主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估方法*

蔡忠義，陳云翔，李規(guī)正

（1.空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051；2.空軍裝備研究院航空所，北京100076）

主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估方法*

蔡忠義1，陳云翔1，李規(guī)正2

（1.空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051；2.空軍裝備研究院航空所，北京100076）

針對空軍主戰(zhàn)飛機維修保障效能難以評估的問題，首次提出了主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估方法。分析了飛機維修保障系統(tǒng)運行過程，按照“投入-產(chǎn)出”的原則，建立了主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估指標體系，運用信息熵理論和灰色系統(tǒng)理論，構(gòu)建出了基于熵權(quán)和灰色聚類的評估指標賦權(quán)模型。結(jié)合實例驗證了方法的正確性和合理性。

主戰(zhàn)飛機，維修保障體系，效能評估，熵權(quán)，灰色聚類

0　引言

近年來，空軍新裝備不斷裝備部隊，空軍裝備整體作戰(zhàn)能力得到了顯著提升。同時，空軍裝備維修保障體系和新裝備維修保障能力得到了不斷完善和發(fā)展。目前主戰(zhàn)機種已具備了飛機大修能力，構(gòu)建了規(guī)范的維修保障體系，能夠滿足戰(zhàn)備和日常飛行訓(xùn)練任務(wù)，對作戰(zhàn)能力和保障能力的形成與提高起到了重要作用，但針對裝備建設(shè)經(jīng)費投入與實際效能產(chǎn)出之間的定量關(guān)系依舊缺乏科學(xué)研究。因此，如何適應(yīng)新的形勢和任務(wù)需要，認真研究探索裝備維修保障的特點規(guī)律，積極開展維修保障建設(shè)效益評估是一項亟需解決的問題。

裝備維修保障效能評估的關(guān)鍵在于所建立的指標體系，不僅要反映出裝備維修保障系統(tǒng)運行過程和重要環(huán)節(jié)，而且所需信息能收集、指標可度量且不重疊。目前關(guān)于維修保障效能的研究所見甚少，但相關(guān)或相似領(lǐng)域的研究可為本文的研究提供參考。文獻［2］從飛機和維修保障系統(tǒng)兩方面考慮，建立了航空裝備維修保障能力評估指標體系，確定了關(guān)鍵要素指標，但所構(gòu)建的評價指標過于定性，難以量化。文獻［3］從飛機大修生產(chǎn)流程出發(fā)，建立了基于大修工藝流程的評估指標體系，較好地反映了飛機大修能力，具有一定的參考價值。文獻［4-6］對裝備維修保障能力或效能評估進行了研究，其指標體系構(gòu)建和指標賦權(quán)方法可為論文的研究提供一定的參考。

為此，本文以我軍新型主戰(zhàn)機種為對象，采取理論研究與實地調(diào)研相結(jié)合的方法，提出“投入與產(chǎn)出”的飛機維修保障效能評估方法。

1　飛機維修保障系統(tǒng)分析

目前我軍飛機實行三級維修保障體系，設(shè)有航空兵機務(wù)大隊、軍區(qū)空軍航修廠以及空軍航空修理工廠，相對應(yīng)地承擔飛機基層級、中繼級、基地級維修保障工作。

當飛機出現(xiàn)故障時，通過向場站航材股申領(lǐng)相應(yīng)的器材，更換故障件，完成修復(fù)飛機。如果故障件是可修復(fù)的，場站航材股就按照送修程序?qū)⑵渌椭料鄳?yīng)層級的修理機構(gòu)進行修復(fù)，修復(fù)后將堪用品返回至相應(yīng)層級的航材倉庫。當飛機達到大修間隔期，經(jīng)上報獲準后將其送至指定的空軍航空修理工廠進行大修，大修完成后原則上返回原單位。飛機維修保障系統(tǒng)運行程序如圖1所示。

圖1　飛機維修保障系統(tǒng)運行示意圖

2　飛機維修保障效能評估指標體系

根據(jù)飛機維修保障系統(tǒng)特點及運行過程，綜合考慮到飛機裝備技術(shù)特點、維修保障專業(yè)特點、維修保障資源等，從綜合指標和專項指標兩層面來建立飛機維修保障效能評估指標體系。

