基于灰色-層次分析法的裝備保障效能評估

任佳成，徐常凱，陳 博

(空軍勤務學院，江蘇 徐州 221000)

0 引 言

在信息化條件下的高技術局部戰(zhàn)爭中，高精尖武器裝備的作用逐步提升，其保障效能的高低直接影響著作戰(zhàn)任務的結(jié)果。因而，裝備保障效能評估已成為一項重要而緊迫的任務，受到高度重視[1]?！吨袊嗣窠夥跑姾笄谘b備條例》規(guī)定：后勤裝備研制項目的立項論證主要包括——保障效能分析。當前針對艦船、雷達等裝備的評估已經(jīng)取得了一定的研究成果，但通用的方法還處于起步階段[2]。由于裝備保障效能評估涉及面較多，影響因素具有很強的隨機性和不確定性，因而評估過程較為復雜，難以準確評價。

灰色系統(tǒng)理論在研究“部分信息已知、部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”的不確定系統(tǒng)時有一定的優(yōu)勢[3]?；诨疑?層次分析法的裝備保障效能評估方法首先通過層次分析法對保障指標進行賦權(quán)，然后利用灰色聚類解決指標不確定性問題，使得對裝備保障效能評估更加科學合理。

1 裝備保障效能評估指標體系的建立

裝備保障效能評估指標體系的構(gòu)建是開展評估工作的基礎，查找國軍標中相關內(nèi)容，綜合考慮影響裝備保障工作的多方面因素和保障過程中籌、儲、供、管、修各個環(huán)節(jié)，依據(jù)科學性、全面性和可操作性的原則，結(jié)合部隊實際，建立了涵蓋軍事、經(jīng)濟和保障的裝備保障效能評估指標體系，如表1所示。

表1 裝備保障效能評估指標體系

2 基于灰色-層次分析法的裝備保障效能評估模型

2.1 層次分析法求取指標權(quán)重

層次分析法(AHP)是一種定性分析與定量分析相結(jié)合的多目標評價方法，在目標因素結(jié)構(gòu)復雜且缺乏相應數(shù)據(jù)的情況下使用非常方便[3-5]。因此，本模型采用AHP法求取裝備保障效能評估指標的權(quán)重，其具體計算過程為：

(1) 建立互補判斷矩陣

假設上一層次的元素B對應下一層次中的元素為a1,a2,…,an，用pij表示元素ai和aj相對于元素B進行比較時的相對重要性關系。為了確定元素ai相對于aj的重要度關系，建立0.1～0.9的判斷尺度，如表2所示。

由此可得各級評價指標的模糊互補判斷矩陣P=(pij)n×n；

(2) 構(gòu)造一致判斷矩陣

通過以下2個公式可以將互補判斷矩陣P改造成一致判斷矩陣R=(rij)n×n：

(1)

rij=(ri-rj)/[2(n-1)]+0.5

(2)

(3) 計算指標權(quán)重

表2 0.1～0.9判斷尺度表

求一致判斷矩陣R每行元素之和，并進行歸一化處理，即可得到各項指標相對于上層指標的權(quán)重，其計算公式為：

(3)

2.2 灰色聚類三角白化權(quán)函數(shù)

對于裝備保障效能的灰色評估，設有n個待評對象，m個評估指標,s個不同灰類，已知對象i關于指標j的樣本觀測值為xij，i=1,2,…,n；j=1,2,…,m。需要根據(jù)xij的值對相應的對象i進行評價[6-7]，具體步驟如下：

(1) 按照評估要求需要劃分灰類數(shù)s，分別確定灰類(1,2,…,s)的中心點λ1,λ2,…,λs(即最可能屬于某一灰類的點，不一定對應小區(qū)間的中心點)，各個指標的取值范圍也相應地劃分為s個分類，分別以j=1,2,…,m標注。

圖1 中心點三角白化權(quán)函數(shù)

(4)

(5)

3 實例分析

本文以某單位執(zhí)行聯(lián)合輪戰(zhàn)任務為背景，選取合適的指標，對裝備保障效能進行評估。各指標值和所占權(quán)重分別由統(tǒng)計數(shù)據(jù)和綜合集成的賦權(quán)方法確定，如表3、表4所示。

通過專家評議，將一級指標的重要度劃分為5個等級(如表5所示)。具體步驟為：

(1) 通過查找相關資料，并結(jié)合我軍實際，確定了各指標的取值范圍，然后將指標評估結(jié)果劃分為“好”、“較好”、“良”、“較差”、“差”5個評價灰類。最終得到各指標關于不同灰類的取值范圍(見表6)。

表3 某單位裝備保障效能評估指標值

表4 裝備保障效能評估權(quán)重

表5 一級指標重要性比較

表6 指標關于各灰類的取值范圍

(2) 按照公式計算各指標關于灰類k的聚類中心。

(3) 計算各指標隸屬度。

(4) 計算指標自適應特征熵權(quán)。

按照公式計算裝備保障效能指標的自適應特征熵權(quán)wi，得到結(jié)果(w1，w2，w3，w4，w5，w6)=(0.094 2，0.082 1，0.069 1，0.060 1，0.073 4，0.074 2)。

表7 裝備保障效能評估指標的白化權(quán)函數(shù)值

(5) 計算綜合評價系數(shù)

表8 保障效能指標綜合評估系數(shù)

4 結(jié)束語

高精尖武器作戰(zhàn)力量在今后高技術局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用，裝備保障的效能直接影響著戰(zhàn)斗力，通過運用基于灰色層次分析法的裝備保障效能評估方法和實例分析，評估了總體保障效能和一級指標中軍事指標、經(jīng)濟指標和保障指標的效能，找到了保障工作中短板之所在，對保障效能的情況有了更加直觀的認識，為下一步提高保障能力提供了可參考的科學依據(jù)，并證明了該方法的可靠性和有效性。