基于模糊綜合評價的現(xiàn)役武器裝備質(zhì)量評價

代海飛，劉小方，肖志誠

(第二炮兵工程大學(xué)，西安 710025)

在武器裝備的全壽命周期過程中，質(zhì)量評價工作發(fā)揮著非常重要的作用。通過對武器裝備合理地實施質(zhì)量評價，一方面可以有效掌握該武器裝備的質(zhì)量狀況，為實現(xiàn)基于狀態(tài)的測試提供決策依據(jù)［1］;另一方面通過對同類型不同批次的武器裝備進行綜合評價，橫向和縱向進行比較，為部隊在作戰(zhàn)訓(xùn)練中選擇使用可靠的裝備和對首長機關(guān)制定戰(zhàn)略決策提供重要的參考依據(jù)。

目前由于高精尖技術(shù)在現(xiàn)役武器裝備不斷應(yīng)用，使武器裝備的復(fù)雜程度不斷提高，這對武器裝備質(zhì)量狀態(tài)的判斷提出了更高的要求;在當前武器裝備質(zhì)量評價工作中，對其各要素的評價大都是人工憑經(jīng)驗進行估計判斷。所以為滿足軍隊發(fā)展需求，武器裝備的質(zhì)量評價工作需要不斷地進行改進和提高。本文通過采用改進層次分析法和多級模糊綜合評判法，能夠合理地構(gòu)建指標體系和建立評估模型，基本實現(xiàn)了對復(fù)雜武器系統(tǒng)各級的質(zhì)量狀態(tài)的綜合評價，較好地處理和解決了這一問題，該方法更加具合理性和科學(xué)性。

1 武器裝備質(zhì)量評價模型

1.1 構(gòu)建指標體系

武器裝備的評價是多層次、多因素的綜合評價。其主體是上級或本級評價機構(gòu)和專業(yè)評價人員，客體大都是由機、電、液多系統(tǒng)集成的復(fù)雜系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)［2-3］。武器裝備評價指標體系，是武器裝備質(zhì)量評價對象系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，是綜合反映說明武器裝備技術(shù)狀態(tài)、發(fā)展趨勢的一組具有內(nèi)在聯(lián)系的要素。

本文基于武器裝備質(zhì)量評價工作的復(fù)雜性、評價內(nèi)容的抽象性、評價標準的相對性等特點，對評價指標體系進行構(gòu)建。以某型導(dǎo)彈為例，從分析導(dǎo)彈的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，分析了導(dǎo)彈的組成系統(tǒng)及各系統(tǒng)的具體組成儀器設(shè)備，構(gòu)建出基于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評價指標體系，如圖1 所示。其中U＊＊代表二級以下指標。

圖1 某型導(dǎo)彈質(zhì)量評價指標體系

1.2 改進的層次分析法

為了較好地實現(xiàn)對現(xiàn)役武器裝備的質(zhì)量評價，科學(xué)合理地對武器裝備的各要素進行權(quán)重分配十分重要。在建立武器裝備質(zhì)量評價指標體系后，運用層次分析法確定各指標的權(quán)重，但是由于人的判斷具有片面性，對兩兩結(jié)果的比較缺少客觀一致性，因此在采用AHP 法時通常需要一致性檢驗。若不能通過檢驗，傳統(tǒng)的做法是憑著大致的估計來調(diào)整判斷矩陣，甚至需要各專家重新評價。為了改進這一不足，本文利用最優(yōu)傳遞矩陣，對層次分析法進行改進，使之自然滿足一致性要求，便于實現(xiàn)質(zhì)量評價計算機程序化。直接求出各指標的權(quán)重，這種改進的層次分析法記為IAHP(improved analysis hierarchy process)法［4-5］。

改進的層次分析法的步驟如下:

1)構(gòu)建初始判斷矩陣A

設(shè)“導(dǎo)彈質(zhì)量”評價指標體系指標集合為U ={U1，U2，U3，U4}，由對Gi和Gj互相比較，從而得出判斷矩陣A =［aij］，其中

以“制導(dǎo)系統(tǒng)U1”為例，專家對5 項指標的評價得出判斷矩陣:

2)求解對應(yīng)A 的反判斷矩陣B，B =lgA(bij=lgaij，?i，j);則A(1)的反對稱矩陣B(1)=lgA(1)

3)再由cij=，?i，j 求解B 的最優(yōu)傳遞矩陣C

4)由于總體標準差σij均小于1，所以由A*= 10cij得:

5)用方根法求得A*的特征值=(0.881 8 0.132 4 0.313 9 0.088 3 0.313 9)，歸一化后得到U1各項指標的權(quán)重ω1=(0.509 6 0.076 5 0.181 4 0.051 0 0.181 4)。

