基于模糊層次分析的裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能評(píng)估

翟梅杰++高鵬++李震宇++陳超++宋林峰

[摘 要]針對(duì)裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能水平難以度量的問(wèn)題，采用模糊層次分析法對(duì)裝甲車輛PHM系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估，該方法在專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了模糊數(shù)學(xué)的理論，評(píng)估結(jié)果更加科學(xué)可靠。首先通過(guò)深入研究裝甲車輛PHM系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和影響因素，建立裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能度量指標(biāo)體系，然后采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，最后采用模糊綜合評(píng)判分析計(jì)算8套裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能狀態(tài)。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，不但有效的區(qū)分了不同裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，同時(shí)還為裝甲車輛PHM系統(tǒng)的研究與改進(jìn)提供了參考方向。

[關(guān)鍵詞]裝甲車輛、PHM系統(tǒng)、性能評(píng)估、模糊層次分析法

中圖分類號(hào)：U456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）46-0284-02

0 引言

在新型裝甲車輛的研制過(guò)程中，裝甲車輛在線維修保障問(wèn)題日益突出，而預(yù)測(cè)與健康管理（Prognostics and Health Management， PHM）技術(shù)的出現(xiàn)可以大大提高裝甲車輛關(guān)鍵部件的安全性、可靠性和維修保障性，進(jìn)而提高裝甲車輛的戰(zhàn)備完好率和任務(wù)成功率，因此，裝甲車輛PHM系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)將對(duì)我國(guó)裝甲裝備的發(fā)展起到積極的推進(jìn)作用。但是隨著PHM技術(shù)研究的不斷深入，大量具備PHM功能的系統(tǒng)涌現(xiàn)出來(lái)，如何有效評(píng)價(jià)這些PHM系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，并從中選擇出適合裝甲車輛的系統(tǒng)成為面臨的首要問(wèn)題。

1 模糊層次分析法基本原理

層次分析法（Analytic hierarchy process， AHP）把人的主觀判斷過(guò)程層次化、數(shù)學(xué)化，為多屬性決策問(wèn)題提供了一種簡(jiǎn)便的決策方法，但是，在實(shí)施過(guò)程中忽略了定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性和人為評(píng)價(jià)的傾向性。模糊層次分析法（Fuzzy analysis hierarchy process， FAHP）是在層次分析法的基礎(chǔ)上融合了模糊理論，充分考慮了評(píng)價(jià)者的主觀判斷、決策及偏好本身的模糊性，使得決策結(jié)果更加客觀合理。

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，本文采用層次分析法，在明確評(píng)估目標(biāo)的前提下，深入分析評(píng)估對(duì)象，梳理相關(guān)影響指標(biāo)，按照不同的屬性分為若干層次，根據(jù)最上層為目標(biāo)層、中間層為指標(biāo)層、最底層為決策層的順序，形成自上而下支配關(guān)系的遞階層次模型。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

本文采用層次分析法把問(wèn)題層次化，并把系統(tǒng)的分析歸結(jié)為最底層指標(biāo)相對(duì)最高層指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)值的確定或者相對(duì)優(yōu)劣次序的排序問(wèn)題，權(quán)重計(jì)算流程如下：1）構(gòu)造判斷矩陣，2）層次單排序向量，3）一致性驗(yàn)證，4）層次總排序向量。

1.3 模糊綜合評(píng)判

模糊綜合評(píng)判以模糊數(shù)學(xué)為理論依據(jù)，用數(shù)學(xué)工具來(lái)解決邊界不清和不易定量等模糊問(wèn)題，從多個(gè)指標(biāo)對(duì)被評(píng)價(jià)目標(biāo)隸屬狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，能夠克服打分彈性較大的弊端，避免了定性判斷的主觀隨意性，主要包括以下幾個(gè)方面：1）因素集的確定，2）評(píng)價(jià)集的確定，3）計(jì)算模糊判斷矩陣。

2 裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能評(píng)估

2.1 體系構(gòu)建

裝甲車輛PHM系統(tǒng)按照組成可劃分為車載終端、通信設(shè)備和地面服務(wù)器三個(gè)部分，在對(duì)裝甲車輛PHM系統(tǒng)應(yīng)用和使用狀態(tài)進(jìn)行全面了解后，建立裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能評(píng)估體系，如圖1所示。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

通過(guò)指標(biāo)之間對(duì)于其上一層指標(biāo)的重要性進(jìn)行兩兩比較得到判斷矩陣，并由前述計(jì)算方法求得層次單排序向量、最大特征值以及一致性比例。

2.3 模糊綜合評(píng)判

本文將評(píng)價(jià)集劃分為5個(gè)等級(jí)，即={優(yōu)，良，中，一般，差}，定性的指標(biāo)經(jīng)過(guò)專家評(píng)分，定量的指標(biāo)通過(guò)計(jì)算獲得，最終得到8套系統(tǒng)各個(gè)指標(biāo)及整個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值，最終結(jié)果如表1所示

由上表可以看出系統(tǒng)G的評(píng)價(jià)等級(jí)為中，其他7套系統(tǒng)的評(píng)價(jià)等級(jí)都為良，系統(tǒng)B的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果最好，其通信設(shè)備性能和地面服務(wù)器性能評(píng)價(jià)值在這8套系統(tǒng)中都比較高，系統(tǒng)A的總體性能和車載終端性能也比較突出，這兩套系統(tǒng)值得借鑒學(xué)習(xí)。橫向比較各個(gè)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)值，地面服務(wù)器的分值普遍偏低，診斷性能、預(yù)測(cè)性能以及數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)技術(shù)研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)?？偟膩?lái)看，現(xiàn)有裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能大體水平為良，距離廣泛應(yīng)用推廣到裝甲車輛上并應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中還有很大的提升空間。

3 結(jié)論

本文采用模糊層次分析法對(duì)8套裝甲車輛PHM系統(tǒng)的性能進(jìn)行了評(píng)估，同時(shí)考慮了定量指標(biāo)計(jì)算和定性指標(biāo)評(píng)估，克服了主觀隨意性，減少了不確定因素和人為因素造成的不利影響，有效的區(qū)分了不同裝甲車輛PHM系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，為軍方進(jìn)一步選擇和研制裝甲車輛PHM系統(tǒng)提供了參考依據(jù)，同時(shí)也為現(xiàn)有的裝甲車輛PHM系統(tǒng)的改進(jìn)提供了指導(dǎo)方向。

參考文獻(xiàn)

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