新艦維修能力評(píng)估體系賦權(quán)研究*

李鐵成，張懷強(qiáng)，杜軍崗

（海軍工程大學(xué)管理工程與裝備經(jīng)濟(jì)學(xué)院，武漢 430033）

0 引言

新艦維修能力是指艦船維修機(jī)構(gòu)運(yùn)用各類維修保障資源幫助新型軍艦排除早期故障期故障，保障新型軍艦戰(zhàn)備完好性的能力［1-2］。新艦的入役在給部隊(duì)帶來戰(zhàn)斗力提升的同時(shí)，也給新艦的維修保障工作帶來壓力［3］。一方面，由于在設(shè)計(jì)研發(fā)、制造工藝及技術(shù)集成等方面，新型艦船比傳統(tǒng)艦船均有不同幅度的優(yōu)化提升，因而維修保障上的難度與工作量也與傳統(tǒng)艦船的維修任務(wù)不等同，許多艦船維修機(jī)構(gòu)不具備修理新型艦船故障的能力［4-5］；另一方面，技術(shù)不成熟、建造速率過快等原因常常導(dǎo)致新型艦船在入役早期故障高發(fā)，不如傳統(tǒng)艦船的故障率穩(wěn)定［6］。新型艦船維修工作壓力不斷增加，承修單位若不具備維修能力，會(huì)極大地影響新型艦船的可用度與在航率，進(jìn)而影響部隊(duì)的戰(zhàn)斗力［7-8］。因此，篩選出具備維修新型艦船能力的承修單位成為新型艦船維修工作的重中之重［9］。

當(dāng)前軍內(nèi)外尚未有研究學(xué)者對(duì)新型艦船承修商維修能力評(píng)估展開研究，因而本文主要從艦船承修商維修能力評(píng)價(jià)體系與其使用的評(píng)價(jià)工具和方法的維度來介紹文章的研究背景。艦船承修商維修能力評(píng)價(jià)體系方面，李浩軍［10］認(rèn)為軍方的艦船修理機(jī)構(gòu)的維修能力評(píng)估應(yīng)更側(cè)重于維修工具等維修硬件設(shè)施的評(píng)估，認(rèn)為軍方在新艦入役初期，維修能力匱乏的原因在于備件備品及維修耗材等維修硬件設(shè)備的落后。黃棟［11］在衡量與軍方合作的地方修船機(jī)構(gòu)合同商維修保障能力時(shí)，采用層次分析法（簡稱AHP 法）應(yīng)用yaahp4.0 軟件計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，認(rèn)為“可靠性”等維修質(zhì)量指標(biāo)與合同商的維修信譽(yù)非常重要，但指標(biāo)體系以修理效益為主，且維修質(zhì)量與維修信譽(yù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀性強(qiáng)，與其他指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，導(dǎo)致指標(biāo)之間的獨(dú)立性減弱。潘璠［12］建立了軍民船艇修理廠通用的修理能力評(píng)價(jià)體系，并用AHP 法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，但其建立的指標(biāo)體系一方面存在通用性過強(qiáng)的缺陷，對(duì)除艦船外其他大型裝備均可以進(jìn)行評(píng)價(jià)；另一方面，該指標(biāo)體系同樣面臨著指標(biāo)獨(dú)立性差，指標(biāo)體系互相關(guān)聯(lián)存在相容性，因此，將各指標(biāo)兩兩對(duì)比確定權(quán)重的AHP 法并不適用。

綜合來看，確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)大部分學(xué)者采用了根據(jù)專家意見兩兩對(duì)比指標(biāo)權(quán)重的AHP 法，無法克服指標(biāo)體系不可避免出現(xiàn)的指標(biāo)關(guān)聯(lián)、相容的問題［13-14］。通過文獻(xiàn)資料的收集閱讀，本文發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析法可以有效克服指標(biāo)相容性，將指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系反映計(jì)算進(jìn)指標(biāo)權(quán)重中［15-18］。當(dāng)前，為克服指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性、相容性等問題，許多專家學(xué)者創(chuàng)建了包括灰色關(guān)聯(lián)法［19-20］、灰色投影法［21-22］、模糊綜合評(píng)價(jià)法［23-24］等多種指標(biāo)融合方法，但這些方法在實(shí)踐上強(qiáng)烈依賴樣本數(shù)據(jù)的可靠性，受樣本數(shù)據(jù)影響較大，往往無法反映指標(biāo)融合的主觀需求與實(shí)際情況。而網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)指標(biāo)的賦權(quán)由專家結(jié)合實(shí)際情況主觀決定，不受統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)據(jù)變化的影響，可將指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)與影響關(guān)系直接融入指標(biāo)的權(quán)重中［15］，因而，網(wǎng)絡(luò)分析法在研究與實(shí)踐中可操作性更強(qiáng)，在當(dāng)前受到青睞。

