电子信息产品环境效应的评价指标体系分析

2023年6月21日发(作者：)

电子信息产品环境效应的评价指标体系分析

[摘 要] 电子信息产业快速增长,产品更新换代加速,带来了资源能源消耗和污染问题,有必要对电子信息产品进行环境效应的评价分析。本文构建了电子信息产品环境效应评价指标体系,并利用模糊层次分析法确定各指标权重,最后根据权重结果提出有关产品改进和环保方面的政策性建议。

[关键词] 电子信息产品;环境效益;社会效益;经济效益;模糊层次分析法

1引言

电子信息产业已经成为世界经济的新增长点,随之而来的废弃污染问题也日益引起社会关注。人们环保意识不断提升,各个国家和地区政府相继出台控制电子信息产品成分含量的法律或法规。因此,对电子信息产品环境效应进行评价有很重要的现实意义。

本文在前人研究基础上对电子信息产品环效应响构建评价指标体系,利用模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)模拟专家打分,对整个因素体系进行量化和权重评定,根据评价结果给出一定的建议。

2国内外研究现状

在研究环境效应评价指标体系方面,国内外学者几乎都强调了资源、能源的消耗和污染物排放3个方面。Taeko Aoe[1]指出,生态效益指标要能够通过生态设计指导产品的改进,提出的生态效益评价指标包括温室效应气体排放指标、资源能源消耗指标和特定物质消耗指标。Barba-Gutiérrez 等人[2]评价家电环境影响时考虑了3种因素:人类健康、生态系统质量和资源。我国学者也在环境效应评价方面做了很多工作,主要体现在对生态效益评价指标的研究。陈迪[3]针对区域研究的特殊性以及数据的完整性,把生态效益指标分为经济价值、环境冲击和环境治理3方面。陈静 等[4]构建企业环境指标体系,包括单位能源消耗的产值,单位水消耗的产值,单位原物料消耗的产值,单位水污染物排放的产值,单位气污染物排放的产值,单位包装固体废物产生的产值等指标。这些指标都是从自然环境方面出发,忽视了自然环境与社会环境的联系,忽视了环境破坏的后续影响,忽视了市场经济中的经济因素。本文试图从自然环境、社会环境和经济协调发展出发,构建评价指标体系。

3电子信息产品环境影响指标体系

考虑前人研究成果以及不足,本文选择评价指标体系从环境效益、社会效益、经济效益3方面综合考虑。构建电子信息产品环境效应评价指标体系如图1所示。

3.1电子信息产品的环境效应评价指标体系的说明

(1) 环境效益指标主要是指对自然环境的直接影响,包括资源能源的输入和各种废弃物的输出两部分。

① 能源包括煤、石油、天然气。电子信息产品的能耗贯穿于电子产品的整个生命周期。可再生资源主要包括水,不可再生资源包括化石燃料、矿石等。② 大气污染主要指引起温室效应、促进臭氧层消耗等挥发性有机化合物、粉尘颗粒等。③ 工业废水会造成严重的水体富营养化。电子电气产品水体污染排放物质主要有重金属类和富营养物质。④ 固体废弃物污染主要体现在生产阶段和回收处理阶段,以及维修阶段的零部件更换。生产阶段的次品、边角料,维修阶段更换的零部件,电脑报废之后,会造成空间占用,或是土壤破坏。⑤ 电子信息产品整个生命周期过程会伴随噪声、振动、辐射等物理形式的污染。这些污染还会对人体造成直接的损伤。

(2) 社会效益主要是对自然环境的间接影响,包括环境破坏之后对人体健康的影响,对水生生态和陆生生态的后续影响。

① 社会效益的人体健康方面,包括环境对社会公众、操作工人以及使用者的身体健康的影响。 ② 水生生态影响主要指水体污染之后,水生生物的死亡,水生生态的破坏。③ 陆生生态影响主要指陆地生态的破坏,动物的伤亡,森林草地植被的破坏,农作物的不正常生长等。

(3)经济效益主要是对经济环境的影响,从费用支出和效益收入两大方面考虑。

① 成本费用支出包括原材料购买、运输费用、工人工资支出、使用费用支出(例如电费)、回收费用。除此之外,还包括为了响应国家环保号召而对环保做出的一系列研发费用支出。 ② 资源回收:产品销售之后的利润回收,产品回收产生的能源和资源回收效益等。

