《基于層次探析法的某數(shù)據(jù)中心節(jié)能運維風險探析案例綜述》8000字

基于層次分析法的某數(shù)據(jù)中心節(jié)能運維風險分析案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u18930基于層次分析法的某數(shù)據(jù)中心節(jié)能運維風險分析案例綜述 1117241.1層次分析法計算權(quán)重 165751.1.1層次分析法介紹 177161.1.2目標層X指標的判斷矩陣及權(quán)重 3197401.1.3中間層Xi指標的判斷矩陣及權(quán)重 433571.1.4指標層Xij的組合權(quán)重計算 1083341.2項目風險模糊綜合評價 13320761.2.1風險等級專家投票結(jié)果統(tǒng)計 13116671.2.2風險隸屬度向量評價矩陣 15261501.2.3指標層Xij風險的模糊綜合評價 17187881.2.4中間層Xi風險的模糊綜合評價 20320541.2.5目標層X風險的模糊綜合評價 24316891.2.6項目風險綜合評價總結(jié) 25模糊綜合評價法是在隸屬度向量矩陣的基礎上，結(jié)合人為直接確定的指標權(quán)重，進行評價的方法。其中的權(quán)重指標是人為主觀賦權(quán)的，不能夠充分反映客觀實際。本文采用層次分析法計算指標對模糊評價法的主觀賦權(quán)缺陷進行改進，以減少人為傾向性偏差。下面采用層次分析法和模糊綜合評價法的結(jié)合，來研究某數(shù)據(jù)中心基礎設施的暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運維改進的風險管理。1.1層次分析法計算權(quán)重1.1.1層次分析法介紹層次分析法是把復雜的決策問題經(jīng)過層層分解為各層級子因素間的相互比較關系，以計算權(quán)重的問題。實施步驟主要包括建立層次結(jié)構(gòu)模型→構(gòu)造兩兩判斷矩陣→計算權(quán)重向量→檢驗一致性。（1）層次結(jié)構(gòu)模型確定先建立決策問題有關的各種因素的層層遞階的層次結(jié)構(gòu)，本文將項目風險分解為目標層、中間層、指標層三個層次：目標層（X層）是某數(shù)據(jù)中心的基礎設施節(jié)能運維改進項目總風險；中間層（Xi層）將目標層的風險從人員、設備、材料、技術方法、環(huán)境五個方面分類；指標層（Xij層）表示了各中間層（Xi層）下包含的具體風險因素。（2）構(gòu)造兩兩判斷矩陣針對某元素，將其對應的下一層的各元素的相對重要性進行兩兩比較，即可構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，例如，針對最高層目標層X而言，中間層有關因素有Xi，Xj，其中Xij就是元素Xi相比Xj對于X的重要性標度，滿足Xij×Xji=1。本文的相對重要性取值選用9級標度法，詳見表1.1。表1.19級標度法XX1……XjX1x11……x1j……Xixi1……xij 注：Xi與Xj同樣重要:Xij=1，Xji=1；Xi比Xj稍微重要:Xij=3，Xji=1/3；Xi比Xj明顯重要:Xij=5，Xji=1/5；Xi比Xj非常重要:Xij=7，Xji=1/7；Xi比Xj極其重要:Xij=9，Xji=1/9；（3）計算權(quán)重并檢驗一致性由判斷矩陣采用幾何平均法計算各元素相對于上一層元素的權(quán)重向量并進行一致性檢驗。先計算矩陣X中各行的乘積mimi=Xi1再計算得到各元素的幾何平均值wi，得到Wwi=jmi對向量進行歸一化處理得wi，得到權(quán)重向量Wwi=wii=1再計算矩陣X的最大特征值λmax:λmax=1ni=1對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算一次性相對指標CR＜0.1（經(jīng)驗估計值）判斷矩陣X有滿意的一致性，否則需修正判斷矩陣。其中平均隨機一致性指標RI值的選取參見表1.2。計算一次性指標CI：CI=λmax?nnCR=CIRI（1.表1.2RI值選取表矩陣階數(shù)12345678910RI值000.520.891.121.261.361.411.461.49滿足一致性條件的最大特征值λmax對應的特征向量W就是權(quán)重向量。