基于主成分分析的機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)*

李勇祥，曹澤陽，楊志瑋

(1.空軍工程大學(xué)，陜西 西安 710051；2.中國人民解放軍95261部隊(duì)，廣西 柳州 545000)

0 引言

航空機(jī)務(wù)保障能力是衡量機(jī)務(wù)部隊(duì)建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)，是航空兵旅(團(tuán))戰(zhàn)斗力生成的有效保證，是影響現(xiàn)代空戰(zhàn)勝利與否的關(guān)鍵因素[1]。航空裝備維修體系是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其維修保障流程是一個(gè)嚴(yán)密的組織程序，隨著航空裝備的進(jìn)一步發(fā)展和更新，維修保障隨之日趨復(fù)雜和多樣化[2]。機(jī)務(wù)人員在裝備維修實(shí)踐活動(dòng)處于主體地位，其能力深刻影響著裝備維修效率和質(zhì)量[3]。提升機(jī)務(wù)人員維修保障能力作為航空機(jī)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的核心內(nèi)容，對(duì)確保飛行安全、完成訓(xùn)練任務(wù)具有重要意義?，F(xiàn)階段對(duì)我軍機(jī)務(wù)人員維修保障能力深入研究，評(píng)價(jià)當(dāng)前航空兵旅(團(tuán))機(jī)務(wù)人員能力現(xiàn)狀，是促進(jìn)當(dāng)前航空兵部隊(duì)裝備保障體系建設(shè)發(fā)展，適應(yīng)未來高技術(shù)、信息化、網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)爭的需要[4]。通過構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系，對(duì)全面提升機(jī)務(wù)全體官兵維修保障能力具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

為深入貫徹落實(shí)習(xí)主席“能打仗、打勝仗”強(qiáng)軍之要，進(jìn)一步提升航空機(jī)務(wù)維修保障效益，持續(xù)推進(jìn)機(jī)務(wù)維修保障人才隊(duì)伍建設(shè)，需要以實(shí)戰(zhàn)化維修保障訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)務(wù)人員的能力進(jìn)行考量，既要綜合評(píng)價(jià)，又要從中窺探機(jī)務(wù)人員維修保障能力存在的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)前對(duì)于機(jī)務(wù)人員維修保障能力的評(píng)價(jià)，大都采用模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法等，評(píng)價(jià)方面較為單一。運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行維修保障人員的能力評(píng)估，一方面可通過降維避免評(píng)價(jià)模型中多個(gè)指標(biāo)在評(píng)估問題上所帶來的復(fù)雜性和指標(biāo)關(guān)聯(lián)性，另一方面評(píng)價(jià)結(jié)果較為全面。

1 機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)模型

機(jī)務(wù)人員維修保障能力是機(jī)務(wù)人員進(jìn)行裝備維修過程中各種能力要素的綜合體現(xiàn)[5]。機(jī)務(wù)維修保障任務(wù)重，強(qiáng)度大，時(shí)間緊，裝備能否修的好、修的快、上的去，最終體現(xiàn)在人員的維修保障能力。機(jī)務(wù)人員維修保障能力影響要素眾多，需建立統(tǒng)一的客觀的衡量尺度，建立客觀合理的指標(biāo)體系[6]。

1.1 機(jī)務(wù)人員維修保障能力指標(biāo)要素分析

在機(jī)務(wù)維修保障系統(tǒng)中，機(jī)務(wù)維修保障人員作為維修實(shí)踐活動(dòng)的主體，其能力要素主要體現(xiàn)在日常保障工作及個(gè)人軍事修養(yǎng)的方方面面。本文根據(jù)航空兵部隊(duì)實(shí)際情況及查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上建立了機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)模型，主要考慮了影響機(jī)務(wù)人員維修保障能力的四大因素，即操作技能、理論水平、思想認(rèn)識(shí)、軍事素質(zhì)。

(1) 操作技能

航空機(jī)務(wù)維修保障人員操作技能，是指保障人員現(xiàn)場維修操作能力及其故障分析能力[7]。操作技能的掌握度直接影響著裝備維修質(zhì)量，是保證飛行安全的基礎(chǔ)。操作技能要素包括維修操作熟練度、故障快速定位能力、檢測(cè)裝備操作能力、戰(zhàn)場防護(hù)能力、戰(zhàn)時(shí)搶修能力、武器裝備掛載能力6個(gè)指標(biāo)。