3.2电子信息产品的环境影效应评价标权重评定

3.2.1模糊层次分析法(FAHP)介绍

本文采用模糊层次分析法对各个指标给定权重。层次分析法(Analytic

Hierarchy Process,AHP)是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化分析方法。荷兰学者Van Loargoven[5]提出了用三角模糊数Fuzzy表示比较判断的方法并运用三角模糊数的运算和对数最小二乘法,求得元素排序,即在模糊环境下使用的AHP方法。

(1) 模糊层次分析法的主要步骤是:

第一步:建立多级递阶结构模型与模糊判断矩阵,用三角模糊数(l,m,u)定量表示在给定准则下,同一层次各因素之间两两比较的结果。l与u表示判断的模糊程度,当l与u相等时则表示判断是非模糊的[6]。

如果M1 = (l1,m1,u1)和M2 = (l2,m2,u2)代表两个模糊数,则三角模糊数计算公式为:

M1 ⊕ M2 = (l1,m1,u1) ⊕ (l2,m2,u2)=(l1 + l2, m1 + m2, u1 + u2)

(1)

M1 ⊙ M2=(l1,m1,u1) ⊙ (l1,m1,u1)=(l1l2, m1m2, u1u2)(2)

任意n, nM=(nl,nm,nu),n∈R (3)

(l,m,u)-1 = (1/u,1/m,1/l) (4)

M1 ≥ M2的可能性被定义为V(M1 ≥ M2)

当m1 ≥ m2时,V(M1 ≥ M2) = 1 (5)

当m1 ≤ m2时,

V(M1 ≥ M2) = (l2 - u1)/(m1 - u1) - (m2 - l2), l2 ≤ u10,其他 (6)

三角模糊数M大于k个三角模糊数Mi(i = 1,2,…,k)的可能性被定义为

V(M ≥ M1, M2,…,Mk) = min(M ≥ M1, M2,…,Mk)(7)

设m为对象集容量,n为目标集容量,设第i个对象满足n个目标要求的程度值分别为M1Ei,M2Ei…,MnEi(i = 1,2,…,m),这里MjEi,都是三角模糊数,那么第i个对象满足n个目标的综合权重值为:

Si =MEji ⊙ [ MEji ]-1(8)

用Ai表示第i个元素,设d′(Ai) = minV(Si ≥ Sk)(k = 1,2,…,m,k ≠ i),那么权向 量为W′ = (d′(Ai),d′(A2),…,d′(AM))T,经过归一化处理,模糊层次分析法权向量为W = (d(Ai),d(A2),…, d(AM))T。

第二步,利用模糊三角数计算各矩阵因素权重。

第三步,求出各指标综合权重,进行层次总排序。

3.2.2电子信息产品环境效应评价指标权重确定

利用三角模糊数构造模糊矩阵:由3位专家对各因素两两比较打分得模糊判断矩阵。第二层矩阵见表1所示。

利用公式1、 公式8和公式7可得到d′(B1) = 1,d′(B2) = 0.72,d′(B3) = 0.46。

于是得:W′ = (1,0.72,0.46)T,经归一化得到3个因素的权重为W =

(0.459,0.330,0.211)T

同理,可以得到第三层指标权重值:

(1) B1 - B1i模糊矩阵经过计算可以得到:W1=(0.195,0.424,0.381)T;

(2) B2 - B2i模糊矩阵经过计算可以得到:W2 =

(0.249,0.107,0.241,0.229,0.07,0.104)T;

(3) B3 - B3i模糊矩阵经过计算可以得到:W3=(0.27,0.5,0.045,0.185)T。

3.2.3综合排序

层次总排序见表2。

3.3评价结果分析

分析结果可得,在诸多影响电子信息产品进一步发展因素中,水生生态、陆生生态的平衡性、人类健康和销售利润影响程度比较大。在社会生活中,生态的破坏直接影响人类的生存环境。在市场经济中,企业要想生存和发展就必须有足够的经济实力,所以销售利润也是十分重要的一个因素。虽然人们环境保护的意识不断提高,但是经济因素仍然占据十分重要的地位。对政府来说,在制定相关政策保护环境的同时也要考虑到经济的发展。就发展来说,最终依靠的是技术的进步与产品的改进,提高中国整体技术水平是必由之路。

4小结

本文针对电子信息产品的环境效应进行分析,构建其环境效应评价指标体系,其中主要包括社会效益、环境效益、经济效益3个一级指标以及13个二级指标,利用模糊层次分析法赋予各指标权重,得出水生生态、陆生生态、销售利润和人类健康等指标较为重要。把该指标体系应用到环境评估中去才更具有实际意义,其最终目的是为了经济与环境双赢,但是最终要依靠技术创新与进步来实现。

主要参考文献

[1] Taeko Aoe. Eco-efficiency and Ecodesign in Electrical and Electronic

Products[J]. Cleaner Production,2007, 15(15):1406-1414.