最后計算各底層元素Xij相對項目總目標X的權(quán)重，檢驗一致性后并排序。1.1.2目標層X指標的判斷矩陣及權(quán)重選取3名專家，來自項目組和公司，涉及相關的各個專業(yè)，由專家采用表1.1的9級標度法確定各層的判斷矩陣，從目標層（X層）開始，逐層確定各層元素相對上層元素的重要性權(quán)數(shù)。中間層（Xi層）各元素針對目標層（X層）的重要性對比指標見表1.3。表1.3目標層（X）的指標重要性標度表X人員風險X1設備風險X2材料風險X3技術方法風險X4環(huán)境風險X5人員風險X11251/24設備風險X21/2151/34材料風險X31/51/511/51/2技術方法風險X423514環(huán)境風險X51/41/421/41得到針對目標層（X層）的中間層（Xi層）風險因素判斷矩陣如下：X=X1X2X3采用上述幾何平均法計算公式：先根據(jù)公式1.1計算矩陣X各行乘積得m1=20，m2=3.333，m3=0.004,m4=120，m5=0.313；再根據(jù)公式1.2計算mi的5次方根得w1=1.821，w2=1.272，w3=0.331，w4W=1.8211.2720.3312.6050.5最后根據(jù)公式1.3經(jīng)過歸一化處理后得到針對目標層（X層）的各元素權(quán)重向量:W=0.2790.1950.0510.3990.077對判斷矩陣進行一次性檢驗，根據(jù)公式1.4計算矩陣X的最大特征值λmax:XWi=X1X得到矩陣X的最大特征值λmax=5.206；再根據(jù)公式1.5計算一次性指標CI=0.051；查表1.2得到5階RI=1.12；再根據(jù)公式1.6計算一次性相對指標CR=0.046；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。1.1.3中間層Xi指標的判斷矩陣及權(quán)重1）中間層X1（人員風險）下的指標層X11（缺乏相關培訓演練及運維經(jīng)驗）、X12（人員專業(yè)技術能力不足）、X13（運維隊伍不穩(wěn)定，不熟悉現(xiàn)場）、X14（運維人員不足）、X15（大意粗心，操作失誤）的風險因素重要性對比指標見表1.4：表1.4中間層（X1）的指標重要性標度表人員風險X1X11X12X13X14X15wwX1111/23241.6440.257X12215462.9930.467X131/31/5121/20.5820.091X141/21/41/2120.6600.103X151/41/621/210.5300.083得到針對中間層X1（人員風險）的風險因素指標判斷矩陣如下：X1=X11X12采用上述幾何平均法的計算公式，經(jīng)歸一化處理后得到針對中間層X1（人員風險）的各元素權(quán)重向量：W1j=0.2570.4670.091對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算矩陣X1的最大特征值λmax:X1W1j=X矩陣X的最大特征值λmax=5.347；一次性指標CI=0.087；查表1.2得到5階RI=1.12；一次性相對指標CR=0.077；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。2）中間層X2（設備風險）下的指標層X21（制冷機組故障停機）、X22（水泵故障）、X23（水路末端壓力不足、波動變化頻繁）、X24（定壓補水系統(tǒng)不能自動運行）、X25（BA系統(tǒng)卡頓）、X26（市電斷電BA不能自動切換放冷模式）、X27（電動閥門故障、卡頓、旁通閥誤動作）的風險因素重要性對比指標見表1.5：表1.5中間層（X2）的指標重要性標度表設備風險X2X21X22X23X24X25X26X27wwX21129/267/2543.2440.351X221/214539/27/22.4100.261X232/91/4133/2421.1040.119X241/61/51/311/31/22/30.3840.042X252/71/32/3315/220.9930.107X261/52/91/422/514/50.4930.053X271/42/71/23/21/25/410.6160.067得到針對中間層X2（設