武器裝備科研項目綜合效益評估方法研究

郭　杰，何新華，王鈺博

(裝甲兵工程學(xué)院，北京　100072)

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武器裝備科研項目綜合效益評估方法研究

郭杰，何新華，王鈺博

(裝甲兵工程學(xué)院，北京100072)

摘要：武器裝備科研項目需要合理配置和科學(xué)規(guī)劃，以提高其總體效益；針對項目產(chǎn)生的效益大多難以量化的問題，在分析武器裝備科研項目綜合效益分布和構(gòu)成的基礎(chǔ)上，結(jié)合某科研項目的實際情況，提出了基于AHP-PCE的武器裝備科研項目綜合效益評估方法，既給出了各個評估指標的權(quán)重，又直接給出了項目完成品質(zhì)、促進情況、服務(wù)情況的準確評估，較好地解決模糊的、難以量化的問題。

關(guān)鍵詞：科研項目；綜合效益；評估；AHP-PCE

近年來，隨著武器裝備科研項目和經(jīng)費逐年增加，部分科研成果在部隊推廣應(yīng)用，科研工作取得顯著成效。但隨著武器裝備科研項目的增多，合理配置和科學(xué)規(guī)劃顯得十分重要，針對這些問題開展科學(xué)的綜合效益分析和評估研究，采用定量化的手段分析歷年來科研項目數(shù)據(jù)，總結(jié)項目規(guī)劃和管理方面好的經(jīng)驗和存在問題，并研究提出解決的辦法，為武器裝備科研在未來一個時期內(nèi)更好地服務(wù)軍隊建設(shè)和軍隊科研職能轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐，具有十分重要的意義。在武器裝備科研綜合效益評估中，涉及到大量的復(fù)雜現(xiàn)象和多種因素的相互作用，評估中存在大量的模糊現(xiàn)象和模糊概念[1]，需要用模糊綜合評估法進行定量處理，但權(quán)重通常需要專家的經(jīng)驗知識來確定并不最佳，用層次分析法來確定權(quán)重更好，更能提高模糊綜合評估的準確性。為此，本文采用層次分析法和模糊綜合評估法(AHP-PCE)相結(jié)合的方法確定武器裝備科研項目綜合效益指標體系并確定各指標權(quán)重，旨在提高決策的科學(xué)性和可靠性。

1武器裝備科研項目綜合評估指標體系建立

1.1效益的界定

效益是指項目對國民經(jīng)濟所作的貢獻，它包括項目本身得到的直接效益和由項目引起的間接效益。然而如何認識武器裝備科研效益這個概念，有其獨特的內(nèi)涵和規(guī)律。武器裝備科研綜合效益目標是多元化的，涉及范圍很廣，既有軍事效益、技術(shù)效益，也有經(jīng)濟效益。武器裝備科研綜合效益構(gòu)成中，軍事效益是第一位的，起主導(dǎo)作用的；而經(jīng)濟效益則是服從于軍事效益、為軍事效益服務(wù)的。這是因為，軍隊擔(dān)負著保衛(wèi)國家領(lǐng)土完整、鞏固國家政權(quán)的神圣職責(zé)，軍費來源于國家財政撥款，而國家軍費投入的目的在于加強軍隊建設(shè)，提高戰(zhàn)斗力，以保證其履行職責(zé)的需要。因此，講求軍事效益是軍事活動包括軍事經(jīng)濟活動的根本目的。軍事領(lǐng)域的經(jīng)濟效益作為經(jīng)濟范疇，又區(qū)別于其他經(jīng)濟效益。它是從經(jīng)濟范疇的角度研究和分析軍事經(jīng)濟效益的尺度，是對軍事領(lǐng)域經(jīng)濟效益的評估方式。所以說經(jīng)濟效益必須服從并服務(wù)于軍事效益。

1.2效益評估指標體系

武器裝備科研單項效益指標是根據(jù)對科研項目計劃整體分析，科研計劃在某一單項使用目標上達到的程度。主要單項效益指標(二級指標)如下：完成情況；推廣應(yīng)用情況；獲獎情況；水平情況；技術(shù)創(chuàng)新情況；項目類型；軍兵種裝備；裝備來源；裝備生命周期；應(yīng)急作戰(zhàn)部隊裝備；軍民一體化；裝備信息化；符合“五項職能”；“兩成兩力”建設(shè)軍事斗爭裝備準備。

武器裝備科研綜合效益主要從項目完成的品質(zhì)水平、對技術(shù)理論的促進程度、服務(wù)裝備服務(wù)部隊的程度3個方面來重點考慮，就這3個1級指標采用層次法聚合以上單項指標，進行詳細說明如表1所示。

采用單項效益指標和綜合效益指標衡量科研效益主要優(yōu)勢是：

一是正確地反映了武器裝備科研效益內(nèi)涵?？蒲行б娴睦斫庥泻芏喾矫婧秃芏鄬哟危瑔雾椥б婵梢越鉀Q各個層面上的需求，綜合效益則更加像一個定量化的定性指標，能夠總體反應(yīng)科研效益水平，二者緊密聯(lián)系、不可分割。忽略任何一個方面，就等于割裂了二者之間的有機聯(lián)系。