[2] Y Barba - Gutiérrez,B Adenso - Díaz & S Lozano. Eco - Efficiency of

Electric and Electronic Appliances: A Data Envelopment Analysis (DEA) [J].

Environment Modeling Assessment,2009,14(4):439-447.

[3] 陈迪.中国制造业生态效益评价区域差异比较分析[J].中国科技论坛,2008(1):37-41 .

[4] 陈静,林逢春,杨凯.基于生态效益理念的企业环境绩效动态评估模型[J].中国环境科学,2007,27(5):717-720 .

[5] 陈伟.技术性贸易壁垒对我国水产品出口的影响及对策[J].河北渔业,2005(5):1-4.

[6] 陶洋,张静,周霞.基于三角模糊数层次分析法与网络仿真的网络整体性能评价研究[J].计算机应用,2005(10):2238-2240.

Index System for Evaluating Environmental Effect made by Electronic

Information Products

JIANG Guo-rui, GAO Li-xia

(College of Economics and Management, Beijing University of Technology,

Beijing 100124, China)

Abstract: With rapid development of electronic information industry, electronic

information products are changed more and more quickly, which made serious energy

and environment problems. So we need to study the environment effect made by electronic information products. This paper established an environmental effect

evaluation index system of its products,determined the weight of each index using

Fuzzy Analytical Hierarchy Process, and finally brought out some policy

recommendations about product improvement and environmental protection

according to the above weights.

Key words: Electronic Information Products;Environmental Benefits;social

Enefits;economic Benefits;Fuzzy Analytical Hierarchy Process

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

2023年6月21日发(作者：)

电子信息产品环境效应的评价指标体系分析

[摘 要] 电子信息产业快速增长,产品更新换代加速,带来了资源能源消耗和污染问题,有必要对电子信息产品进行环境效应的评价分析。本文构建了电子信息产品环境效应评价指标体系,并利用模糊层次分析法确定各指标权重,最后根据权重结果提出有关产品改进和环保方面的政策性建议。

[关键词] 电子信息产品;环境效益;社会效益;经济效益;模糊层次分析法

1引言

电子信息产业已经成为世界经济的新增长点,随之而来的废弃污染问题也日益引起社会关注。人们环保意识不断提升,各个国家和地区政府相继出台控制电子信息产品成分含量的法律或法规。因此,对电子信息产品环境效应进行评价有很重要的现实意义。

本文在前人研究基础上对电子信息产品环效应响构建评价指标体系,利用模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)模拟专家打分,对整个因素体系进行量化和权重评定,根据评价结果给出一定的建议。

2国内外研究现状

在研究环境效应评价指标体系方面,国内外学者几乎都强调了资源、能源的消耗和污染物排放3个方面。Taeko Aoe[1]指出,生态效益指标要能够通过生态设计指导产品的改进,提出的生态效益评价指标包括温室效应气体排放指标、资源能源消耗指标和特定物质消耗指标。Barba-Gutiérrez 等人[2]评价家电环境影响时考虑了3种因素:人类健康、生态系统质量和资源。我国学者也在环境效应评价方面做了很多工作,主要体现在对生态效益评价指标的研究。陈迪[3]针对区域研究的特殊性以及数据的完整性,把生态效益指标分为经济价值、环境冲击和环境治理3方面。陈静 等[4]构建企业环境指标体系,包括单位能源消耗的产值,单位水消耗的产值,单位原物料消耗的产值,单位水污染物排放的产值,单位气污染物排放的产值,单位包装固体废物产生的产值等指标。这些指标都是从自然环境方面出发,忽视了自然环境与社会环境的联系,忽视了环境破坏的后续影响,忽视了市场经济中的经济因素。本文试图从自然环境、社会环境和经济协调发展出发,构建评价指标体系。

