一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法技术

一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，首先基于生命周期评价法，建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系，再建立商品包装系统环境影响网络数据包络评估模型；然后基于网络数据包络分析法，进行模型求解，获得商品包装系统各阶段的环境影响值；再利用统计分析法计算商品包装绿色度；分析计算结果，得出评价结论。本发明专利技术可以较为清晰地反映商品包装生命周期各阶段对环境的影响程度，对持续发展绿色包装具有积极的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法
：本专利技术涉及包装科学与
，尤其是指一种进行商品包装环境影响评估的方法，该方法是利用多阶段网络数据包络分析(multi-stageNetworkDataEnvelopmentAnalysis,简称mNDEA)模型评估包装绿色度；属于商品包装环境影响分析

技术介绍
：包装一直是现代社会经济与生活不可或缺的构成要素。随着包装行业的发展，出现了一些不合理的现象，比如欠包装导致内装物的损坏和腐败，过度包装则消耗太多的资源而且产生太多的包装废弃物，导致资源浪费和环境污染。因此，在满足经济发展以及人们工作生活需求的同时，最大限度的减少包装对环境的影响，促进包装与环境友好可持续发展，成了包装领域的重要课题。因此，对绿色包装的评价成了研究人员广泛关注的问题。为方便计算与分析，在本专利技术中将包装绿色度定义为包装全生命周期中每个阶段的环境效率值与阶段环境影响因子乘积之和。随着社会经济可持续化发展，包装绿色度的评价已经成为包装行业的研究热点。目前，国际上公认的包装绿色度评价方法是：生命周期评价方法(LifeCycleAnalysis,LCA)。但该评价方法在科学研究领域中仍然存在一些缺陷，主要包括：(1)在LCA评价前需要主观确定权重，权重不同得到的评价结果可能会完全不同，导致评价的标准不统一，各评价体系之间不具有可比性。(2)评估过程复杂，耗时较长，难以及时反映市场和技术的动态变化等。引入一种新型的包装评价模型对促进绿色包装及包装评价的发展具有重要意义。本专利技术的优点是：(1)无需对数据进行无量纲化处理，无需任何权重假设，以决策单元每阶段的实际数据求得最优权重，结果更客观；(2)分阶段评估商品包装系统的环境影响可以清晰的量化各阶段的环境效率值；(3)根据各阶段的环境效率值，针对各阶段具体的环境影响因子给出具体的改善措施；(4)NDEA(网络数据包络分析)模型求解分析途径广泛，求解过程简单。在包装整个生命周期的各个阶段中合理分配资源，对于实现科学发展观及可持续发展战略都有十分重要的现实意义。DEA(数据包络分析)的基本原理：每一个包装系统作为一个决策单元(DMU,decisionmakingunits)，再由多个DMU构成被评价群体，通过对投入和产出比率的综合分析，以DMU的各个投入和产出指标的权重为变量进行评价运算，确定有效生产前沿面，并根据各DMU与有效生产前沿面的距离状况，确定各DMU是否DEA有效。数据包络分析方法实际上是一种凸分析方法，被评价的所有有效决策单元(DMU)即效率值为1的DMU构成一个有效前沿包络面，无效率DMU即效率值介于0～1之间的DMU则被包裹在面内。传统DEA的公式：产出投入比率：令u＝tu，v＝tv，将非线性模型变换为一个线性规划模型：minθλ≥0λ≥0i＝1，2，…，m；r＝1，2，…，q；j＝1，2，…，J传统DEA模型将整个系统决策过程看作一个“黑箱”，不对其内部的结构进行分析，因此，直接应用DEA对产品包装生命周期进行环境影响评估时，其分析结果不全面、不清晰，因此很有必要对此加以完善。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利号为CN200910022627.6，名称为“一种建筑部品绿色度的评价方法及评价装置”，申请人为：西安建筑科技大学的专利技术专利，该专利公开了一种建筑部品绿色度的评价方法及使用该评价方法的评价装置，该方法包括以下步骤：进行市场调查及资料查阅，将常用建筑部品分类；运用WBS方法逐层分解评价指标，建立绿色建筑部品评价指标体系，并收集和计算典型建筑部品的原始数据，建立建筑部品信息库；录入待评价建筑部品的数据信息；调整及修改指标权重，即根据行业标准数据判断是否调整相关内容，确定建筑部品绿色度评价指标的权重；建立及调用指标效用函数；对待评价建筑部品的绿色度进行评价；得出评价结果，并将评价结果进行数据保存。该专利是从建筑部品的全生命周期出发，采用定量分析与定性分析相结合，最终实现建筑部品绿色化评价方法的建立。