二是恰當(dāng)?shù)胤从沉宋淦餮b備科研效益的基本屬性。科研效益的本質(zhì)屬性就是如何合理、有效地利用有限的資源，使其充分滿足裝備維修領(lǐng)域的各種需求。單一方面的分析理解都是不完全的，在實際應(yīng)用中是沒有意義的。

三是客觀地反映了武器裝備科研的發(fā)展趨勢?？蒲行б嬖u測的目的是為今后裝備發(fā)展和保障提供決策依據(jù)，武器裝備科研項目效益數(shù)據(jù)與項目數(shù)量的比較可以客觀的反映這一趨勢。

表1　武器裝備科研綜合效益評估指標體系

2基于AHP-PCE的評估方法

模糊綜合評估方法(FCE)是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，進行綜合評價的一種方法[2]。但是FCE計算前提條件是要確定復(fù)雜問題中多個相互影響的評估指標的權(quán)重，F(xiàn)CE直接給出這些權(quán)重十分困難。而19世紀70年代美國運籌學(xué)家T.L.Saaty提出的層次分析法[3](AHP)正是擅長通過分析問題，將復(fù)雜問題分解為多個子問題，通過兩兩比較并最終給出各指標權(quán)重。為此結(jié)合上述兩種方法提出基于AHP-PCE的評估方法，能夠適用于解決武器裝備科研項目效益評估中指標范圍廣，數(shù)量多，難量化等問題。

AHP-PCE評估方法解決問題的思路是：首先，將問題分解成不同的組成因素，并形成一個層次結(jié)構(gòu)模型；然后，對模型中每一層因素進行兩兩比較，給出相應(yīng)的比例標度并構(gòu)造出所有的判斷矩陣；再用數(shù)學(xué)方法確定每一層的全部因素權(quán)重；最后通過綜合計算各層因素的權(quán)重，得到最底層相對于最高層的組合權(quán)重，以此作為評估的依據(jù)。

2.1建立層次分析模型

構(gòu)建好層次結(jié)構(gòu)模型，對解決問題十分重要，它決定了分析結(jié)果有效程度。層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建是建立在分析者對問題深入認識基礎(chǔ)之上。建立評估指標體系層次分析模型，如圖1所示。

2.2建立各層判斷矩陣

遞階層次結(jié)構(gòu)建立后，上下層之間元素的隸屬關(guān)系就被確定。根據(jù)圖1的評估指標體系的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，分別構(gòu)造A—B、B1—C、B3—C判斷矩陣。以A—B矩陣為例：

圖1　評估指標體系層次分析模型

AB1B2B3B1b11b12b13B2b21b22b23B3b31b32b33

由此得A—B的判斷矩陣B：

其中bij(i,j=1,2,3 )是Bi、Bj比較的結(jié)果，bij為i元素比j元素的相對重要程度。

確定元素的相對重要程度可采取兩兩比較的方法，用1～9 標度賦值法[4]表示：1為同等重要；3為比較重要；5為明顯重要；7為十分重要；9為絕對重要；2、4、6、8為上述相鄰判斷的中值。

表3　判斷矩陣

2.3計算權(quán)重和一致性檢驗

指標權(quán)重確定是對系統(tǒng)進行評估的重要部分，它是各指標在系統(tǒng)評估中所具重要性的反映，對評估結(jié)果有很重要的影響。權(quán)重確立是否科學(xué)合理直接影響評估結(jié)果正確性。權(quán)重確定方法有很多，如特征向量法、層次分析法、多元統(tǒng)計法、熵值賦權(quán)法等，在上述確定指標權(quán)重的方法中，較成功的主要是層次分析法(AHP)。

在3.2中判斷矩陣B=(bij)的最大特征根λmax及對應(yīng)的特征向量通過“冪法”或“和積法”或“根法”求出，求得對應(yīng)特征向量也是各項準則的權(quán)重系數(shù)，以平均值作為檢驗判斷矩陣一致性指標(CI)：

(1)

判斷矩陣維數(shù)n越大，判斷一致性越差，故放寬對高維判斷矩陣一致性要求，引入修正值RI，見表4，并取更合理的CR=CI/RI為衡量判斷矩陣一致性指標，當(dāng)CR<0.1時，認為判斷矩陣具有滿意一致性[5]。

表4　修正值RI參照表

2.4模糊綜合評估模型

模糊綜合評估(FCE)是一種根據(jù)模糊數(shù)學(xué)隸屬度理論[6]把定性評估轉(zhuǎn)化為定量評估的方法。它具有結(jié)果清晰,系統(tǒng)性強的特點,能較好地解決模糊的、難以量化的問題,適合各種非確定性問題的解決。其方法如下：

構(gòu)建因素集U：u={u1,u2,…,un},n個評估指標；

構(gòu)建評估集V：v={v1,v2,…,vm},m個評估等級集合，vj代表第j個評價結(jié)果，j=1，2，…，n；

進行單因素模糊評價，rij表示某被評估對象從因素ui來看對等級模糊子集vj的隸屬度。邀請專家對各項指標進行評判，將結(jié)果匯總得到模糊評估矩陣R。即：

利用加權(quán)平均M(·，⊕)模糊合成算子[7]將層次分析法求出的ω與R合成得到模糊綜合評估結(jié)果向量S。計算時先相乘再求和，如果求和得出的結(jié)果比1大，那么結(jié)果取1，公式如下：

