基于云重心評判法的裝備維修保障效能評估*

鄭建輝　王天輝　張超恒

(91851部隊　葫蘆島　125001)

?

基于云重心評判法的裝備維修保障效能評估*

鄭建輝王天輝張超恒

(91851部隊葫蘆島125001)

摘要從構(gòu)成裝備維修保障的要素出發(fā),構(gòu)建了裝備維修保障效能評估指標體系。運用云重心判別法對影響裝備維修保障能力的各因素及整體效能進行評估。以某保障團為例,對其裝備維修保障效能進行評估。結(jié)果表明,該評估模型能夠簡單、快速、客觀地給出裝備維修保障各因素及整體的效能情況。

關(guān)鍵詞指標體系; 云重心判別; 裝備維修保障; 效能評估

Efficiency Evaluation of Equipment Service Base on Cloud Gravity Center Assessment Method

ZHENG JianhuiWANG TianhuiZHANG Chaoheng

(No. 91851 Troops of PLA, Huludao125001)

AbstractAccording to the content of equipment service, the evaluation index system of the equipment service is established. The whole efficiency and every element efficiency of the equipment service are evaluated by cloud gravity center assessment method. Using a service regiment as an example, the equipment service efficiency of the regiment is evaluated. The result shows that the whole efficiency and every element efficiency of the equipment service can be evaluated briefly, quickly and correctly by the calculated model.

Key Wordsindex system, cloud gravity center assessment method, equipment service, efficiency evaluation

Class NumberTJ07

1引言

裝備維修保障作為保障軍隊武器裝備性能完好、持續(xù)作戰(zhàn)能力的重要因素,越來越受到各國重視。對裝備維修保障效能進行科學(xué)、客觀的評估,對完善裝備維修保障體系具有重要指導(dǎo)意義。

裝備維修保障體系由于其所包含因素較多,很多影響因素都不能直接量化,因此其效能評估與傳統(tǒng)的評估方式有著明顯的差異。云重心判別法能夠?qū)崿F(xiàn)定性屬性值與定量屬性值之間的轉(zhuǎn)換[1],本文將云重心理論應(yīng)用于裝備維修保障效能評估之中,從而實現(xiàn)對裝備維修保障的定量屬性分析。

2裝備維修保障效能評估指標體系

2.1基本指標的確定原則

裝備維修保障效能是指裝備保障機構(gòu)用來執(zhí)行特定維修保障任務(wù)所能達到預(yù)期目標的有效程度[2],其保障能力需要通過指標體系來分析和評估。

設(shè)計合理的指標體系是科學(xué)、客觀、正確評估裝備維修保障效能的關(guān)鍵。確定基本指標應(yīng)遵循以下原則[3]:

1) 各指標的選擇應(yīng)具有代表性,能夠真實地反映裝備維修保障效能。

2) 各指標之間要相對獨立,避免重復(fù)交叉。

3) 各指標的概念要準確,能夠便于量化,以減少主觀判斷。

4) 各指標的選擇應(yīng)具有完備性,指標的選取應(yīng)能夠全面地反映裝備維修保障能力。

2.2指標體系的建立

分析裝備維修保障的組成,根據(jù)裝備維修保障效能基本指標的確定原則,本文構(gòu)建評估指標體系如表1所示。

表1　裝備維修保障效能指標體系

3云重心評判法

3.1云重心理論

“云”是指在模糊集合理論和概率理論進行交叉滲透的基礎(chǔ)上構(gòu)造的特定算法,它用語言值表示了某個定性概念與其定量表示之間的不確定轉(zhuǎn)換,揭示了隨機性和模糊性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。云模型的特征一般使用:期望值Ex,熵En和超熵He三個數(shù)值來表征,這些特征反映了定性認識對應(yīng)的定量化程度[4]。其中:Ex是云的重心位置,表示相對應(yīng)模糊概念的中心值;En是表征概念模糊度的度量,反映了在論域中可被模糊概念接受的元素數(shù);He是云厚度的度量,反映了云的離散程度[5]。

云重心理論可用公式表示為[6]

T=a×b

式中:a為云重心的位置,b為云重心的高度。

3.2云重心評判法的實現(xiàn)步驟

云重心評判法是將評判指標體系中的各指標用云模型表示,形成一個多維綜合云系統(tǒng)。求得該系統(tǒng)的云重心與理想狀態(tài)下的偏離度,進行加權(quán)求和得到整個系統(tǒng)的偏離度,并將其輸入云發(fā)生器,激活相應(yīng)的云對象[7~8]。其具體實現(xiàn)步驟如下:

1) 求各指標的云模型表示[9]

在給出的系統(tǒng)性能指標體系中,既有用精確數(shù)值表示的,又有用語言值來描述的。提取n組樣品組成決策矩陣。那么n個精確數(shù)值型的指標就可以用一個云模型來表示。其中:

EX=(EX1+EX2+…+EXn)/n

(1)

EX=[max(EX1,EX2,…EXn)

-min(EX1,EX2,…EXn)]/6

(2)

第二層的每個指標可以用一個云模型表示,則第一層的每個指標可以一個由n云模型組成的一維綜合云表示。其中:

(3)

En=(En1+En2+…Enn)

(4)

當指標為精確數(shù)值型時,Ex1~Exn為指標量的值;當指標為語言值型時,Ex1~Exn為指標云模型的期望,En1~Enn為各指標云模型的熵。

2) 確定各個指標的權(quán)重分配

確定權(quán)重常用的方法有熵值法、環(huán)比評分法、層次分析法(AHP)與專家組決策法(Delphi法)等[10]。本文對指標權(quán)重的確定采用層次分析法(AHP)和專家組決策法(Delphi法)相結(jié)合的方法。

多位專家根據(jù)兩兩指標的相對重要性進行比較,按照九級分制評分原則對各指標的相對重要性進行評比。根據(jù)評分結(jié)果,利用層次分析法求出各指標的權(quán)重。

3) 系統(tǒng)的狀態(tài)表示

p個指標可用p個一維綜合云模型來表示,那么p個指標所反映的系統(tǒng)狀態(tài)就可以用一個p維綜合云來表示。對于p維綜合云的重心T可以用一個p維的向量來表示,即:

T=(T1,T2,…,Tp)

其中:Ti=ai×bi,i=1,2,…,p

4) 用加權(quán)偏離度來衡量云重心的變化

系統(tǒng)在理想狀態(tài)下,各指標的值是已知的,假設(shè)系統(tǒng)在理想狀態(tài)下云重心向量表示為

式中:b表示云重心的高度向量。

在某一狀態(tài)下,設(shè)定系統(tǒng)綜合云的中心向量T=(T1,T2,…,Tp)。這樣,就可以用加權(quán)偏離度(θ)來衡量該狀態(tài)與理想狀態(tài)的差距(注:θ值越小表示差異越不明顯,θ值越大表示差異越顯著)。

首先將求得該狀態(tài)下綜合云的重心偏離向量TG:

(5)

把各指標進行歸一化處理后得到的重心偏離向量乘以其對應(yīng)權(quán)重值,然后進行求和,所求得數(shù)值即為加權(quán)偏離度θ的值,公式表示為

(6)

5) 評價集的實現(xiàn)

由加權(quán)偏離度θ獲得評估結(jié)果的歸屬度e為

e=1-|θ|

(7)

本文采用由11個評語所組成的評語集:V=(v1,v2,…,v11)==(極差,非常差,很差,較差,差,一般,好,較好,很好,非常好,極好),歸屬度e與評語集的對應(yīng)關(guān)系構(gòu)成定性評測的云發(fā)生器,如圖1所示。

圖1　云發(fā)生器

4實例分析

以某保障團為例,根據(jù)建立的裝備維修保障效能評估指標體系,運用云重心判別法對該團的裝備維修保障效能進行評估。

1) 列出指標的狀態(tài)值

首先,對人員能力素質(zhì)效能進行研究。本文選取四位專家對該團的人員能力素質(zhì)的各個因素進行打分評比,其具體結(jié)果如表2所示。

表2　人員能力素質(zhì)指標參數(shù)狀態(tài)表

2) 求取各指標的云模型表示

運用層次分析法(AHP)和專家組決策法(Delphi法)相結(jié)合的方法求得人員能力素質(zhì)各指標的權(quán)重向量w1=(0.3,0.2,0.4,0.1)。

3) 求取各指標的云模型表示

由表2可以得到人員能力素質(zhì)效能的決策矩陣:

理想狀態(tài)向量L1=(1.0,1.0,1.0,1.0),由式(1)、式(2)分別求得各指標云模型的期望值Ex,熵En,如表3所示。

表3　人員能力素質(zhì)的期望值和熵

4) 綜合云的重心向量

人員能力素質(zhì)效能可以用一維的加權(quán)綜合云來表示,由式(5)求得該狀態(tài)下綜合云的重心偏離向量,TG=(0.225,0.325,0.325,0.5)。

5) 用云模型實現(xiàn)評測的評語集

由式(6)可求得人員能力素質(zhì)效能加權(quán)偏離度θ1=0.3125,由式(7)可求得歸屬度e1=0.6875。

將人員能力素質(zhì)效能的歸屬度e1輸入所建立的云發(fā)生器中,將激活“好”和“較好”兩個云對象,且激活“較好”的程度大于“好”。則對人員能力素質(zhì)效能表示為:介于“好”與“較好”之間,傾向于“較好”。

6) 對整系統(tǒng)的效能進行評估

同理,對管理體制效能進行計算得其歸屬度e2=0.8363,輸入云發(fā)生器,將激活“很好”和“非常好”兩個云對象,且激活“很好”的程度大于“非常好”。因此,管理體制效能的評價為:介于“很好”和“非常好”之間,傾向于“很好”。

對經(jīng)費保障效能進行計算得其歸屬度e3=0.7867,輸入云發(fā)生器,將激活“較好”和“很好”兩個云對象,且激活“很好”的程度大于“較好”。因此,經(jīng)費保障效能的評價為:介于“較好”和“很好”之間,傾向于“很好”。

運用AHP和Delphi相結(jié)合的方法求得人員能力素質(zhì)、管理體制、經(jīng)費保障等指標的權(quán)重w=(0.4,0.3,0.3),則該團的裝備維修保障效能加權(quán)歸屬度e=0.7619。將其輸入云發(fā)生器,將激活“較好”和“很好”兩個云對象,且激活“很好”的程度大于“較好”。因此,對該團的裝備維修保障效能的評價為:介于“較好”和“很好”之間,傾向于“很好”。

5結(jié)語

裝備維修保障效能評估涉及因素較多,給評估工作帶來一定的困難。本文將云重心判別法應(yīng)用于裝備維修保障,能夠較好地融合主、客觀信息,具有較強的科學(xué)性。以某保障團的裝備維修保障情況為例,對其整體裝備維修保障效能進行評估,并對影響整體效能的各個因素進行評估。評估結(jié)果對改善該團的裝備維修保障效能具有很強的指導(dǎo)意義。

參 考 文 獻

[1] 焦躍,李德毅.一種評價CaI系統(tǒng)效能的新方法[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,1998,56(12):68-73.

[2] 孫明.基于仿真的集團軍戰(zhàn)時裝備保障評估方法研究[D].北京:裝甲兵工程學(xué)院,2006.

[3] 呂彬.多指標綜合評價法及其在導(dǎo)彈武器效能評估種地應(yīng)用[J].中國管理科學(xué),1995,17(5):73-76.

[4] 王辰光,王繼峰,孫玉濤,等.基于云重心的防空兵決策能力評估研究[J].艦船電子工程,2010,30(12):38-41.

[5] 肖丁,趙金超,陳勇.基于云重心理論的單艦防空作戰(zhàn)能力評估[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2011,39(5):30-34.

[6] 萬鵬,劉子佩.基于云重心理論的裝甲團主攻方向優(yōu)選[J].指揮控制與仿真,2011,33(5):46-49.

[7] 焦利明,于偉,羅均平,等.基于云重心評判法的指揮自動化系統(tǒng)效能評估[J].情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù),2005,27(5):71-74.

[8] 武文軍,成洪俊,曹寧.云重心理論在防空兵作戰(zhàn)能力評估中的運用[J].火力與指揮控制,2005,30(4):82-84.

[9] 齊偉偉,夏良華,李敏,等.基于云重心評估法的裝備健康狀態(tài)評估[J].火力與指揮控制,2012,37(4):78-82.

[10] 汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008:112-120.

中圖分類號TJ07

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.03.030

作者簡介:鄭建輝,男,工程師,研究方向:裝備管理。王天輝,男,碩士,工程師,研究方向:兵器發(fā)射理論。張超恒,男,助理工程師,研究方向:裝備管理。

收稿日期:2015年9月6日,修回日期:2015年10月22日