2、专利号为CN201220534304.2，名称为“一种绿色度评价系统”，申请人为：北京中建建筑科学研究院有限公司；中国矿业大学的技术专利，该专利公开了一种绿色度评价系统，包括：评分标准模块，所述评分标准模块用于对各影响因素进行评分；层次结构模块，所述层次结构模块与评分标准模块连接并且用于对各项影响因素的评分进行权重分配从而得到最后评价分值和相对应的绿色度；隶属度模块，所述隶属度模块与评分标准模块连接并且用于将得到的评价分值的隶属度呈现出来；以及结果输出模块，所述结果输出模块与隶属度模块连接并且用于对评价分值、绿色度和隶属度进行显示。3、专利号为CN201580060181.X，名称为“用于网络分析和报告的系统和方法”，申请人为：卡特伯德网络股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种用于网络分析和报告的系统和方法，与常规系统相比可以从多个源收集并分析资产和网络数据，并且使用此类数据来呈现各种系统和软件应用程序之间的网络连接的更完整且准确的表示及规定网络上的安全控制的操作的策略。包括由计算机系统从多个不同类型的源收集数据，其中，收集的数据包括网络数据和资产数据；由计算机系统基于所收集的数据中的网络数据来识别网络业务事件和与网络业务事件有关的多个网络资产；由计算机系统基于所收集的数据中的资产数据来识别所述多个网络资产之间的连接；由计算机系统生成流程信息图，其描绘所述多个网络资产和所述多个网络资产之间的连接，其中，该流程信息图描绘在网络资产之间被允许的网络业务和在网络资产之间被阻止的网络业务；以及经由与计算机系统通信的用户接口的显示器来呈现流程信息图。通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及到绿色度评价以及网络分析，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，所提出的这些专利都完全没有考虑如何解决传统DEA模型将整个系统决策过程看作一个“黑箱”，不对其内部的结构进行分析，因此，直接应用DEA对产品包装生命周期进行环境影响评估时，其分析结果不全面、不清晰的问题，所以前面所述的问题依然存在，仍有待进一步加以研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有包装绿色度评价中存在的问题，提供一种简单，可靠，实用的基于多阶段网络数据包络分析模型的包装绿色度评价方法。该方法理引入多阶段网络数据包络分析模型，将“黑箱”打开，同时对内部结构进行包装绿色度评估，从而准确定位导致包装绿色度较低的具体阶段，为优化包装设计提供决策支持。为了达到这一目的，本专利技术提供了一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，首先基于生命周期评价法，建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系，再建立商品包装系统环境影响网络数据包络评估模型；然后基于网络数据包络分析法，进行模型求解，获得商品包装系统各阶段的环境影响值；再利用统计分析法计算商品包装绿色度；分析计算结果，得出评价结论。进一步地，所述的建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系是先根据评估目的及需求，选择商品包装系统作为被评估对象(即决策单元)，确定被评估对象的个数及功能单位，再基于生命周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：首先基于生命周期评价法，建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系，再建立商品包装系统环境影响网络数据包络评估模型；然后基于网络数据包络分析法，进行模型求解，获得商品包装系统各阶段的环境影响值；再利用统计分析法计算商品包装绿色度；分析计算结果，得出评价结论。

【技术特征摘要】
1.一种多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：首先基于生命周期评价法，建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系，再建立商品包装系统环境影响网络数据包络评估模型；然后基于网络数据包络分析法，进行模型求解，获得商品包装系统各阶段的环境影响值；再利用统计分析法计算商品包装绿色度；分析计算结果，得出评价结论。2.如权利要求1所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：所述的建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系是先根据评估目的及需求，选择商品包装系统作为被评估对象，确定被评估对象的个数，功能单位及包装系统边界，再基于生命周期评价法建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系。