備風險）的風險因素指標判斷矩陣如下：X2=X21X22采用上述幾何平均法的計算公式，經(jīng)歸一化處理后得到針對中間層X2（設備風險）的各元素權(quán)重向量：W2j=0.3510.2610.119對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算矩陣X2的最大特征值λmax:X2W2j=矩陣X的最大特征值λmax=7.269；一次性指標CI=0.045；查表1.2得到7階RI=1.36；一次性相對指標CR=0.033；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。3）中間層X3（材料風險）因素下的指標層X31（備品備件不足）、X32（參與邏輯的傳感器安裝位置不良、無冗余損壞）、X33（供電開關的誤動作或損壞）的風險因素重要性對比指標見表1.6：表1.6中間層（X3）的指標重要性標度表材料風險X3X31X32X33wwX3111/31/50.4050.109X32311/21.1450.309X335212.1540.582得到針對中間層X3（材料風險）的風險因素指標判斷矩陣如下：X3=X31X32采用上述幾何平均法的計算公式，經(jīng)歸一化處理后得到針對中間層X3（材料風險）的各元素權(quán)重向量:W3j=0.1090.3090.582對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算矩陣X3的最大特征值λmax:X3W3j=X矩陣X的最大特征值λmax=3.004；一次性指標CI=0.002；查表1.2得到3階RI=0.52；一次性相對指標CR=0.004；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。4）中間層X4（技術方法風險）因素下的指標層X41（模式切換過程中相應系統(tǒng)報故障停止運行）、X42（過渡季節(jié)啟停制冷機組頻繁）、X43（BA系統(tǒng)邏輯不能實現(xiàn)自動加減制冷機組）、X44（人為手動設置下塔溫度）、X45（改BA邏輯需重啟控制器錄入程序，控制器重啟故障且無冗余）、X46（水泵頻率調(diào)整對系統(tǒng)的波動影響）的風險因素重要性對比指標見表1.7：表1.7中間層（X4）的指標重要性標度表技術方法風險X4X41X42X43X44X45X46wwX41125/23542.5870.356X421/2125/2431.7630.242X432/51/211/32/32/50.5110.070X441/32/531321.1570.159X451/51/43/21/311/20.4820.066X461/41/35/21/2210.7700.106得到針對中間層X4（技術方法風險）的風險因素指標判斷矩陣如下：X4=X41X42采用上述幾何平均法的計算公式，經(jīng)歸一化處理后得到針對中間層X4（技術方法風險）的各元素權(quán)重向量:W4j=0.3560.2420.070對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算矩陣X4的最大特征值λmax:X4W4j=X矩陣X的最大特征值λmax=6.353；一次性指標CI=0.071；查表1.2得到6階RI=1.26；一次性相對指標CR=0.056；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。5）中間層X5（環(huán)境風險）因素下的指標層X51（室外環(huán)境溫濕度波動對冷卻水下塔溫度影響）、X52（雷雨、防凍、柳絮等對供電穩(wěn)定性，及冷塔運行效率的影響）、X53（文化氛圍對節(jié)能改進落地的影響）的風險因素重要性對比指標見表1.8：表1.8中間層（X5）的指標重要性標度表材料風險X5X51X52X53wwX511352.4660.637X521/3131.0000.258X531/51/310.4050.105得到針對中間層X5（環(huán)境風險）的風險因素指標判斷矩陣如下：X5=X51X52采用上述幾何平均法的計算公式，經(jīng)歸一化處理后得到針對中間層X5（環(huán)境風險）的各元素權(quán)重向量:W5j=0.6370.2580.105對判斷矩陣進行一次性檢驗，計算矩陣X5的最大特征值λmax:X5W5j=X矩陣X的最大特征值λmax=3.039；一次性指標CI=0.019；查表1.2得到3階RI=0.52；一次性相對指標CR=0.037；滿足CR＜0.1，矩陣X滿足一致性要求。1.1.4指標層Xij的組合權(quán)重計算（1）組合權(quán)重Q的計算

