基于CCA/DEA的裝備維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)*

翟楠楠，劉曉東，吳詩(shī)輝，包呈

（空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051）

基于CCA/DEA的裝備維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)*

翟楠楠，劉曉東，吳詩(shī)輝，包呈

（空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051）

運(yùn)用典型相關(guān)分析方法（CCA）和數(shù)據(jù)包絡(luò)法（DEA），從純技術(shù)效率、規(guī)模效率和綜合效率3方面對(duì)空軍飛行團(tuán)維修保障績(jī)效進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明，飛行團(tuán)維修費(fèi)使用效益方面經(jīng)費(fèi)配置效率整體不高，特別是對(duì)于中修費(fèi)和維修器材購(gòu)置費(fèi)，須采取管控措施提高經(jīng)費(fèi)利用效率。

典型相關(guān)，數(shù)據(jù)包絡(luò)，飛行團(tuán)，維修保障，績(jī)效

0 引言

在未來(lái)高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，裝備向技術(shù)復(fù)雜度高、種類多樣化的方向發(fā)展，裝備維修保障任務(wù)繁重，作戰(zhàn)能力的有效發(fā)揮依賴于高效的裝備維修保障活動(dòng)［1］。隨著空軍“轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略的實(shí)施和軍事技術(shù)的發(fā)展，“過(guò)度修理”、“高投入、高消耗”的老路子已難以適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)和信息化武器裝備發(fā)展的新趨勢(shì)［2］。因此，開(kāi)展裝備維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)工作，針對(duì)財(cái)務(wù)資源的有限性對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化配置，合理規(guī)劃和使用保障資源，“管好”、“用好”有限的維修經(jīng)費(fèi)，對(duì)于緩解費(fèi)用供需矛盾和保持、提升部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

CCA-DEA模型為了達(dá)到降維和消除輸入/輸出指標(biāo)之間相關(guān)性的目的，采取數(shù)據(jù)包絡(luò)分析由典型相關(guān)分析綜合的典型相關(guān)變量［3-5］。本文采用CCA主要解決輸入/輸出指標(biāo)間的相關(guān)性分析及指標(biāo)設(shè)置合理性驗(yàn)證，與DEA相結(jié)合，對(duì)裝備空軍某型飛機(jī)的飛行團(tuán)進(jìn)行績(jī)效評(píng)價(jià)，可以了解該型飛機(jī)維修費(fèi)使用現(xiàn)狀，結(jié)合經(jīng)費(fèi)使用和戰(zhàn)斗力提升為各團(tuán)提供具體的改進(jìn)策略，為下一步的建設(shè)和發(fā)展提供有力的理論支撐。

1 CCA/DEA方法相關(guān)理論

1.1 CCA方法

典型相關(guān)分析（Canonical Correlation Analysis，CCA）［6］相對(duì)于傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單相關(guān)分析、多元回歸分析和因素分析方法，避免了統(tǒng)計(jì)中一類錯(cuò)誤的產(chǎn)生，抽取了組內(nèi)的共同變異和特定變異，體現(xiàn)了兩組變量之間的整體性、實(shí)質(zhì)性關(guān)系，具體可實(shí)現(xiàn)3個(gè)層次的分析［7-8］，見(jiàn)圖1所示。①典型相關(guān)系數(shù)反映了各對(duì)典型變量是否顯著相關(guān)，如典型變量U1與V1；②典型負(fù)載系數(shù)反映了原始變量與相對(duì)應(yīng)的典型變量之間的相關(guān)程度，如原始變量X1、X2、X3、X4與典型變量U1；③冗余分析反映了各典型變量對(duì)兩個(gè)原始變量組總方差的解釋比例，如典型變量U1對(duì)原始變量組X的變異解釋，以及對(duì)原始變量組Y的變異解釋。

圖1 典型相關(guān)分析層次圖

1.2 DEA方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是根據(jù)多指標(biāo)投入和產(chǎn)出從相對(duì)效率角度對(duì)決策單元（Decision Making Units，DMU）進(jìn)行有效性或效益評(píng)價(jià)的系統(tǒng)分析方法［9］，分為基于投入型和基于產(chǎn)出型。因本文針對(duì)飛行團(tuán)的維修保障績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)，投入指標(biāo)-經(jīng)費(fèi)相比于產(chǎn)出指標(biāo)更易于調(diào)整和控制，故采用基于投入型的DEA模型，這里僅對(duì)引入非阿基米德無(wú)窮小量的DEA經(jīng)典模型C2R模型和BC2模型進(jìn)行介紹。