3.如权利要求2所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：所述的确定被评估对象的个数及功能单位是根据评估目的及需求确定被评估的包装对象，然后给定评估的系统功能单位及包装系统边界，在相同的对比环境下比对；包装对象的个数j(j＝1，2，…，J)为输入输出指标及中间变量总数的2-3倍，以保证统计分析结果的准确性。4.如权利要求1所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法包括以下步骤：1)基于生命周期评价法建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系；2)建立商品包装系统环境影响的mNDEA评估模型；3)基于NDEA利用计算机编程进行模型求解，获得商品包装系统各阶段的环境影响值；4)将包装对环境的影响分为两部分，一部分是整个生命过程中资源能源的消耗，另一部分是整个生命过程中的环境排放；因此，ωp(阶段p＝1，2，…，n)代表各阶段的环境影响因子，利用每个阶段的外部输入，内部输入及非期望产出与整个系统的外部输入及非期望产出总值的比值计算得到；5)利用统计分析法计算商品包装绿色度；6)分析计算结果，得出评价结论。5.如权利要求4所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：将包装绿色度定义为包装生命周期中每个阶段的环境效率值与阶段环境影响因子乘积的和，记为β，则θp为阶段p的环境效率值，阶段p＝1，2，…，n)。6.如权利要求4所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：所述的步骤1)建立商品包装系统环境影响的多输入多输出多阶段评价指标体系是选取各阶段的评估指标选取；包括每个阶段的外部输入指标，期望产出指标及非期望产出指标选取：各项指标选取内容包括：1)各阶段的外部输入指标包括：资源及能源的消耗量，其中包含：原材料获取及加工的工艺设备的消耗，包装生产及装配过程中工艺设备的消耗，包装分销及各环节的运输消耗，包装废弃处理及再生过程的消耗；2)期望产出指标包括：将包装生产及装配过程设定为P(P＝1，2，…，n)阶段，在P-1阶段时指的是中间变量，在P阶段则是产出指标，包括：包装再利用量，回收率，保质期等；3)非期望产出指标包括：环境排放量，包括CO2，SO2，NO2物质的排放量。7.如权利要求4所述的多阶段网络数据包络分析模型评估包装绿色度的方法，其特征在于：所述的步骤2)中建立商品包装系统环境影响的mNDEA评估模型是指选择链式加性mNDEA模型，并且中间变量作为前一阶段的产出同时也作为后一阶段的输入，公式如下：其目标函数为：maxβ＝w1gθ1+w2gθ2+…+wpgθp约束条件包括每个阶段的环境效率值及环境影响因子：环境效率值：第一阶段的环境效率值：在这里所有的环境排放等非期望产出约束都被当作另一种形式的消耗转化为输入指标。第二阶段的环境效率值：同上，所有的环境排放等非期望产出约束都被当作另一种形式的消耗转化为输入指标，第一阶段的过程输出指标也作为第二阶段的输入指标，记为中间变量。第P阶段的环境效率值：同上，所有的环境排放等非期望产出约束都被当作另一种形式的消耗转化为输入指标，第P-1阶段的过程输出指标也作为第P阶段的输入指标，记为中间变量。边界约束条件：环境影响因子：第一阶段的环境影响因子：第一阶段的资源能源消耗量及环境排放量的和与包装全生命周期共P阶段的总资源能源消耗量，总环境排放量及作为输入量的总中间变量之和的比值，即为第一阶段的环境影响因子。第二阶段的环境影响因子：第二阶段的资源能源消耗量，环境排放量及第一阶段产生的中间变量的和与包装全生命周期共P阶段的总资源能源消耗量，总环境排放量及作为输入量的总中间变量之和的比值，即为第二阶段的环境影响因子。第P阶段的环境影响因子：第P(P＝3，4，…，n)阶段的资源能源消耗量，环境排放量及第P-1阶段产生的中间变量的和与包装全生命周期共P阶段的总资源能源消耗量，总环境排放量及作为输入量的总中间变量之和的比值，即为第P(P＝3，4，…，n)阶段的环境影响因子。包装绿色度：将包装全生命周期分为P阶段，每个阶段的环境影响值与阶段环境影响因子...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇，高亚芳，张诗浩，白海龙，刘争号，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43