1 網(wǎng)絡(luò)分析法與Super Decision 軟件

網(wǎng)絡(luò)分析法由美國賽迪教授在20 世紀(jì)90 年代提出，英文名稱為Analytic Network Process，簡稱ANP 法。

1.1 網(wǎng)絡(luò)分析法的基本原理

網(wǎng)絡(luò)分析法認(rèn)識(shí)到在AHP 法過程中，層次結(jié)構(gòu)不是簡單遞階，而是在內(nèi)部廣泛存在著相互的反饋與依賴。為完善AHP 法，ANP 法把系統(tǒng)的所有元素劃分為兩部分。如圖1 上層所示，一部分為控制層，用于明確研究目標(biāo)，確立決策的準(zhǔn)則；另一部分為網(wǎng)絡(luò)層，由所有受控制層支配的元素組成，區(qū)別于AHP 法要求內(nèi)部元素間相互獨(dú)立，ANP 法網(wǎng)絡(luò)層中的各個(gè)元素?zé)o論受哪個(gè)控制層約束，都可以互相支配與影響，形成一個(gè)互相依存與反饋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

圖1 典型的ANP 結(jié)構(gòu)圖

1.2 網(wǎng)絡(luò)分析法賦權(quán)過程的公式推導(dǎo)

1.2.1 構(gòu)建初始超矩陣

1.2.2 構(gòu)建加權(quán)超矩陣

1.2.3 計(jì)算極限超矩陣

W∞的特征向量便是網(wǎng)絡(luò)層元素對(duì)其控制準(zhǔn)則的權(quán)重。分別以不同準(zhǔn)則P 對(duì)網(wǎng)絡(luò)層元素組C 的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得到所有網(wǎng)絡(luò)層元素分別對(duì)于各個(gè)準(zhǔn)則P 的權(quán)重。

1.2.4 計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

將網(wǎng)絡(luò)層元素分別對(duì)于各個(gè)準(zhǔn)則P 的權(quán)重乘以各個(gè)準(zhǔn)則P 對(duì)目標(biāo)的權(quán)重，便可以得到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層元素對(duì)目標(biāo)的權(quán)重。

1.3 Super Decision 軟件簡介

通過網(wǎng)絡(luò)分析法賦權(quán)過程的公式推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算各個(gè)超矩陣十分困難，運(yùn)算量很大，這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分析法在創(chuàng)立初期沒有受到廣大研究學(xué)者的歡迎。但隨著近年超級(jí)決策軟件Super Decision 的興起，應(yīng)用Super Decision 軟件計(jì)算超矩陣為網(wǎng)絡(luò)分析法的各個(gè)超矩陣計(jì)算提供了便利，網(wǎng)絡(luò)分析法才真正廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外實(shí)際研究中。

Super Decision 軟件由美國Thomas Saaty 開發(fā)，主要應(yīng)用于AHP 法及ANP 法。由于是量身定制的計(jì)算軟件，Super Decision 軟件的操作流程與ANP法的計(jì)算步驟一致。首先，需要在平臺(tái)中定義生成控制層及網(wǎng)絡(luò)層的各個(gè)變量及名稱，并根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)置變量之間的控制關(guān)聯(lián)勾稽關(guān)系，構(gòu)建成與圖1 相同的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，其次，通過輸入判斷矩陣，便可由軟件自動(dòng)生成并計(jì)算各類超矩陣，輸出極限超矩陣W∞的列向量，各指標(biāo)對(duì)應(yīng)分向量的值即為所求的權(quán)重，具體的操作及計(jì)算流程由算例分析演示。

2 新艦維修能力指標(biāo)體系

結(jié)合艦船維修單位對(duì)新型艦船的維修實(shí)踐，構(gòu)建修理單位新型艦船維修能力評(píng)價(jià)指標(biāo)二級(jí)體系，使指標(biāo)體系能夠全面衡量艦船維修單位對(duì)新型艦船的維修能力。