1.2.1 DEA模型

設(shè)某個(gè)DMU有m種類型的輸入X=（x1，x2，…，xm）T和s種類型的輸出Y=（y1，y2，…，ys）T，則整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)可以用（x，y）來(lái)表示。引入非阿基米德無(wú)窮小量的C2R模型［10］如式（1）所示：

引入非阿基米德無(wú)窮小量的BC2模型［11］如式（2）所示：

1.2.2 非DEA有效DMU的分析方法

通過(guò)各個(gè)指標(biāo)的改進(jìn)百分比可以表征影響DEA無(wú)效的程度，分析出投入產(chǎn)出指標(biāo)中導(dǎo)致DEA無(wú)效的主要指標(biāo)因素，計(jì)算公式如下：

1.3 CCA/DEA方法評(píng)價(jià)原理

CCA/DEA理論是在采用CCA方法考察投入/產(chǎn)出指標(biāo)兩組變量相關(guān)性以保證評(píng)價(jià)體系設(shè)置合理的基礎(chǔ)上，采用DEA方法對(duì)多投入、多產(chǎn)出決策單元從相對(duì)效率角度進(jìn)行的績(jī)效評(píng)價(jià)，在不損失原始信息的情況下，CCA方法保證了作為DEA分析依據(jù)的績(jī)效評(píng)價(jià)體系指標(biāo)設(shè)置的合理性，有效提高了評(píng)估的有效性和準(zhǔn)確性?；贑CA/DEA方法的績(jī)效評(píng)價(jià)原理如下頁(yè)圖2所示。

2 案例實(shí)證

2.1 指標(biāo)體系設(shè)置

2.1.1 經(jīng)費(fèi)投入指標(biāo)與效益產(chǎn)出指標(biāo)

裝備維修費(fèi)使用效益，是維修費(fèi)使用開(kāi)支所取得的成果與維修費(fèi)使用投入量的比較。本案例選取了從不同維修效果層面反映維修工作成效的3個(gè)關(guān)鍵性產(chǎn)出指標(biāo)：飛行團(tuán)機(jī)隊(duì)規(guī)模、完好率及飛行小時(shí)；按經(jīng)費(fèi)使用性質(zhì)，主要選取飛行團(tuán)維修管理費(fèi)投入的3個(gè)指標(biāo)：大修費(fèi)、中修費(fèi)、小修維護(hù)費(fèi)，因現(xiàn)代高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)要求裝備在平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)都應(yīng)具有較高的完好率和持續(xù)的作戰(zhàn)能力，而最直接的影響因素就是維修器材保障，故本案例試圖將維修器材購(gòu)置費(fèi)作為經(jīng)費(fèi)投入的一項(xiàng)指標(biāo)，從相關(guān)性對(duì)比分析的角度求證其納入投入指標(biāo)體系是否合理。

為促使團(tuán)一級(jí)作戰(zhàn)單元由維修費(fèi)投入量的增長(zhǎng)切實(shí)轉(zhuǎn)化為維修效益的提高，樣本方面，本案例選取空軍具有代表性的20個(gè)飛行團(tuán)作為評(píng)價(jià)單元集合，收集2015年度各飛行團(tuán)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行CCA/DEA方法的可行性與有效性驗(yàn)證。

圖2 CCA/DEA方法績(jī)效評(píng)價(jià)原理圖

2.1.2 經(jīng)費(fèi)投入與效益產(chǎn)出的典型相關(guān)分析

將未納入維修器材購(gòu)置費(fèi)的指標(biāo)體系稱為IS1，將納入維修器材購(gòu)置費(fèi)的指標(biāo)體系稱為IS2。采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件的CANCORR過(guò)程進(jìn)行處理，對(duì)仿真結(jié)果分析如下：

①典型相關(guān)系數(shù)及其檢驗(yàn)

經(jīng)CANCORR過(guò)程處理，其典型相關(guān)系數(shù)經(jīng)整理后如表1所示。IS1，IS2的第一個(gè)典型相關(guān)系數(shù)較高，分別為0.855 267，0.858 448，表明相應(yīng)典型變量之間關(guān)系密切相關(guān)；用似然比法檢驗(yàn)典型相關(guān)系數(shù)與零的差別是否顯著，其H0為小于此對(duì)典型變量的典型相關(guān)系數(shù)的所有典型相關(guān)系數(shù)都為0，IS1中p依次為0.007 8，0.713 4，0.518 3，IS2中p依次為0.015 2，0.526 1，0.665 4，在顯著水平取為0.1時(shí)，0.007 8＜0.1，0.015 2＜0.1，說(shuō)明IS1、IS2只有第一個(gè)典型相關(guān)系數(shù)具有顯著意義。