3电子信息产品环境影响指标体系

考虑前人研究成果以及不足,本文选择评价指标体系从环境效益、社会效益、经济效益3方面综合考虑。构建电子信息产品环境效应评价指标体系如图1所示。

3.1电子信息产品的环境效应评价指标体系的说明

(1) 环境效益指标主要是指对自然环境的直接影响,包括资源能源的输入和各种废弃物的输出两部分。

① 能源包括煤、石油、天然气。电子信息产品的能耗贯穿于电子产品的整个生命周期。可再生资源主要包括水,不可再生资源包括化石燃料、矿石等。② 大气污染主要指引起温室效应、促进臭氧层消耗等挥发性有机化合物、粉尘颗粒等。③ 工业废水会造成严重的水体富营养化。电子电气产品水体污染排放物质主要有重金属类和富营养物质。④ 固体废弃物污染主要体现在生产阶段和回收处理阶段,以及维修阶段的零部件更换。生产阶段的次品、边角料,维修阶段更换的零部件,电脑报废之后,会造成空间占用,或是土壤破坏。⑤ 电子信息产品整个生命周期过程会伴随噪声、振动、辐射等物理形式的污染。这些污染还会对人体造成直接的损伤。

(2) 社会效益主要是对自然环境的间接影响,包括环境破坏之后对人体健康的影响,对水生生态和陆生生态的后续影响。

① 社会效益的人体健康方面,包括环境对社会公众、操作工人以及使用者的身体健康的影响。 ② 水生生态影响主要指水体污染之后,水生生物的死亡,水生生态的破坏。③ 陆生生态影响主要指陆地生态的破坏,动物的伤亡,森林草地植被的破坏,农作物的不正常生长等。

(3)经济效益主要是对经济环境的影响,从费用支出和效益收入两大方面考虑。

① 成本费用支出包括原材料购买、运输费用、工人工资支出、使用费用支出(例如电费)、回收费用。除此之外,还包括为了响应国家环保号召而对环保做出的一系列研发费用支出。 ② 资源回收:产品销售之后的利润回收,产品回收产生的能源和资源回收效益等。

3.2电子信息产品的环境影效应评价标权重评定

3.2.1模糊层次分析法(FAHP)介绍

本文采用模糊层次分析法对各个指标给定权重。层次分析法(Analytic

Hierarchy Process,AHP)是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化分析方法。荷兰学者Van Loargoven[5]提出了用三角模糊数Fuzzy表示比较判断的方法并运用三角模糊数的运算和对数最小二乘法,求得元素排序,即在模糊环境下使用的AHP方法。

(1) 模糊层次分析法的主要步骤是:

第一步:建立多级递阶结构模型与模糊判断矩阵,用三角模糊数(l,m,u)定量表示在给定准则下,同一层次各因素之间两两比较的结果。l与u表示判断的模糊程度,当l与u相等时则表示判断是非模糊的[6]。

如果M1 = (l1,m1,u1)和M2 = (l2,m2,u2)代表两个模糊数,则三角模糊数计算公式为:

M1 ⊕ M2 = (l1,m1,u1) ⊕ (l2,m2,u2)=(l1 + l2, m1 + m2, u1 + u2)

(1)

M1 ⊙ M2=(l1,m1,u1) ⊙ (l1,m1,u1)=(l1l2, m1m2, u1u2)(2)

任意n, nM=(nl,nm,nu),n∈R (3)

(l,m,u)-1 = (1/u,1/m,1/l) (4)

M1 ≥ M2的可能性被定义为V(M1 ≥ M2)

当m1 ≥ m2时,V(M1 ≥ M2) = 1 (5)

当m1 ≤ m2时,

V(M1 ≥ M2) = (l2 - u1)/(m1 - u1) - (m2 - l2), l2 ≤ u10,其他 (6)

三角模糊数M大于k个三角模糊数Mi(i = 1,2,…,k)的可能性被定义为

V(M ≥ M1, M2,…,Mk) = min(M ≥ M1, M2,…,Mk)(7)

设m为对象集容量,n为目标集容量,设第i个对象满足n个目标要求的程度值分别为M1Ei,M2Ei…,MnEi(i = 1,2,…,m),这里MjEi,都是三角模糊数,那么第i个对象满足n个目标的综合权重值为:

Si =MEji ⊙ [ MEji ]-1(8)

用Ai表示第i个元素,设d′(Ai) = minV(Si ≥ Sk)(k = 1,2,…,m,k ≠ i),那么权向 量为W′ = (d′(Ai),d′(A2),…,d′(AM))T,经过归一化处理,模糊层次分析法权向量为W = (d(Ai),d(A2),…, d(AM))T。

第二步,利用模糊三角数计算各矩阵因素权重。

第三步,求出各指标综合权重,进行层次总排序。

3.2.2电子信息产品环境效应评价指标权重确定

利用三角模糊数构造模糊矩阵:由3位专家对各因素两两比较打分得模糊判断矩阵。第二层矩阵见表1所示。

利用公式1、 公式8和公式7可得到d′(B1) = 1,d′(B2) = 0.72,d′(B3) = 0.46。

于是得:W′ = (1,0.72,0.46)T,经归一化得到3个因素的权重为W =

(0.459,0.330,0.211)T

同理,可以得到第三层指标权重值:

(1) B1 - B1i模糊矩阵经过计算可以得到:W1=(0.195,0.424,0.381)T;

(2) B2 - B2i模糊矩阵经过计算可以得到:W2 =

(0.249,0.107,0.241,0.229,0.07,0.104)T;

(3) B3 - B3i模糊矩阵经过计算可以得到:W3=(0.27,0.5,0.045,0.185)T。

3.2.3综合排序

层次总排序见表2。

3.3评价结果分析

分析结果可得,在诸多影响电子信息产品进一步发展因素中,水生生态、陆生生态的平衡性、人类健康和销售利润影响程度比较大。在社会生活中,生态的破坏直接影响人类的生存环境。在市场经济中,企业要想生存和发展就必须有足够的经济实力,所以销售利润也是十分重要的一个因素。虽然人们环境保护的意识不断提高,但是经济因素仍然占据十分重要的地位。对政府来说,在制定相关政策保护环境的同时也要考虑到经济的发展。就发展来说,最终依靠的是技术的进步与产品的改进,提高中国整体技术水平是必由之路。

4小结

本文针对电子信息产品的环境效应进行分析,构建其环境效应评价指标体系,其中主要包括社会效益、环境效益、经济效益3个一级指标以及13个二级指标,利用模糊层次分析法赋予各指标权重,得出水生生态、陆生生态、销售利润和人类健康等指标较为重要。把该指标体系应用到环境评估中去才更具有实际意义,其最终目的是为了经济与环境双赢,但是最终要依靠技术创新与进步来实现。

主要参考文献

[1] Taeko Aoe. Eco-efficiency and Ecodesign in Electrical and Electronic

Products[J]. Cleaner Production,2007, 15(15):1406-1414.

[2] Y Barba - Gutiérrez,B Adenso - Díaz & S Lozano. Eco - Efficiency of

Electric and Electronic Appliances: A Data Envelopment Analysis (DEA) [J].

Environment Modeling Assessment,2009,14(4):439-447.

[3] 陈迪.中国制造业生态效益评价区域差异比较分析[J].中国科技论坛,2008(1):37-41 .

[4] 陈静,林逢春,杨凯.基于生态效益理念的企业环境绩效动态评估模型[J].中国环境科学,2007,27(5):717-720 .

[5] 陈伟.技术性贸易壁垒对我国水产品出口的影响及对策[J].河北渔业,2005(5):1-4.

[6] 陶洋,张静,周霞.基于三角模糊数层次分析法与网络仿真的网络整体性能评价研究[J].计算机应用,2005(10):2238-2240.

Index System for Evaluating Environmental Effect made by Electronic

Information Products

JIANG Guo-rui, GAO Li-xia

(College of Economics and Management, Beijing University of Technology,

Beijing 100124, China)

Abstract: With rapid development of electronic information industry, electronic

information products are changed more and more quickly, which made serious energy

and environment problems. So we need to study the environment effect made by electronic information products. This paper established an environmental effect

evaluation index system of its products,determined the weight of each index using

Fuzzy Analytical Hierarchy Process, and finally brought out some policy

recommendations about product improvement and environmental protection

according to the above weights.

Key words: Electronic Information Products;Environmental Benefits;social

Enefits;economic Benefits;Fuzzy Analytical Hierarchy Process

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文