(2) 理論水平

航空機(jī)務(wù)維修保障人員理論水平，是指保障人員對(duì)于所從事專業(yè)知識(shí)、機(jī)務(wù)安全法規(guī)及其他相關(guān)知識(shí)的掌握程度。堅(jiān)實(shí)的理論功底對(duì)指導(dǎo)機(jī)務(wù)維修保障實(shí)踐活動(dòng)有著深刻意義，良好的維修保障理論水平是提升機(jī)務(wù)維修質(zhì)量的基礎(chǔ)。理論水平主要包括專業(yè)知識(shí)水平、機(jī)務(wù)法規(guī)知曉度、跨專業(yè)跨機(jī)型知識(shí)量3個(gè)指標(biāo)。

(3) 思想認(rèn)識(shí)

航空機(jī)務(wù)維修保障人員思想認(rèn)識(shí)，是機(jī)務(wù)部隊(duì)政治思想教育成效及個(gè)人職業(yè)修養(yǎng)的集中體現(xiàn)。思想認(rèn)識(shí)作為實(shí)踐活動(dòng)的先導(dǎo)，對(duì)于能否高效完成任務(wù)及進(jìn)一步提升維修保障能力有著重要引領(lǐng)作用[8]。機(jī)務(wù)人員熱愛崗位、獻(xiàn)身崗位及質(zhì)量安全和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)是維修保障效益和維修質(zhì)量安全的重要保證和衡量依據(jù)[9]。思想認(rèn)識(shí)要素主要包括履職盡責(zé)意識(shí)、質(zhì)量安全意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)3個(gè)指標(biāo)。

(4) 軍事素質(zhì)

航空機(jī)務(wù)維修保障人員軍事素質(zhì)，是航空機(jī)務(wù)保障人員軍事化管理和戰(zhàn)備意識(shí)的集中體現(xiàn)[10]。個(gè)人臨戰(zhàn)狀態(tài)及環(huán)境適應(yīng)能力是軍事素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。在機(jī)務(wù)維修保障實(shí)踐活動(dòng)中，軍事素質(zhì)要素主要包括戰(zhàn)備拉動(dòng)反應(yīng)能力、機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)場保障能力、指令執(zhí)行力度、高強(qiáng)度持續(xù)保障能力、惡劣環(huán)境適應(yīng)能力5個(gè)指標(biāo)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

在建立機(jī)務(wù)維修保障能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，首先把目標(biāo)分解到這些因素上來，然后考察這些因素對(duì)維修保障能力的影響，進(jìn)而建立起科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[11]?；谏鲜鲅芯克悸?，在對(duì)航空兵旅(團(tuán))機(jī)務(wù)維修保障現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)資料綜合歸納整理，結(jié)合航空機(jī)務(wù)保障的實(shí)際工作情況及其發(fā)展趨勢(shì)，并廣泛征求專家意見，本文構(gòu)建了航空兵旅(團(tuán))機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(如圖1所示)。

2 主成分分析法用于能力評(píng)價(jià)計(jì)算流程[12-15]

2.1 基本思想

影響機(jī)務(wù)維修保障能力的評(píng)估指標(biāo)變量具有多樣性和復(fù)雜性，其重要程度也不相同，給能力評(píng)估帶來很大困難。主成分分析法是一種降維分析的多元統(tǒng)計(jì)方法，一是通過選取一組少數(shù)的線性不相關(guān)的幾個(gè)主成分對(duì)原始的指標(biāo)信息進(jìn)行綜合概括，這些綜合變量能夠最大程度地涵蓋原始變量的信息量，進(jìn)一步簡化評(píng)估問題；二是在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，運(yùn)用主成分分析法自身特性，能夠有效克服人為主觀因素帶來的影響。

2.2 主成分分析評(píng)價(jià)方法計(jì)算步驟

步驟1： 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，選取n個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象、p個(gè)指標(biāo)，則可構(gòu)成大小為n×p的樣本矩陣x:

(1)

步驟2： 當(dāng)指標(biāo)量綱不一致時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立相關(guān)系數(shù)矩陣R。

以此得到樣本矩陣對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)矩陣

(2)

式中：

相關(guān)系數(shù)矩陣表明p個(gè)指標(biāo)間的相關(guān)程度。

步驟3： 計(jì)算R的特征值和特征向量。

特征向量：

圖1 機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Maintenance support capability evaluation index system of aircraft crew