表1 典型相關(guān)系數(shù)

典型相關(guān)分析中的冗余分析是對(duì)分組原始變量總變化的方差分析，如下頁(yè)表2所示。

表2中，IS1中對(duì)U1-V1對(duì)方變量組的解釋能力分別為49.16%、46.22%，IS2中為53.16%、45.49%，對(duì)于經(jīng)費(fèi)投入和效益產(chǎn)出解釋能力較強(qiáng)；U2-V2和U3-V3對(duì)對(duì)方變量組解釋能力的累積比例IS1中為2.52%、3.37%，IS2中為2.18%、7.3%，解釋能力較差，均不具備較好的代表和預(yù)測(cè)能力。

基于典型相關(guān)系數(shù)分析和典型冗余分析，第一對(duì)典型變量U1-V1之間相關(guān)關(guān)系顯著，對(duì)于經(jīng)費(fèi)投入和效益產(chǎn)出解釋能力較強(qiáng)，表明能夠用經(jīng)費(fèi)投入變量組來(lái)解釋效益產(chǎn)出變量組，可以作為分析依據(jù)。

2.1.3 維修購(gòu)置費(fèi)變量設(shè)置合理性分析

對(duì)于IS2指標(biāo)體系，其Pearson相關(guān)系數(shù)、結(jié)構(gòu)分析及多元判定系數(shù)如表3所示。

表3可分析出，對(duì)于Pearson相關(guān)系數(shù)（X和Y1、Y2之間相關(guān)系數(shù)）和結(jié)構(gòu)分析，均有X4＞X3＞X2，表明X4（維修器材購(gòu)置費(fèi)變量）對(duì)于Y（效益產(chǎn)出水平）的貢獻(xiàn)比X3（小修維護(hù)費(fèi)變量）、X2（中修費(fèi)變量）要大；由多重相關(guān)系數(shù)的平方表明，第一對(duì)典型變量中U1對(duì)大修費(fèi)變量X1（0.680 6）、維修器材購(gòu)置費(fèi)變量X4（0.649 5）、小修維護(hù)費(fèi)變量X3（0.482 7）、中修費(fèi)變量X2（0.313 6）均有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)作用，且預(yù)測(cè)強(qiáng)弱為X1＞X4＞X3＞X2。結(jié)論：基于以上3種分析，對(duì)于將維修器材購(gòu)置費(fèi)變量X4納入作為經(jīng)費(fèi)投入指標(biāo)體系下的一個(gè)變量是合理的。

表2 典型變量的解釋能力

表3 IS2的CANCORR過(guò)程處理結(jié)果匯總

2.2 DEA實(shí)證

2.2.1 模型運(yùn)行結(jié)果

應(yīng)用DEAP2.1軟件，對(duì)20個(gè)飛行團(tuán)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果經(jīng)過(guò)整理見(jiàn)表4（僅對(duì)TA、TE、TH、TJ、TL、TM、TO、TS、TT飛行團(tuán)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行列表說(shuō)明）。

2.2.2 純技術(shù)效率分析

平均純技術(shù)效率由表4可以看出達(dá)到0.953，相對(duì)較高，說(shuō)明各飛行團(tuán)基于目前的大修費(fèi)、中修費(fèi)、小修費(fèi)和維修器材購(gòu)置費(fèi)投入水平，取得保障機(jī)隊(duì)規(guī)模、完好率及飛行小時(shí)的維修保障效果較好，經(jīng)費(fèi)使用效率比較高。

純技術(shù)效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比經(jīng)式（3）～式（6）計(jì)算整理如表5所示。由表5可以看出導(dǎo)致飛行團(tuán)純技術(shù)效率DEA無(wú)效的前兩項(xiàng)指標(biāo)主要集中在維修器材購(gòu)置費(fèi)（25.36%）和中修費(fèi)（16.98%）兩項(xiàng)投入指標(biāo)上，說(shuō)明在維修工作方面，這兩項(xiàng)指標(biāo)控制較差，投入經(jīng)費(fèi)使用效率較低，存在浪費(fèi)現(xiàn)象，是今后管理工作的重點(diǎn)。