==0.2570.4690.0910.1030.083（2）風險因素的權(quán)重匯總見表1.9風險因素權(quán)重分布表，表中一級權(quán)重是指：Xi針對總目標X的權(quán)重；二級權(quán)重指:Xij針對中間層Xi的權(quán)重；綜合權(quán)重Q是指：Xij針對總目標X的權(quán)重。

表1.9風險因素權(quán)重分布表總目標X一級指標Xi一級權(quán)重Wi二級指標Xij二級權(quán)重WIj綜合權(quán)重Q權(quán)重排序XX10.279X110.2570.0724X120.4670.1302X130.0910.02515X140.1030.02912X150.0830.02316X20.195X210.3510.0685X220.2610.0517X230.1190.02316X240.0420.00822X250.1070.02117X260.0530.01021X270.0670.01320X30.051X310.1090.00624X320.3090.01619X330.5820.03011X40.399X410.3560.1421X420.2420.0973X430.0700.02813X440.1590.0646X450.0660.02614X460.1060.04210X50.077X510.6370.0498X520.2580.02018X530.1050.008231.2項目風險模糊綜合評價1.2.1風險等級專家投票結(jié)果統(tǒng)計（1）風險等級的投票依據(jù)風險量值=風險發(fā)生的概率指標×風險影響度指標，風險量值對應的風險等級詳見表1.10。風險發(fā)生概率指標、風險影響程度指標，取值范圍本文均采用0—1之間的數(shù)，0表示（風險極低×沒有損失），1表示（風險極高×損失很大），中間度量取值均采用整數(shù)線性值表示。表1.10風險等級表風險很小I風險小II風險中等III風險大IV風險很大V（0—0.2）[0.2—0.4）[0.4-0.6）[0.6-0.8）[0.8-1）（2）風險等級投票統(tǒng)計根據(jù)以上度量標準，由各專家對已確定的風險因素進行評分后，統(tǒng)計各風險因素下五種風險等級對應的投票數(shù)量，計算同一風險因素中各等級風險票數(shù)的占比，結(jié)果見表1.11風險等級投票分布統(tǒng)計表和表1.12風險等級投票占比統(tǒng)計表。表1.11風險等級投票分布統(tǒng)計表某數(shù)據(jù)中心基礎設施節(jié)能運維改進項目的總風險X風險等級IIIIIIIVV人員風險X1缺乏相關培訓演練及運維經(jīng)驗X1112331人員專業(yè)技術能力不足X1202341運維隊伍不穩(wěn)定，不熟悉現(xiàn)場X1312520運維人員不足X1412610大意粗心，操作失誤X1513420

表1.11（續(xù)）某數(shù)據(jù)中心基礎設施節(jié)能運維改進項目的總風險X風險等級IIIIIIIVV設備風險X2制冷機組故障停機X2102341水泵故障X2203340水路末端壓力不足、波動變化頻繁X2312430定壓補水系統(tǒng)不能自動運行X2403430BA系統(tǒng)卡頓X2512520市電斷電BA不能自動切換放冷模式X2603421電動閥門故障、卡頓、旁通閥誤動作X2733220材料風險X3備品備件不足X3124310參與邏輯的傳感器安裝位置不良、無冗余損壞X3202431供電開關的誤動作或損壞X3302521技術方法風險X4模式切換過程中相應系統(tǒng)報故障停止運行X4101441過渡季節(jié)啟停制冷機組頻繁X4201342BA系統(tǒng)邏輯不能實現(xiàn)自動加減制冷機組X4313330人為手動設置下塔溫度X4413420改BA邏輯需重啟控制器錄入程序，控制器重啟故障且無冗余X4513330水泵頻率調(diào)整對系統(tǒng