基于FAHP的兩棲裝甲裝備備件需求預(yù)測模型?

王 寶譚 鵬陳武錦張 崢都 東

（1.海軍航空大學(xué) 煙臺 264001）（2.31432部隊 沈陽 110000）（3.92510部隊 湛江 524000）（4.91980部隊 煙臺 264001）

1 引言

某型兩棲裝甲裝備是我國研制的新型兩棲裝甲裝備，是我兩棲裝甲部隊渡海登島、抗登陸作戰(zhàn)及海上反恐作戰(zhàn)的主要利器。該型兩棲裝甲裝備的備件保障工作，是陸戰(zhàn)兩棲裝甲部隊裝備保障的重要組成部分，直接影響裝備戰(zhàn)技術(shù)性能的良好性，也是保持和恢復(fù)部隊?wèi)?zhàn)斗力的一項基本要素。該型兩棲裝甲裝備良好的戰(zhàn)技術(shù)性能、相對完善的維護保養(yǎng)體系及調(diào)整后的組織結(jié)構(gòu)和備件保障方式，對備件保障工作提供了有力的支撐；同時，對備件的預(yù)測配置提出了更高的要求。

模糊層次分析法（Fuzzy Analytical Hierarchy Process，F(xiàn)AHP）是由層次分析法（Analytic Hierarchy Pmcess，AHP）改進得到的分析模型。其特點在于能夠克服人的主觀偏好的影響，避免做出矛盾判斷，計算更加簡便實用?；静襟E是：建立層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣、層次單排序、層次總排序、一致性檢驗。由于影響該型兩棲裝甲裝備備件品種確定的因素較多，且不易量化，運用經(jīng)典數(shù)學(xué)方法難以精確定量和分析判定。采用FAHP方法對該型兩棲裝甲裝備備件品種進行分析可以保證分析的準(zhǔn)確性和合理性［1～4］。

2 確定評語集與評價因素集

2.1 確定評語集

評語集是對評估對象做好的各評語的集合，通常用V表示。某種零部件是否需要備件，實質(zhì)上是看設(shè)置該類備件的效果如何。如效果好，則應(yīng)設(shè)置為備件；否則就不必設(shè)置。根據(jù)實際需要將評語劃分為有限個等級，為細(xì)化效果，評語集可選擇為V={V1，V2，V3，V4，V5｝=｛效果很好，效果較好，效果一般，效果較差，效果很差｝［5～6］。

2.2 明確評價因素集

根據(jù)對影響裝備備件品種確定的因素分析，可設(shè)定評價因素集為U={U1，U2，U3，U4，U5｝=｛關(guān)鍵性，故障性，非故障性，可更換性，經(jīng)濟性，獲得難度｝。

3 確定各評價因素權(quán)重

3.1 確定模糊判斷矩陣A

以上一層的某一元素作為評判準(zhǔn)則，對下一層的要素進行兩兩比較來確定矩陣的各個元素。在分析裝備備件品種確定的影響因素時，評價因素可視為單層，判斷矩陣A中的元素aij，表示從該類備件的設(shè)置效果角度考慮元素的相對重要性，則模糊判斷矩陣可表示為［7］

為使任意兩個評價因素的相對重要程度得到量化，可采用表1所示的0.1～0.9標(biāo)度法進行數(shù)量標(biāo)度。

表1 重要程度標(biāo)度表

備注：反比較是指若元素Ui與元素Uj相比較得到判斷aij，則元素Uj與元素Ui相比較得到的判斷就是aji=1-aij。

3.2 構(gòu)造模糊一致判斷矩陣A

具體方法如下：

進行如下數(shù)學(xué)變換：

3.3 計算指標(biāo)權(quán)重

將式（7）帶入式（5），整理得到：

由此得到各評價指標(biāo)的權(quán)重值。

3.4 評價因素模糊矩陣與綜合評判矩陣

單因素評價是確定某一影響因素對不同評價的隸屬度。運用Delphi法，根據(jù)各個專家對某一評價因素所選取的不同評判值，來確定此因素的綜合評價隸屬度向量。例如5個人對關(guān)鍵性進行評判：1人選效果很好，2人選效果較好，2人選效果一般，1人選效果較差，1人選效果很差，則關(guān)鍵性的綜合評價隸屬度向量以單因素評價法確定的隸屬度向量作為行向量即可構(gòu)成模糊矩陣R(k)，如式（9）所示［9～10］：

確定出隸屬度向量以后，可根據(jù)評價因素集V中各指標(biāo)權(quán)重向量W，計算綜合評判矩陣B。綜合評判的結(jié)果可由式（10）得到：

3.5 評判結(jié)果分析

經(jīng)過計算得到綜合評判矩陣B后，根據(jù)最大隸屬度法則可以得到設(shè)置某類備件的效果。效果一般的零部件，則應(yīng)結(jié)合備件數(shù)量計算結(jié)果和費用分析結(jié)果進一步判定是否作為備件處理，將取得最大評判指標(biāo)Vmax=max{ }V1V2V3V4V5相對應(yīng)的評語集元素作為評判結(jié)果。具體的流程見圖1。

圖1 基于FAHP的兩棲裝甲裝備備件品種確定流程

4 算例分析

瀕海訓(xùn)練場地距離營區(qū)較遠(yuǎn)，訓(xùn)練周期較長，后續(xù)保障困難，需準(zhǔn)確預(yù)測訓(xùn)練攜行備件品種，以提高裝備訓(xùn)練的備件保障率。選取兩棲裝甲裝備的操縱系統(tǒng)的部件備件做為研究對象，進行品種分析。

以兩棲裝甲裝備上的兩種易損耗部件（轉(zhuǎn)向控制盒、液壓油泵）為例，對這兩種部件設(shè)置為裝備訓(xùn)練攜行保障的備件的效果進行評判，并將結(jié)果與實際進行比較［11～13］。故障模式和原因總結(jié)見表2。

表2 兩棲裝甲裝備易損耗部件的故障模式及原因

首先，通過專家打分綜合方法，對評價因素集對于目標(biāo)評語集的相對重要性進行評分，采用0.1～0.9標(biāo)度法，得到模糊判斷矩陣A，見表3。

表3 模糊判斷矩陣A

由式（2）、（3）得到模糊一致判斷矩陣，見表4。

表4 模糊一致判斷矩陣A（k）

其次，選取15位專家分別對部件的各評價因素進行評判，結(jié)果見表5、表6。

表5 轉(zhuǎn)向控制盒因素評判表

表6 液壓油泵因素評判表

通過分析表5、表6，可得到轉(zhuǎn)向控制盒與液壓油泵的隸屬度模糊矩陣分別為

再次，分別代入式（10），可得到轉(zhuǎn)向控制盒對應(yīng)的綜合評判矩陣B1如式（11）所示：

液壓油泵對應(yīng)的綜合評判矩陣B2如式（12）所示：

5 結(jié)語

本文結(jié)合面向任務(wù)的兩棲裝甲裝備備件保障特點，對攜行備件品種確定展開了相關(guān)研究。分析了影響兩棲裝甲裝備備件需求的內(nèi)在、環(huán)境、機械等方面的因素，結(jié)合任務(wù)，對瀕海、山岳叢林和寒區(qū)訓(xùn)練的備件需求進行了具體分析；提出了一種基于模糊層次分析法的兩棲裝甲裝備攜行備件品種確定方法，通過案例分析，確定了瀕海訓(xùn)練操縱系統(tǒng)攜行備件的品種，印證了方法的可行性。