步驟4： 計(jì)算相應(yīng)于特征值的各特征向量的方差貢獻(xiàn)率bi以及累計(jì)貢獻(xiàn)率b(k)。

(3)

(4)

步驟5： 確定主成分個(gè)數(shù)，計(jì)算各主成分得分。一般取數(shù)值大于等于1且累計(jì)貢獻(xiàn)率超過85%的特征值所對(duì)應(yīng)特征向量個(gè)數(shù)作為主成分個(gè)數(shù)。其中各主成分得分根據(jù)其相應(yīng)特征向量與各指標(biāo)組成的線性表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，第i個(gè)主成分得分計(jì)算公式為

Fi=a1iX1+a2iX2+…+apiXp,i=1,2,…,m.

根據(jù)系數(shù)分析主成分代表的意義，對(duì)于某個(gè)主成分而言，指標(biāo)前面的系數(shù)越大，代表該指標(biāo)對(duì)于該主成分的影響越大。

步驟6： 利用主成分的結(jié)果進(jìn)行能力評(píng)估。根據(jù)所提取主成分得分以及各主成分方差貢獻(xiàn)率在所有主成分方差貢獻(xiàn)率之和中的比值為權(quán)重，計(jì)算得到的分?jǐn)?shù)即為個(gè)人能力的綜合評(píng)分，即

F=u1F1+u2F2+u3F3…+uiFi,

(5)

3 實(shí)例分析

3.1 數(shù)據(jù)采集

在數(shù)據(jù)來源方面，依據(jù)航空兵旅(團(tuán))鍛造航空機(jī)務(wù)尖兵比武競賽等實(shí)踐活動(dòng)，通過訪談、調(diào)研等方式對(duì)機(jī)務(wù)維修保障人員能力需求進(jìn)行了整理歸納。采取機(jī)務(wù)大隊(duì)、中隊(duì)主官對(duì)機(jī)務(wù)官兵日常維修保障工作表現(xiàn)情況，結(jié)合專家現(xiàn)場考評(píng)、打分等形式，對(duì)機(jī)務(wù)官兵各方面能力進(jìn)行打分(百分制)，各項(xiàng)指標(biāo)最終得分取平均值，以此獲取本文所需的數(shù)據(jù)支持。如表1所示，隨機(jī)抽取10名機(jī)務(wù)人員成績作為計(jì)算數(shù)據(jù)。

3.2 建立相關(guān)系數(shù)矩陣

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)10個(gè)機(jī)務(wù)人員評(píng)分成績進(jìn)行分析計(jì)算，其中X11～X45一一對(duì)應(yīng)上述的17個(gè)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先對(duì)17個(gè)原始指標(biāo)建立相關(guān)系數(shù)矩陣。具體如表2所示。

從SPSS軟件輸出的相關(guān)系數(shù)矩陣可知，評(píng)價(jià)體系中許多指標(biāo)兩兩之間的相關(guān)系數(shù)在0.5以上，可知這些指標(biāo)之間相關(guān)性較大。

表1 機(jī)務(wù)人員評(píng)分成績

表2 相關(guān)系數(shù)矩陣

3.3 提取主成分

在SPSS中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出各個(gè)成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率。根據(jù)提取主成分個(gè)數(shù)的原則是特征值大于等于1，且累積貢獻(xiàn)率大于等于85%，以此提取所要的主成分。如表3所示，前3個(gè)成分的特征值分別是12.260,1.979,1.239;根據(jù)方差貢獻(xiàn)率可以看出第1主成分涵蓋了原始指標(biāo)72.119%的信息量，第2主成分涵蓋了原始指標(biāo)11.641%的信息量，第3主成分涵蓋了原始指標(biāo)7.286%的信息量，前三者的累積貢獻(xiàn)率為91.046%。說明前3個(gè)成分涵蓋了原始數(shù)據(jù)充足的信息，故選取前3個(gè)主成分即可。

3.4 主成分分析

利用樣本數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算前3個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量，可得3個(gè)主成分的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為

F1=0.078X11+0.077X12+0.080X13+0.077X14+0.072X15+0.074X16+0.062X21+0.062X22+0.062X23+0.048X31+0.054X32+0.059X33+0.071X41+0.072X42+0.076X43+0.071X44+0.071X45,

(6)