)的波動影響X4624310環(huán)境風險X5室外環(huán)境溫濕度波動對冷卻水下塔溫度影響X5112430雷雨、防凍、柳絮等對供電穩(wěn)定性及冷塔運行效率的影響X5201342文化氛圍對方案落地實施的影響X5322321表1.12風險等級投票占比統(tǒng)計表XIIIIIIIVVX1X110.10.20.30.30.1X1200.20.30.40.1X130.10.20.50.20X140.10.20.60.10X150.10.30.40.20X2X2100.20.30.40.1X2200.30.30.40X230.10.20.40.30X2400.30.40.30X250.10.20.50.20X2600.30.40.20.1X270.30.30.20.20X3X310.20.40.30.10X3200.20.40.30.1X3300.20.50.20.1X4X4100.10.40.40.1X4200.10.30.40.2X430.10.30.30.30X440.10.30.40.20X450.10.30.30.30X460.20.40.30.10X5X510.10.20.40.30X5200.10.30.40.2X530.20.20.30.20.11.2.2風險隸屬度向量評價矩陣根據(jù)表1.12風險等級投票占比統(tǒng)計表，得到各層次風險因素的模糊評價隸屬度向量矩陣。（1）中間層X1(人員風險)的風險隸屬度向量矩陣R1，見表達式1.27：R1=R11R12R13（2）中間層X2(設備風險)的風險隸屬度向量矩陣R2，見表達式1.28：R2=R21R22R（3）中間層X3(材料風險)的風險隸屬度向量矩陣R3，見表達式1.29：R3=R31R32R（4）中間層X4(技術方法風險)的風險隸屬度向量矩陣R4，見表達式1.30：R4=R41R42（5）中間層X5(環(huán)境風險)的風險隸屬度向量矩陣R4，見表達式1.31：R5=R51R（6）目標層X風險隸屬度向量矩陣R。R=0.10.20.30.30.11.2.3指標層Xij風險的模糊綜合評價前文通過專家調(diào)查打分，得到表1.12風險等級投票占比統(tǒng)計表，并據(jù)此確定了指標層風險隸屬度向量矩陣R。對風險的模糊綜合量化評價，需確定計算用的風險等級數(shù)量值，詳見表1.13。表1.13風險等級值量化表風險等級P風險很小I風險小II風險中等III風險大IV風險很大V量化值Z0.10.30.50.70.9指標層的風險評價集Pij如下：Pij=R?Z=根據(jù)表1.10風險評估等級劃分為五個等級：I（0—0.2）風險很小、II[0.2—0.4）風險小、III[0.4-0.6）風險中等、IV[0.6-0.8）風險大、V[0.8-1）風險很大。根據(jù)以上量化計算得出指標層Xij的風險評價如表1.14所示。表1.14指標層風險評價表某數(shù)據(jù)中心基礎設施節(jié)能運維改進項目的總風險X風險等級IIIIIIIVV人員風險X1缺乏相關培訓演練及運維經(jīng)驗X11√人員專業(yè)技術能力不足X12√運維隊伍不穩(wěn)定，不熟悉現(xiàn)場X13√運維人員不足X14√大意粗心，操作失誤X15√表1.14（續(xù)）某數(shù)據(jù)中心基礎設施節(jié)能運維改進項目的總風險X風險等級IIIIIIIVV設備風險X2制冷機組故障停機X21√水泵故障X22√水路末端壓力不足、波動變化頻繁X23√定壓補水系統(tǒng)不能自動運行X24√BA系統(tǒng)卡頓X25√市電斷電BA不能自動切換放冷模式X26√電動閥門故障、卡頓、旁通閥誤動作X27√材料風險X3備品備件不足X31√參與邏輯的傳感器安裝位置不良、無冗余損壞X32√供電開關的誤動作或損壞X33√技術方法風險X4模式切換過程中相應系統(tǒng)報故障停止運行X41√過渡季節(jié)啟停制冷機組頻繁X42√BA系統(tǒng)邏輯不能實現(xiàn)自動加減制冷機組X43√人為手動設置下塔溫度X44√改BA邏輯需重啟控制器錄入程序，控制器重啟故障且無冗余X45√水泵頻率調(diào)整對系統(tǒng)的波動影響X46√環(huán)境風險X5室外環(huán)境溫濕度波動對冷卻水下塔溫度影響X51√雷雨、防凍、柳絮等對供電穩(wěn)定性及冷塔運行效率的影響X52√文化氛圍對方案落地實施的