2.1 指標(biāo)構(gòu)建原則

在構(gòu)建指標(biāo)時(shí)，應(yīng)遵循的原則有：

合理與可操作性原則，即所選的指標(biāo)應(yīng)符合基本常識(shí)與邏輯，與艦船維修實(shí)踐相契合。

代表性原則，能夠精準(zhǔn)反映出指代維度的含義，穩(wěn)固指標(biāo)體系計(jì)算結(jié)果的可靠性。

全面與層次性原則，要求指標(biāo)應(yīng)盡量覆蓋評(píng)價(jià)目標(biāo)的所有概念維度。為確保全面性，最好的做法就是遵循層次性原則，即從上層至下層分析指標(biāo)，先確定一級(jí)指標(biāo)集，再確定指標(biāo)集下的二級(jí)指標(biāo)，使指標(biāo)體系既有層次性，又可以全面解讀艦船維修能力的目標(biāo)內(nèi)涵。

主客觀協(xié)調(diào)原則，指標(biāo)體系中應(yīng)以客觀性指標(biāo)為主，以主觀性指標(biāo)為輔。

雙向可比性原則，所構(gòu)建的指標(biāo)應(yīng)遵循橫向可比性，即要求指標(biāo)涵義具有一定程度的通用性，另外，所選用的指標(biāo)在賦值時(shí)應(yīng)可連續(xù)，數(shù)據(jù)可持續(xù)獲取，便于指標(biāo)與指標(biāo)體系的縱向前后對(duì)比，便于觀察評(píng)價(jià)目標(biāo)跟隨時(shí)間的變化規(guī)律。

2.2 艦船維修機(jī)構(gòu)維修能力影響因素的分析

結(jié)合指標(biāo)構(gòu)建原則，重點(diǎn)依據(jù)艦船維修機(jī)構(gòu)單位的實(shí)際工作屬性、維修目標(biāo)、新型艦船的特點(diǎn)等，分析影響艦船維修機(jī)構(gòu)維修新型艦船能力的因素。綜合文獻(xiàn)計(jì)量與案例調(diào)研發(fā)現(xiàn)，影響維修單位維修新型艦船能力水平的因素有很多。

本文按照因素的外在表現(xiàn)形式劃分，首先將影響維修單位對(duì)新型艦船的維修能力水平的因素分為有形因素和無形因素兩大類。有形因素主要由4大類維修資源組成，涉及艦船維修需要的人力、場地、工具、材料4 大類。無形因素主要由維修技術(shù)資料與團(tuán)隊(duì)運(yùn)營管理兩方面組成。因此，擬構(gòu)建指標(biāo)的準(zhǔn)則層主要由維修人員水平、維修設(shè)施水平、維修設(shè)備水平、備品保障水平、資料技術(shù)水平、維修作業(yè)與管理6 個(gè)方面決定。

圖2 艦船維修機(jī)構(gòu)維修新艦?zāi)芰τ绊懸蛩氐姆治鰣D

其中，維修人員水平由專業(yè)覆蓋程度、人員數(shù)量配套率、工齡水平、維修技術(shù)水平和人員績效水平5 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成；維修設(shè)施水平由地點(diǎn)適用性與地點(diǎn)條件兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成；維修設(shè)備水平由設(shè)備配套率、設(shè)備完好率與設(shè)備技術(shù)能力3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成；維修備品水平由備品品種配套率、備品供應(yīng)能力和備品質(zhì)量3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成；技術(shù)資料水平由資料技術(shù)完備度和資料技術(shù)轉(zhuǎn)化因子兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成；維修作業(yè)與管理水平由資源調(diào)度能力水平、維修機(jī)動(dòng)水平和故障監(jiān)察與定位能力3 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成。

2.3 擬構(gòu)建指標(biāo)集與指標(biāo)

現(xiàn)根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)需求，以及后期軟件中變量設(shè)置的便利，簡化了部分艦船維修機(jī)構(gòu)維修能力影響因素的名稱，選取包含人力資源與物力資源的6 個(gè)準(zhǔn)則層，準(zhǔn)則層下共18 個(gè)指標(biāo)，準(zhǔn)則名稱、指標(biāo)名稱及指標(biāo)的量化公式如下頁表1 所示。

表1 指標(biāo)體系表

整體來看，所建立的二級(jí)維修指標(biāo)體系全面反映了維修單位對(duì)新艦維修能力的各個(gè)評(píng)價(jià)維度，指標(biāo)貼合維修工作實(shí)踐，客觀性指標(biāo)與主觀性指標(biāo)協(xié)調(diào)平衡，能夠較好地對(duì)維修單位艦船維修能力進(jìn)行評(píng)估。

3 算例分析

3.1 建立網(wǎng)絡(luò)層

設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，邀請(qǐng)10 名專家對(duì)照評(píng)價(jià)體系填寫問卷，問卷樣式與統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2 所示。

