優解和最劣解，并獲得不同包裝材料與最優解的相對近似度，從而得到綠色性能的排序，該方法能夠準確的對塑料包裝材料的相對綠色度進行評價，是一種客觀、科學的綜合評價方法。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。圖1是本發明實施例二所述方法的流程圖；圖2是本發明實施例二所述方法中塑料材料的整個周期過程圖。具體實施方式下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。實施例一本發明實施例公開了一種量衡量多種塑料包裝材料相對綠色度的方法，包括如下步驟：步驟1：建立塑料包裝材料的評價體系。評價體系包含一級評價指標和二級評價指標。從塑料包裝材料整個生命周期(lca)來看，針對影響綠色性的重要環節，研究梳理評價的主要內容點，得出關鍵指標，進一步分析確定其類型，構建相應的體系。假設塑料包裝材料評價受到n個因素的影響，則一級指標設為(u1，u2，…，un)，假設一級指標受到m個二級因素的影響，則二級指標設為(ui1，ui2，…，uim)，其中i＝1，2，…，m。步驟2：構建判斷矩陣，獲得同一級不同指標間的重要度。假設參與評價的指標為n個，為了獲得同一級不同指標間的重要度，進行兩兩比較，采用1-9級的標定法，構成判斷矩陣a，aij表示ui與uj的相對重要度；其中aij＝1/aji步驟3：檢驗判斷矩陣的一致性。利用判斷矩陣的一致性比值ci，判斷矩陣的一致性是否符合要求，其中ri的取值如表1所示，其中λmax表示最大特征根。ci＝(λmax-n)/(n-1)ri如果判斷矩陣的一致性比值小于0.1，一致性符合要求，否者矩陣不成立，需要重新回到第二步驟，檢查原始數據，并重新構建判斷矩陣。表1ri取值表n123456789r.i00.010.460.981.041.251.331.431.48步驟4：計算各項塑料包裝材料綠色度一級評價指標和二級評價指標的權重。計算特征向量和λmax，并將λmax的特征向量歸一化處理后，可得權重值：w＝{w1，w2……wn}。步驟5：進行數據的標準化處理。對數據進行歸一化處理，得到標準化矩陣。如果m種材料，n個評價指標，則原始數據矩陣a＝(aij)m╳n。對數據進行歸一化處理，得到標準化矩陣為b＝(bij)m╳n，其中：其中i＝1,2,…m；j＝1,2,…n步驟6：建立加權標準化矩陣。結合步驟4的結果，得到加權標準化矩陣。設指標權重向量為w＝[w1w2…wn]t,則加權標準化矩陣r：步驟7：確定每個塑料包裝材料綠色度評價指標的最優解和最劣解。假設最優解為r+、最劣解為r-，則其中rij表示標準化矩陣的第i行第j列的數值。步驟8：第i種材料與最優、最劣的距離為：步驟9：計算各項塑料包裝材料綠色度評價指標與最優解的相對近似度。:根據ci值的排序,數值越大,材料對應的評價指標越優。步驟10：相對綠色度f：f＝w×c，其中c為不同材料與最優解相對近似度構成的矩陣，w為一級指標權重。實施例二以三種塑料包裝材料為例，本發明實施例公開了一種定量的衡量多種塑料包裝材料相對綠色度的評價方法，如圖1所示具體包括以下步驟：步驟s01，建立塑料包裝材料評價體系。塑料材料的整個周期過程如附圖2所示，從塑料材料整個生命周期(lca)來看,塑料是需要大量的能量消耗，而且還會帶來環境的污染，針對影響綠色性的重要環節,從資源和環境兩個方面進行評價，研究梳理評價的主要內容點，得出關鍵指標，進一步分析確定其類型，構建相應的體系，如表2所示。表2-塑料包裝材料評價體系步驟s02，利用表3的ahp方法的1-9級的評定法，對各項指標進行評分，得到判斷矩陣。表31-9度評價法標度含義1表示兩個要素相比，同等重要3表示兩個要素相比，前者稍重要5表示兩個要素相比，前者明顯重要7表示兩個要素相比，前者強烈重要9表示兩個要素相比，前者極端重要2，4，6，8表示上述判斷的中間值倒數因素i與j比較為bij，則因素j與i比較為bji＝1/bij步驟s03，檢驗一致性。利用公式：ci＝(λmax-n)/(n-1)ri。各判斷矩陣的一致性情況如表4所示，一致性均符合要求，表明用ahp來確定塑料包裝材料的綠色性是可行的。表4判斷矩陣的一致性情況判斷矩陣λmaxciricr一致性u-ui200.010cr值<0.1u1-u1i3.02030.10150.460.0221cr值<0.1u2-u2i200.010cr值<0.1步驟s04，計算特征向量和λmax，并將λmax的特征向量歸一化處理后，可得權重一級指標的權重為：資源屬性u1＝0.5071、環境屬性u2＝0.4929；能源消耗u11＝0.1855、自然資源消耗u12＝0.2090、固體廢棄物u13＝0.1126、大氣污染u21＝0.2934、水質污染u22＝0.1995。二級指標權重向量為w＝[0.1855,0.2090,0.1126,0.2935,0.1995]t步驟s05，聚丙烯、樹脂高密度聚乙烯和發泡聚苯乙烯三種常用的塑料包裝材料對資源和環境屬性的消耗如表5所示，則原始數據矩陣a＝(aij)m╳n。表5：500g塑料的定量測試數據利用公式其中i＝1,2,…m；j＝1,2,…n，對數據進行歸一化處理，得到標準化矩陣為b＝(bij)m╳n，其中：步驟s06，建立加權標準化矩陣r：步驟s07，確定最優解和最劣解。假設最優解為r+、最劣解為r-，則最優解集為：最劣解集為：利用j＝1,2…,m和j＝1,2…,m計算第三種材料與最優、最劣的距離如表6所示：表6：三種材料與最優、最劣的距離步驟s08，計算各種塑料包裝材料與最優解的相對近似度如表7所示，根據ci值的排序,數值越大,材料對應的評價指標越優。表7：相對近似度值根據相對綠色度公式：f＝w×c，其中c為不同材料與最優解相對近似度構成的矩陣，w為一級指標權重。高密度聚乙烯的綠色度為：f＝0.4673×0.5071+1×0.4929≈0.7299；聚丙烯的綠色度為：f＝0.9024×0.5071+0.9021×0.4929≈0.9022；聚苯乙烯泡沫的綠色度為：f＝0.0960×0.5071+0×0.4929≈0.0487；依據計算結果可知：三種塑料包裝材料的綠色度排序為：聚丙烯>高密度聚乙烯>聚苯乙烯泡沫。所述方法充分考慮塑料包裝材料的整個生命周期，通過分析整個周期過程，確定影響塑料包裝材料的綠色屬性，構建二級評價體系；根據塑料包裝材料及其綠色屬性的層次特性,應用層次分析法建立梯階層次結構模型,并運用topsis法計算最優解和最劣解，并獲得不同包裝材料與最優解的相對近似度，從而得到綠色性能的排序，該方法能夠準確的對塑料包裝材料的相對綠色度進行評價，是一種客觀、科學的綜合評價方法。當前第1頁12