影響X53√指標層的風險評價集Pij，結(jié)合上文層次分析法計算的指標層Xij的組合權(quán)重Q，得到綜合風險集，并依據(jù)考慮權(quán)重的綜合風險評價對風險因素進行排序見表1.15：表1.15風險因素評價排序表風險排序風險因素Xij組合權(quán)重Q風險評價Pij綜合評價1模式切換過程中相應系統(tǒng)報故障停止運行X410.1420.600.0852人員專業(yè)技術能力不足X120.1300.580.0763過渡季節(jié)啟停制冷機組頻繁X420.0970.640.0624制冷機組故障停機X210.0680.580.0405缺乏相關培訓演練及運維經(jīng)驗X110.0720.520.0376人為手動設置下塔溫度X440.0640.440.0287水泵故障X220.0510.520.0268室外環(huán)境溫濕度波動對冷卻水下塔溫度影響X510.0490.480.0239供電開關的誤動作或損壞X330.0300.540.01610水泵頻率調(diào)整對系統(tǒng)的波動影響X460.0420.360.01511運維人員不足X140.0290.440.01312BA系統(tǒng)邏輯不能實現(xiàn)自動加減制冷機組X430.0280.460.01313雷雨、防凍、柳絮等對供電穩(wěn)定性及冷塔運行效率的影響X520.0200.640.01314運維隊伍不穩(wěn)定，不熟悉現(xiàn)場X130.0250.460.01215改BA邏輯需重啟控制器錄入程序，控制器重啟故障且無冗余X450.0260.460.01216水路末端壓力不足、波動變化頻繁X230.0230.480.01117大意粗心，操作失誤X150.0230.440.01018BA系統(tǒng)卡頓X250.0210.460.01019參與邏輯的傳感器安裝位置不良、無冗余損壞X320.0160.560.00920市電斷電BA不能自動切換放冷模式X260.0100.520.00521電動閥門故障、卡頓、旁通閥誤動作X270.0130.360.00522文化氛圍對方案落地實施的影響X530.0080.460.00423定壓補水系統(tǒng)不能自動運行X240.0080.500.00424備品備件不足X310.0060.360.0021.2.4中間層Xi風險的模糊綜合評價前文通過專家調(diào)查打分，得到表1.12風險等級投票占比統(tǒng)計表，并據(jù)此確定了中間層風險因素的隸屬度向量矩陣Ri。用Ri結(jié)合章節(jié)1.1.3中層次分析法計算的中間層Xi的權(quán)重向量Wij，得到模糊綜合向量集；再根據(jù)表1.13的風險等級的量化值(1)中間層X1（人員風險）的模糊綜合評價X1的各元素權(quán)重向量W1j見公式1.12所示X1的風險隸屬度向量矩陣R1見公式1.27所示將權(quán)重集合W1j與評價隸屬度向量矩陣R1相乘，計算得中間層X1（人員風險）的模糊綜合向量集合M1：=0.0530.2080.3570.3090.072將模糊綜合向量M1按風險等級值量化，得到中間層X1（人員風險）的風險評價集P1：P1=M1(2)中間層X2（設備風險）的模糊綜合評價X2的各元素權(quán)重向量W2j見公式1.X2的風險隸屬度向量矩陣R2見公式1.28所示將權(quán)重集合W2j與評價隸屬度向量矩陣R2相乘，計算得中間層X2（設備風險）的模糊綜合向量集合M2：M==0.0430.2420.3360.3380.040將模糊綜合向量M2按風險等級值量化，得到中間層X2（設備風險）的風險評價集P2：P2=M2(3)中間層X3（材料風險）的模糊綜合評價X3的各元素權(quán)重向量W3j見公式1.X3的風險隸屬度向量矩陣R3見公式1.29將權(quán)重集合W3j與評價隸屬度向量矩陣R3相乘，計算得中間層X3（材料風險）的模糊綜合向量集合M3：=0.0220.2220.4470.2200.089將模糊綜合向量M3按風險等級值量化，得到中間層X3（材料風險）的風險評價集P3：P3=M3（4）中間層X4（技術方法風險）的模糊綜合評價X4的各元素權(quán)重向量W4j見公式1.X4的風險隸屬度向量矩陣R4見公式1.30所示將權(quán)重集合W4j與評價隸屬度向量矩陣R4相乘，計算得中間層X4（技術方法風險）的模糊綜合向量集合M4：