基于專家打分法的自航水雷使用可用度評(píng)估方法

郭東旭，侯發(fā)林

(中國人民解放軍 91388部隊(duì)，廣東 湛江 524022)

0 引言

自航水雷是海軍攻防封鎖作戰(zhàn)的常規(guī)戰(zhàn)略武器裝備，常年擔(dān)負(fù)戰(zhàn)備值班任務(wù)，因此要求其隨時(shí)應(yīng)處于良好技術(shù)狀態(tài)。戰(zhàn)備完好性是指裝備在平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)使用條件下，能隨時(shí)開始執(zhí)行預(yù)定任務(wù)的能力[1]，它是在編實(shí)力、可用性、保障性等的函數(shù)，裝備戰(zhàn)備完好性是非常重要的性能參數(shù)。在衡量裝備戰(zhàn)備完好性時(shí)需考慮裝備及其使用特點(diǎn)、可靠性、維修性、保障性，以及保障資源的數(shù)量與配置等方面，它是一個(gè)裝備評(píng)估的綜合性指標(biāo)，也是對(duì)裝備系統(tǒng)進(jìn)行效能分析和綜合保障分析的基礎(chǔ)性指標(biāo)[1]。

裝備使用可用度是指與能工作時(shí)間和不能工作時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)[2]，是衡量裝備戰(zhàn)備完好性的重要指標(biāo)之一。

1 自航水雷壽命周期任務(wù)剖面分析

水雷屬于平時(shí)長(zhǎng)期貯存，戰(zhàn)時(shí)一次布放使用的武器裝備，自航水雷更是具有技術(shù)準(zhǔn)備要求高、儲(chǔ)存條件要求高、航行時(shí)間長(zhǎng)、航程遠(yuǎn)、使用環(huán)境復(fù)雜、水下服役環(huán)境惡劣等技術(shù)特點(diǎn)。為有效評(píng)估自航水雷裝備的戰(zhàn)備完好性，需從其全壽命剖面分析入手，即分析其從工廠交付到壽命終結(jié)期間所發(fā)生的事件情況。典型自航水雷全壽命周期剖面如圖1所示。

2 使用可用度參數(shù)分析

根據(jù)《GJB 451A—2005ZZ 可靠性維修性保障性術(shù)語》的有關(guān)定義，使用可用度的度量方法為產(chǎn)品的能工作時(shí)間與能工作時(shí)間+不能工作時(shí)間的和之比。使用可用度全面考慮了產(chǎn)品的工作時(shí)間、待機(jī)時(shí)間、修復(fù)性維修時(shí)間、預(yù)防性維修時(shí)間、保障資源延誤時(shí)間和管理延誤時(shí)間，能最客觀真實(shí)地反映裝備的戰(zhàn)備完好性特點(diǎn)，可有效評(píng)估武器裝備可隨時(shí)遂行任務(wù)的能力[3]。因此可把使用可用度作為度量自航水雷戰(zhàn)備完好性的指標(biāo)。一般情況下使用可用度可表示為[4]

(1)

式中：TO為工作時(shí)間；TN為戰(zhàn)備值班時(shí)間；Tp為預(yù)防性維修總時(shí)間；TC為修復(fù)性維修總時(shí)間；TDT為保障資源延誤和管理延誤時(shí)間之和。

若自航水雷全年正常擔(dān)負(fù)戰(zhàn)備任務(wù)時(shí)，其使用可用度可轉(zhuǎn)化為

(2)

式中：T為1年的日歷時(shí)間總小時(shí)數(shù)；TP為平均年預(yù)防性維修總小時(shí)數(shù)；TC為平均年修復(fù)性維修總小時(shí)數(shù)；TDT為平均年保障延誤總小時(shí)數(shù)。

進(jìn)一步分解后，TC、TDT表達(dá)式為

(3)

(4)

式中：TW為平均年工作總小時(shí)數(shù)；MTBF為平均故障間隔時(shí)間；MTTR為平均故障修復(fù)時(shí)間；MLDT為平均故障保障延誤時(shí)間；k為1年平均因開機(jī)工作發(fā)生的故障次數(shù)占總次數(shù)的比值[5]。

綜合后，使用可用度可用下式表達(dá)：

(5)

3 自航水雷使用可用度評(píng)估模型

3.1 專家打分法

專家打分法又稱為德爾菲法，是一種評(píng)估領(lǐng)域常用的方法，它組織若干對(duì)被評(píng)估裝備熟悉的專家，依靠其經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和個(gè)人價(jià)值觀確定指標(biāo)權(quán)重，并通過一定方式對(duì)指標(biāo)權(quán)重獨(dú)立發(fā)表見解，并用統(tǒng)計(jì)方法做適當(dāng)處理[6]。其具體做法如下[7]：

1)組織r個(gè)專家，對(duì)每個(gè)指標(biāo)影響因素Xj(j=1,2,…,n)的權(quán)重進(jìn)行估計(jì)，得到各指標(biāo)影響因素權(quán)重的估計(jì)值ωk1,ωk2,…,ωkn(k=1,2,…,r)；