表4 各飛行團(tuán)效率、DEA有效性、權(quán)重系數(shù)及規(guī)模效率增減性匯總表

表5 各飛行團(tuán)純技術(shù)效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比

下面以TT飛行團(tuán)為例就無(wú)效原因分析如下：

導(dǎo)致TT飛行團(tuán)無(wú)效原因的主導(dǎo)因素是維修器材購(gòu)置費(fèi)指標(biāo)（31.46%）和飛行小時(shí)指標(biāo)（29.93%），基于飛行團(tuán)維修保障績(jī)效屬于投入主導(dǎo)型，要提高其維修保障績(jī)效，應(yīng)根據(jù)部隊(duì)任務(wù)、作戰(zhàn)需求的實(shí)際需要做好維修器材的籌措、準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)采購(gòu)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)化、制度化管理，提高其維修器材整體的使用效益，突出其經(jīng)濟(jì)、高效的管控理念。

2.2.3 規(guī)模效率分析

根據(jù)表4，各飛行團(tuán)的規(guī)模效率平均值為91.19%，表明在目前維修條件下，各飛行團(tuán)的經(jīng)費(fèi)投入規(guī)模總體來(lái)說(shuō)是相對(duì)合理的；規(guī)模效率DEA有效有2個(gè)飛行團(tuán)占10%，說(shuō)明其經(jīng)費(fèi)投入合適；規(guī)模效率DEA無(wú)效有18個(gè)飛行團(tuán)，其中8個(gè)飛行團(tuán)占40%，為規(guī)模效率遞增，表明基于目前維修水平，要提高產(chǎn)出比例可增大經(jīng)費(fèi)投入；其余10個(gè)飛行團(tuán)占50%，為規(guī)模效率遞減，表明應(yīng)縮減經(jīng)費(fèi)投入規(guī)模以提高產(chǎn)出效率。

2.2.4 綜合效率分析

根據(jù)表4，其平均綜合效率為0.869，表明飛行團(tuán)總體維修水平不高，經(jīng)費(fèi)有13.1%的浪費(fèi)；TJ飛行團(tuán)和TO飛行團(tuán)綜合效率達(dá)到DEA有效占10%，表明其投入經(jīng)費(fèi)利用率高，規(guī)模已處于最佳配置狀態(tài)。

綜合效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比經(jīng)式（3）～式（6）計(jì)算整理如表6所示?？煽闯?，18個(gè)綜合效率DEA無(wú)效飛行團(tuán)的產(chǎn)出指標(biāo)中，均有一項(xiàng)指標(biāo)改進(jìn)百分比為0，表明其產(chǎn)出量相比TJ、TO飛行團(tuán)已達(dá)到最大；而投入指標(biāo)改進(jìn)百分比總體明顯偏高，分別為18.61%、21.23%、18.56%、37.16%，綜合效率DEA無(wú)效的原因是由維修經(jīng)費(fèi)投入與保障效果產(chǎn)出的不匹配造成的［12］。

表6 各飛行團(tuán)綜合效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比

3 結(jié)論

本文基于CCA在分析相關(guān)性方面優(yōu)勢(shì)，建立了飛行團(tuán)維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)體系，在證明其合理性的基礎(chǔ)上，凸顯DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)法在裝備維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)中的顯著優(yōu)點(diǎn)，分析出了某型飛機(jī)目前的維修費(fèi)使用現(xiàn)狀及各飛行團(tuán)為提高維修保障效果具體的改進(jìn)方向、改進(jìn)措施。此研究方法使CCA和DEA方法拓展到了飛行團(tuán)維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)領(lǐng)域，但基于維修費(fèi)使用效益評(píng)價(jià)的側(cè)重面不同，CCA和DEA方法還有很大的研究空間，今后應(yīng)深入研究，使CCA/DEA方法逐漸成熟起來(lái)，為裝備維修保障績(jī)效評(píng)價(jià)提供理論指導(dǎo)。

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Evaluation Research on Equipment Maintenance Support Performance Based on CCA/DEA

ZHAI Nan-nan，LIU Xiao-dong，WU Shi-hui，BAO Cheng
（Materiel Management&Safety Engineering College，Air Force Engineering University，Xi’an 710051，China）

The paper applies the combination methods of Canonical Correlation Analysis（CCA）and Data Envelopment Analysis（DEA）to evaluate the efficiency of air regiment，from the perspectives of the efficiency of pure technology，intensification and integration，the results show that，the utilization efficiency of air regiment’s maintenance costs management is wholly not high，especially for middle repair cost and maintenance equipment purchase cost，control measures should be taken to raise the utilization efficiency of costs.

canonical correlation analysis，data envelopment analysis，air regiment，maintenance support，performance

E92

A

1002-0640（2016）12-0044-06

2015-11-02

2015-12-29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61601501）

翟楠楠（1988-），男，河南洛陽(yáng)人，碩士。研究方向：裝備經(jīng)濟(jì)管理。