①綜合指標：突出飛機維修保障系統(tǒng)效能的整體性、全面性，如裝備完好率、失修率等，能夠從宏觀層面上反映出飛機維修保障效能總體水平。

②專項指標：突出飛機維修保障系統(tǒng)效能的重要組成部分，反映出裝備管理各有關(guān)職能部門的工作情況，分別從裝備修理、器材保障、設(shè)備保障、機務(wù)保障、人員培訓(xùn)5個方面，建立分項指標并進一步細化分解為二級指標，從而構(gòu)建出結(jié)構(gòu)合理、體系完善的飛機維修保障效能評估指標體系，如表1所示。

表1　飛機維修保障效能評估指標體系

3　基于熵權(quán)和灰色聚類的指標賦權(quán)模型

對于多個備選方案，不僅要將各個備選方案的信息集結(jié)為一個定量的指標，而且要將多個專家的賦權(quán)結(jié)果最終集結(jié)為群體賦權(quán)的結(jié)果［7］。因此，本文提出了一種將信息熵賦權(quán)和灰色關(guān)聯(lián)聚類賦權(quán)相結(jié)合的多指標賦權(quán)模型。

3.1群組灰色聚類分析

假設(shè)在某一準則下，由m個專家組成的專家群對n個評估指標組成的評估對象集進行評價。已知專家k給出的判斷矩陣為Ak，經(jīng)歸一化處理后，得到評估對象集的排序向量為Uk=（u1k，u2k，…，unk）T，其中：重向量W可以表示為：

由專家群給出的判斷矩陣經(jīng)歸一化處理得到的排序向量可以構(gòu)造出矩陣R：

對于任意兩個專家i與j給出的排序向量Ui與Uj，用灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)度［8］來度量專家之間給出的判斷信息的相似程度，即Ui，Uj（i≤j）之間的灰色絕對關(guān)聯(lián)度eij為：

通過上述指標賦權(quán)模型，可求出飛機大修生產(chǎn)能力評估指標體系中各級指標權(quán)重。

收集相關(guān)評估指標信息，獲取各個二級指標經(jīng)一致化和無量綱化處理［10］后的評估值Uij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），提出采用線性加權(quán)法對各級指標向上一級進行集結(jié)，即

式（9）中：wi為一級指標權(quán)重；wij為對應(yīng)的二級指標權(quán)重；U為維修保障效能值。

其中：

取定閾值θ∈［0，1］，當eij≥θ（i≠j）時，就可以認為Ui，Uj具有同類特性，即專家i與j可以聚為一類。當閾值θ越接近1，則專家群組的分類就越細。

3.2基于熵權(quán)的指標賦權(quán)分析

群組中專家權(quán)重分為兩方面：一是意見相近的專家聚為同一類的類間權(quán)重；二是專家自身所在的類別的類內(nèi)權(quán)重。

3.2.1類間權(quán)重

假設(shè)m個專家被分為t類且專家k所在類中包含φk（φk≤m）個專家，則記為專家k所在類的

4　實例分析

類間權(quán)重，則有：

3.2.2類內(nèi)權(quán)重

根據(jù)信息論中對信息熵的描述［9］，m個專家組成的群組中專家k的排序向量所蘊含的信息熵可以表示為：

設(shè)αk為專家k所在類的類內(nèi)權(quán)重，則可表示為：

根據(jù)所構(gòu)建的主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估指標體系，收集某型飛機2009年至2014年維修保障數(shù)據(jù)，開展維修保障效能進行評估。

引用文獻［8］中算例對上述指標體系中的專項指標“機務(wù)保障”的4個二級指標進行評價，可得4個二級指標的權(quán)重向量W為：

同理，可求得其他指標的權(quán)重（見下頁表2）。

通過分析該型飛機維修保障系統(tǒng)，對所涉及的保障單位進行實地調(diào)研，對收集的2009年至2014年相關(guān)指標信息進行分析處理，經(jīng)指標類型的一致化和無量綱化后，得到各二級指標統(tǒng)計值，由式（9）將各級指標評價信息集結(jié)為最終的飛機維修保障效能評估值（見下頁表2）。