(2)

3基于AHP-PCE方法的武器裝備科研項目評估示例

1) 構(gòu)建模糊綜合評估層次模型，模型構(gòu)建如圖2所示。

2) 一級指標權(quán)重計算。3個一級指標權(quán)重，采用層次分析的方法求出指標權(quán)重。構(gòu)造判斷矩陣B=(bij)

即

隨機一致性比率CR=0.096 1<0.1

因此，認為層次分析排序的結(jié)果有滿意的一致性，即權(quán)系數(shù)的分配是非常合理的。其對應(yīng)的特征向量作歸一化處理得：

ωa=(0.640 6，0.066 8，0.292 6)

圖2　武器裝備科研項目評估層次模型

3) 計算二級指標權(quán)重。同理，仍采用層次分析的方法來求出指標權(quán)重。

項目完成的品質(zhì)水平的權(quán)重：

ωa=(0.173 5, 0.080 5, 0.548 8, 0.197 2)

對技術(shù)理論的促進情況的權(quán)重：

ωb=(0.100 0, 0.900 0)

服務(wù)裝備服務(wù)部隊情況的權(quán)重：

ωc=(0.105 1， 0.506 3， 0.054 4， 0.131 0， 0.203 2)

4) 確定評估集。用語義學(xué)標度分為4個測量等級：優(yōu)、良、中、差。為了便于計算，將主觀評估的語義學(xué)標度進行量化，并依次賦值為4、3、2及1。

即：V={v1,v2,v3,v4}={優(yōu)(xi>3.5)、良(2.5≤xi≤3.5)、中(1.5≤xi≤2.5)、差(xi≤1.5)}

5) 構(gòu)建模糊評估矩陣。綜合評估向量：

=(0.395，0.143，0.391，0.071)

以此類推求出其他評估。

項目完成的品質(zhì)水平的評估向量：

A1=ωa°R=(0.231，0.208，0.399，0.162)

對技術(shù)理論的促進情況的評估向量：

B1=ωb°R=(0.411，0.134，0.241，0.214)

服務(wù)裝備服務(wù)部隊情況的評估向量：

C1ωc°R=R=(0.220，0,312，0.097，0.371)

6) 對綜合評分值進行等級評定。評定如下：

V=4×0.395+3×0.143+2×0.391+1×0.071=2.862

Va=4×0.231+3×0.208+2×0.399+

1×0.162=2.508

Vb=4×0.411+3×0.134+2×0.241+

1×0.214=2.742

Vc=4×0.220+3×0,312+2×0.097+

1×0.371=2.381

由計算結(jié)果可知：

XX項目總體評估為“良”；

XX項目項目完成的品質(zhì)水平為“良”；

XX項目對技術(shù)理論的促進情況為“良”；

XX項目服務(wù)裝備服務(wù)部隊情況為“中”。

4結(jié)語

本文根據(jù)武器裝備科研項目效益評估指標體系，提出AHP-PCE評估方法，構(gòu)建了武器裝備科研項目評估層次模型，成功開發(fā)了“武器裝備科研效益評估系統(tǒng)”，并成功用于某部歷年來項目效益分析與評估中，取得了良好效果，實現(xiàn)預(yù)期目的。以下是某部武器裝備科研項目綜合效益評估效果，如圖3所示。

圖3　某部武器裝備科研項目綜合效益評估系統(tǒng)界面

參考文獻：

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(責(zé)任編輯周江川)

本文引用格式：郭杰，何新華，王鈺博.武器裝備科研項目綜合效益評估方法研究[J].兵器裝備工程學(xué)報，2016(4):20-23.

Citation format:GUO Jie, HE Xin-hua, WANG Yu-bo.Comprehensive Benefit Evaluation’s Research for Weapon and Equipment Project[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(4):20-23.

Comprehensive Benefit Evaluation’s Research for Weapon and Equipment Project

GUO Jie, HE Xin-hua, WANG Yu-bo

(The Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072, China)

Abstract:To improve the overall benefit, weapon and equipment research project needs rational configuration and scientific planning. For obstruction in the quantification of the most projects’ production, we brought out a comprehensive evaluation method of weapon equipment research project based on AHP-FCE which on the basis of analyzing the distribution and structure of the comprehensive benefit of the research project of weapon equipment. Not only weights of evaluation index were given, but also the accurate assessment of the quality of the project, the promotion of the situation and the service condition were given. It can solve the problem of fuzzy and difficult in quantifing.

Key words:scientific research project; comprehensive benefit; evaluation; AHP-FCE

文章編號：1006-0707(2016)04-0020-04

中圖分類號：G304；TJ9

文獻標識碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.04.006

作者簡介：郭杰(1986—)，男，助理工程師，主要從事信息安全研究。

收稿日期：2015-11-09；修回日期：2015-12-15

【裝備理論與裝備技術(shù)】