表3 樣本特征值、方差貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 3 Sample characteristic value,variance contribution rate and cumulative contribution rate

F2=-0.012X11+0.036X12+0.018X13+

0.081X14+0.046X15+0.052X16-

0.275X21-0.293X22-0.238X23+

0.239X31+0.343X32+0.250X33+

0.053X41+0.067X42-0.540X43-

0.081X44-0.141X45,

(7)

F3=-0.072X11+0.026X12+0.033X13+

0.085X14+0.224X15+0.262X16+

0.255X21+0.189X22+0.145X23+

0.396X31+0.024X32+0.013X33-

0.319X41-0.348X42-0.234X43-

0.300X44-0.165X45.

(8)

從各個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的系數(shù)來看，第1主成分的計(jì)算式中操作技能及軍事素質(zhì)各指標(biāo)系數(shù)較大，說明第1主成分充分反映了操作技能及軍事素質(zhì)在機(jī)務(wù)人員維修保障能力中的重要性。第2主成分的計(jì)算式中機(jī)務(wù)人員思想認(rèn)識(shí)所屬的指標(biāo)系數(shù)相對(duì)比較大，則反映了思想認(rèn)識(shí)在機(jī)務(wù)人員維修保障能力中的重要性。相似地，第3主成分反映了理論水平在機(jī)務(wù)人員維修保障能力中的重要性。

3.5 維修保障能力評(píng)價(jià)

根據(jù)3個(gè)主成分按方差貢獻(xiàn)率加權(quán)構(gòu)成的綜合評(píng)價(jià)函數(shù)，計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象個(gè)人能力的綜合評(píng)分：

F=0.792F1+0.127 9F2+0.08F3.

(9)

通過計(jì)算個(gè)體最終綜合得分對(duì)其機(jī)務(wù)維修保障能力綜合評(píng)價(jià)。另外，為更加客觀全面反映出機(jī)務(wù)人員的各方面能力，需要計(jì)算個(gè)人在這3個(gè)主成分中的得分，作為評(píng)價(jià)依據(jù)。以前文10位被調(diào)查對(duì)象為例，進(jìn)行綜合得分的計(jì)算和分析。具體數(shù)據(jù)如表4。

表4 得分表Table 4 Score table

通過上述機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)價(jià)結(jié)果，可以十分清晰地看出10位機(jī)務(wù)人員的機(jī)務(wù)維修保障能力，其中5號(hào)機(jī)務(wù)人員綜合能力最強(qiáng)，排名第一，而4號(hào)機(jī)務(wù)人員綜合能力最弱，排在第10名。與此同時(shí)，還可以看出5號(hào)機(jī)務(wù)人員雖然綜合排名第一，但是在主成分3(思想認(rèn)識(shí))方面上稍有不足。9號(hào)機(jī)務(wù)人員在主成分1排名第一，但在主成分2和主成分3分別排名第9和第7，說明操作技能及軍事素質(zhì)較好，但其他方面的能力有所欠缺。因此，根據(jù)此計(jì)算結(jié)果，可以針對(duì)性對(duì)每名機(jī)務(wù)人員各個(gè)方面的維修保障能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出其存在的能力弱勢(shì)。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)的幾類評(píng)估方法相比，運(yùn)用主成分分析法對(duì)維修保障指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估，有效避免了確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)的人為主觀性和各個(gè)指標(biāo)間的相關(guān)性問題，提高了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。機(jī)務(wù)人員維修保障能力指標(biāo)因素眾多，評(píng)估其能力的突出難點(diǎn)在于評(píng)估指標(biāo)體系的確立。本文對(duì)機(jī)務(wù)人員維修保障能力進(jìn)行了系統(tǒng)分析，給出了一套評(píng)估指標(biāo)體系，并運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行分析評(píng)估，不僅可以從綜合角度反映機(jī)務(wù)人員維修保障能力，還可以對(duì)機(jī)務(wù)人員各方面能力加以評(píng)價(jià)，找出機(jī)務(wù)人員在維修保障工作中的能力弱勢(shì)，可為機(jī)務(wù)人員的日常訓(xùn)練工作提供科學(xué)合理的指導(dǎo)依據(jù)。今后，對(duì)機(jī)務(wù)人員維修保障能力評(píng)估的研究，應(yīng)繼續(xù)細(xì)化和完善評(píng)估指標(biāo)體系，使評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性。