3.2 自航水雷使用可用度影響因素分析

按照相似水中兵器裝備作為基準(zhǔn)，使用相似裝備類比分析法可確定某自航水雷使用可用度指標(biāo)的影響因素。假設(shè)我們已有一種在役的A型自航水雷，現(xiàn)在又列裝一種新型自航水雷B型，A型水雷已有大量的部隊(duì)實(shí)際使用數(shù)據(jù)證明其可基本滿足部隊(duì)使用可用度水平，現(xiàn)在我們需要評(píng)估B型水雷的使用可用度。通過技術(shù)分析，我們發(fā)現(xiàn)A型和B型水雷從結(jié)構(gòu)原理、材料、使用方法等方面均有一定相似性，則可認(rèn)為兩型水雷為相似產(chǎn)品。我們以A型水雷為基準(zhǔn)，用A型、B型水雷的實(shí)際使用數(shù)據(jù)來分析B型水雷使用可用度的影響因素。

1)自航水雷的使用強(qiáng)度。使用強(qiáng)度越大，則使用可用度越低；假設(shè)A型水雷年均使用as條次，B型水雷年均使用bs條次，則專家可根據(jù)as和bs的數(shù)值比例關(guān)系判斷B型水雷和A型水雷的使用強(qiáng)度相比的差別程度：bs>as表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低；bs

2)自航水雷的技術(shù)復(fù)雜程度。復(fù)雜程度越高，則使用可用度越低；假設(shè)A型水雷應(yīng)用新技術(shù)程度為aj，B型水雷應(yīng)用新技術(shù)程度為bj，則專家可根據(jù)aj和bj的強(qiáng)弱關(guān)系判斷B型水雷和A型水雷的使用強(qiáng)度相比的差別程度，bj>aj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低，bj

3)自航水雷的可靠性增長(zhǎng)改進(jìn)程度。程度越高則使用可用度越高；假設(shè)根據(jù)壽命、存儲(chǔ)可靠性、平均故障間隔時(shí)間等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，A型水雷可靠性、維修性綜合水平為ak，B型水雷可靠性、維修性綜合水平為bk，則專家可根據(jù)bk相比ak提高了多大程度判斷B型水雷和A型水雷的使用強(qiáng)度相比的差別程度：bjaj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高；bj=aj表示B型水雷使用可用度與A型水雷相當(dāng)。

4)自航水雷的使用維修保障能力，能力越強(qiáng)則使用可用度越高。假設(shè)根據(jù)平均故障維修時(shí)間等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，A型水雷使用維修保障能力水平為ar，B型水雷使用維修保障能力水平為br，則專家可根據(jù)br相比ar的大小關(guān)系判斷B型水雷和A型水雷的使用強(qiáng)度相比的差別程度，brar表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高，br=ar表示B型水雷使用可用度與A型水雷相當(dāng)。

根據(jù)A型水雷和B型水雷使用可用度4個(gè)方面影響因素差別程度，以A型水雷4方面的程度為基準(zhǔn)，專家可以從優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)檔次判斷B型水雷相比A型水雷在4個(gè)影響因素所達(dá)到的程度，并進(jìn)行打分。

3.3 確定自航水雷使用可用度各影響因素的權(quán)重

推選n位專家對(duì)某自航水雷使用可用度AO的各影響因素的影響程度進(jìn)行打分，并由此分別計(jì)算各因素的權(quán)重系數(shù)[8]。分?jǐn)?shù)等級(jí)按分值分為(4,3,2,1)，分?jǐn)?shù)值越高則影響越大。故各因素的權(quán)重系數(shù)為

式中：n為專家數(shù)量；qij為打分值。

3.4 統(tǒng)計(jì)計(jì)算專家打分情況

首先，確定對(duì)前述各影響因素打分的評(píng)分等級(jí)為4等，分別為100、75、50、25，對(duì)應(yīng)優(yōu)、良、中、差[7]。由選定的專家根據(jù)影響因素對(duì)使用可用度的影響原則分別對(duì)各個(gè)因素打分，計(jì)算各因素得分平均值：

(i=1,2,…,n;j=1,2,3,4;Qij=[100,75,50,25])

該自航水雷使用可用度指標(biāo)的綜合得分為

其使用可用度指標(biāo)評(píng)估值可用下式計(jì)算得出：

4 評(píng)估模型演示

假設(shè)某自航水雷使用可用度指標(biāo)的目標(biāo)值為0.95，評(píng)估者推選5位專家對(duì)其指標(biāo)評(píng)估值進(jìn)行打分，打分統(tǒng)計(jì)為表1、表2，其中μ1、μ2、μ3、μ4分別代表使用強(qiáng)度、復(fù)雜程度、改進(jìn)程度、使用維修保障能力4個(gè)影響因素。

表1 自航水雷使用可用度影響因素權(quán)重打分

表2 自航水雷使用可用度影響因素打分

對(duì)上述打分情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，各影響因素權(quán)重系數(shù)分別為：ω1=0.254 9，ω2=0.235 3，ω3=0.274 5，ω4=0.235 3。

各因素的得分平均值為：δ1=55，δ2=75，δ3=85，δ4=75。

該自航水雷使用可用度綜合得分為：C=72.647 0。

則該自航水雷使用可用度指標(biāo)的評(píng)估值為

此次評(píng)估過程證實(shí)該自航水雷滿足其使用可用度指標(biāo)要求。

5 結(jié)束語

自航水雷使用可用度是其戰(zhàn)備完好性衡量參數(shù)之一，反映了自航水雷的綜合保障效能?；趯＜掖蚍址ǖ脑u(píng)估模型演示案例的結(jié)果表明該評(píng)估模型方法可行、結(jié)論科學(xué)，可有效應(yīng)用于自航水雷使用可用度評(píng)估工作，可為自航水雷綜合保障效能評(píng)估提供理論依據(jù)和方法參考。