從結(jié)果可知：該型飛機維修保障效能產(chǎn)出呈現(xiàn)出“總體上升、局部略降”的趨勢，而平均每飛行小時計劃維修保障費呈現(xiàn)出“穩(wěn)步下降”的趨勢，這種趨勢差異與新裝備建設(shè)效益客觀規(guī)律基本相符，即新裝備建設(shè)初期經(jīng)費投入多，維修保障效能初步形成；后期投入逐步減少，而相應(yīng)的效能慢慢提升。

5　結(jié)論

則專家群中專家k的總權(quán)重ηk可表示為：

因此，評估對象集中各個指標權(quán)重所組成的權(quán)

本文根據(jù)飛機維修保障系統(tǒng)運行情況，建立了基于“投入-產(chǎn)出”的評估指標體系，提出了主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估方法，通過實例分析表明，評估結(jié)果與裝備建設(shè)效益規(guī)律基本相符，驗證了方法的科學(xué)性，說明本文具有較好的工程應(yīng)用價值。同時，通過開展評估工作，可及時發(fā)現(xiàn)裝備維修保障體系建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)，對于提高維修保障效益，推進新裝備戰(zhàn)斗力和保障力提升具有重要意義。

表2　某型主戰(zhàn)飛機維修保障效能評估結(jié)果

［1］中國空軍百科全書編審委員會.中國空軍百科全書［M］.北京：航空工業(yè)出版社，2005.

［2］胡新江，徐浩軍，王文棟.加權(quán)LS-SVM的航空裝備維修保障能力評估模型［J］.火力與指揮控制，2012，37（12）：34-37.

［3］劉斌，陳云翔，蔡忠義.主戰(zhàn)飛機大修生產(chǎn)線能力評估方法［J］.電光與控制，2015，22（4）：45-50.

［4］齊健，王新閣，鄭剛.航空兵飛機團機務(wù)保障能力評估指標體系［J］.裝備制造技術(shù)，2010，38（4）：139-141.

［5］劉長泰，杜曉明，李鋒.裝備維修保障效能評估指標體系［J］.四川兵工學(xué)報，2009，30（10）：120-123.

［6］陳校平，車飛.裝備保障能力的動態(tài)評估［J］.火力與指揮控制，2011，36（7）：167-170.

［7］蔡忠義，陳云翔，徐吉輝.基于熵權(quán)的群組灰色聚類決策法［J］.電光與控制，2012，19（3）：44-46.

［8］劉思峰，黨耀國，方志耕.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用［M］.5版.北京：科學(xué)出版社，2010：73-88.

［9］傅祖蕓.信息論［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

［10］郭亞軍.綜合評價理論、方法及應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.

M ethod on M aintenance Support Effectiveness Evaluation ofM ain-Battle Aircraft

CAIZhong-yi1，CHENYun-xiang1，LIGui-zheng2
（1.School ofMaterielManagement&Safety Engineering，Air Force Engineering University，Xi’an 710051，China；2.Aviation Materiel Institute of Air Force Materiel Research College，Beijing 100076，China）

Aim at the problem that the Air Force main-battle aircraft maintenance support effectiveness cannot be evaluated；the paper first put forward the method on main-battle aircraft maintenance support effectiveness evaluation.The running process of aircraft maintenance support system are analyzed；the index system of aircraftmaintenance support effectiveness evaluation is built based on“input-output”principle；the evaluation index weightmodel based on entropy weight and grey cluster is constructed by using the theory of information entropy and grey system；the applicability and validity of themethod is verified by an actual example.

main-battleaircraft，maintenancesupportsystem，effectivenessevaluation，entropyweight，grey cluster

V1

A

1002-0640（2016）09-0057-04

2015-07-06

2015-08-09

“十二五”國防預(yù)研基金資助項目（51327020104）

蔡忠義（1988-），男，湖北武漢人，博士研究生。研究方向：裝備維修保障、裝備系統(tǒng)工程。