用同樣的方法可得到其他各指標的權(quán)重，如圖1 所示。

2 多級模糊綜合評判法

2.1 選取模糊綜合評判的原因

在現(xiàn)實生活中，對某一對象的評價需要考慮多個因素和多級指標，根據(jù)這些因素對評價對象的影響程度，得出合理的評價結(jié)果。現(xiàn)有的評價方法，尚不能完全地實現(xiàn)對復(fù)雜對象做出客觀、實際的綜合評價，針對這一問題，引入一種比較有效的數(shù)學(xué)方法—多級模糊綜合評判法。

多級模糊綜合評判法主要用于復(fù)雜(系統(tǒng))的綜合評判，原則是將評判因素按相關(guān)屬性從高層向低層逐級分解和細化，使其因素形成多層次的隸屬關(guān)系，然后從最低層向最高層逐層地使用單層次綜合評判算法進行評判，直至最高層(評判對象)得到評判結(jié)論為止。概括起來，多級模糊綜合評判法是在考慮多種因素的影響下，運用模糊數(shù)學(xué)工具對事物進行綜合性的評價。

現(xiàn)役武器裝備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，影響武器裝備質(zhì)量的因素相當?shù)枚?。以?dǎo)彈武器系統(tǒng)為例，主要由制導(dǎo)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、戰(zhàn)斗部、彈體結(jié)構(gòu)4 個指標組成，每一級指標又是由多級子指標和多級因素構(gòu)成，若只用一種指標去衡量過于片面，概括不了整體;在眾多指標中，有些指標往往具有不同的層次，直接比較得不出合理的評判結(jié)果。這時必須采用多級綜合評判法［6］。

2.2 模糊綜合評判的基本步驟

1)建立評判對象的因素集;

2)根據(jù)評判因素的重要性，確定各評判因素的權(quán)重;

3)建立模糊綜合評判的模型評判集，采取適當方法確定最低評判因素的隸屬度;

4)對每個因素逐級做出模糊綜合評判，采用所選擇的模糊算子進行模糊綜合評判;

5)每個因素反應(yīng)了評價對象的某種屬性，結(jié)合評判矩陣，可進一步得到二級評判向量，以此類推，最終獲取評價對象的綜合評價結(jié)果。

3 評價過程

3.1 模糊綜合評價

1)一級模糊綜合評價

首先，將評價等級劃分為5 級，V ={很好，較好，一般，差，很差};然后，邀請10 名專家打分，對每一具體評價對象的每項指標根據(jù)經(jīng)驗和看法進行認定，在打分表上對應(yīng)等級處打“√”，再通過多位專家調(diào)查表的匯總，如表1 所示;最后，求得單因素評判矩陣。

表1 導(dǎo)彈質(zhì)量專家評價表

以“制導(dǎo)系統(tǒng)”為例，通過專家打分，獲得評判矩陣

然后，由上述改進層次分析法可得“制導(dǎo)系統(tǒng)”權(quán)重系數(shù)矩陣ω1

計算“制導(dǎo)系統(tǒng)”評價要素綜合評價矩陣U1

同理可以計算出其他子系統(tǒng)的評價矩陣:

2)二級模糊綜合評價矩陣

首先，建立“導(dǎo)彈質(zhì)量”評價要素集U

然后，建立“導(dǎo)彈質(zhì)量”評價要素模糊矩陣R

由上述改進層次分析法得到“導(dǎo)彈質(zhì)量”評價要素權(quán)重系數(shù)矩陣:

最后，計算“導(dǎo)彈質(zhì)量”評價要素綜合評價矩陣U，如圖2 所示。

3.2 評價結(jié)果及分析

建立“導(dǎo)彈質(zhì)量”的評價集為:V = {很好，較好，一般，差，很差}，參考圖2，根據(jù)最大隸屬度法［7］，認為該導(dǎo)彈的質(zhì)量評價結(jié)果為“較好”。若對不同質(zhì)量等級的導(dǎo)彈按照不同的測試周期進行測試，本方法可以為實現(xiàn)基于狀態(tài)的測試提供決策依據(jù)。通過將評價集數(shù)量化為:V={1，0.9，0.7，0.5，0.2}，用百分制表示綜合質(zhì)量S，則本次綜合質(zhì)量的評價得分為:S=VU* 100 =84.48。利用此分值可以為對不同的導(dǎo)彈的質(zhì)量進行橫向和縱向比較，為部隊作戰(zhàn)訓(xùn)練中對裝備的選擇使用和對武器裝備等級的劃分提供參考。

圖2 導(dǎo)彈質(zhì)量綜合評價值向量分布

4 結(jié)束語

本文以某型導(dǎo)彈為例，構(gòu)建了質(zhì)量的綜合評價模型，并運用改進層次分析法和多級模糊綜合評價法定量評價了某型導(dǎo)彈的質(zhì)量，方法科學(xué)易用，便于操作。提出的思想和方法可以推廣應(yīng)用到其他武器裝備的質(zhì)量評價，但是對于不同的武器裝備有不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的質(zhì)量模型也必須修改。

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