根據(jù)表2 將二級(jí)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系在Super Decision 軟件中建立起來，指標(biāo)關(guān)聯(lián)關(guān)系建立后，軟件自動(dòng)產(chǎn)生一級(jí)指標(biāo)集之間的關(guān)聯(lián)影響箭頭，如圖3 所示。

圖3 6 個(gè)指標(biāo)集之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

3.2 錄入網(wǎng)絡(luò)層元素間的影響程度

在軟件中逐個(gè)錄入表2 中第1 列被影響指標(biāo)的被影響程度，如圖4 所示。

圖4 在M1 中以M11 為標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)指標(biāo)之間的重要程度錄入圖（Super Decision 軟件）

以M11“人員專業(yè)”指標(biāo)的關(guān)聯(lián)情況錄入為例，圖4 中錄入了“人員專業(yè)”在M1“人力資源”指標(biāo)集中的被影響情況。如表2 所示，經(jīng)專家評(píng)估，“人員數(shù)量”對(duì)“人員專業(yè)”的影響程度為2.75，“工齡配比”對(duì)“人員專業(yè)”的影響程度為1.7，“人員技能”對(duì)“人員專業(yè)”的影響程度為4.66，“人員出勤”對(duì)其無影響。因而，對(duì)于“人員專業(yè)”來說，“人員數(shù)量”的重要程度是“工齡配比”的1.62 倍（2.75/1.7）；“人員技能”的重要程度是“人員數(shù)量”的1.69 倍（4.66/2.75），是“工齡配比”的2.74 倍（4.66/1.7），如圖4 所示。

表2 網(wǎng)絡(luò)層各元素見互相影響的程度值表

同時(shí)，軟件自動(dòng)計(jì)算了該判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)系數(shù)，當(dāng)一致性檢驗(yàn)系數(shù)小于0.1 時(shí)，該判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)結(jié)果可以被接受。

如圖5 所示，本次錄入的數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)系數(shù)為0.000，遠(yuǎn)小于0.1，此結(jié)果可接受。另外可以看出，對(duì)于“人員專業(yè)”指標(biāo)，在M1“人力資源”指標(biāo)集內(nèi)，影響它的3 個(gè)指標(biāo)的影響權(quán)重分別為0.3、0.19與0.51，“人員技能”的影響程度最大。

圖5 一致性檢驗(yàn)結(jié)果（Super Decision 軟件）

下一步同理，錄入其他5 個(gè)指標(biāo)集中的二級(jí)指標(biāo)對(duì)M11“人員專業(yè)”指標(biāo)的影響重要程度，表3 中第1 列M11的統(tǒng)計(jì)信息錄入完畢。

再根據(jù)相同的計(jì)算與操作方法，錄入表3 第1列指標(biāo)中其他17 個(gè)指標(biāo)的被影響信息，此時(shí)，所有的統(tǒng)計(jì)信息錄入完畢，可以進(jìn)行下一步操作。

將表2 中的所有統(tǒng)計(jì)信息在Super Decision 軟件中錄入完畢后，便可以利用軟件開始計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如下頁圖6 所示。

圖6 中，左側(cè)第1 列數(shù)據(jù)為18 個(gè)二級(jí)指標(biāo)名稱，第2 列數(shù)據(jù)為18 個(gè)指標(biāo)在6 個(gè)指標(biāo)集中的集內(nèi)權(quán)重，第3 列數(shù)據(jù)為18 個(gè)指標(biāo)在整個(gè)指標(biāo)體系中的權(quán)重，中間為體系權(quán)重的可視化條形圖。將圖6中的指標(biāo)權(quán)重信息整理后如表3 所示。

表3 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果表

圖6 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果（Super Decision 軟件）

從計(jì)算結(jié)果來看，無論是6 個(gè)一級(jí)指標(biāo)還是18個(gè)二級(jí)指標(biāo)，權(quán)重都比較均勻，符合調(diào)研中專家的意見態(tài)度。且本文所構(gòu)建的所有指標(biāo)，都對(duì)新型艦船維修能力有一定的影響。

經(jīng)過計(jì)算，對(duì)新型艦船維修能力影響權(quán)重較大的一級(jí)指標(biāo)集為“人力資源”（0.347 9）與“監(jiān)測機(jī)動(dòng)”（0.287 5），說明艦船修理機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)更加重視維修人員的培訓(xùn)與素質(zhì)，重視維修人力資源與物力資源的協(xié)調(diào)融合與故障監(jiān)測?？傮w來看，相較于維修工具、備件和地點(diǎn)等硬指標(biāo)，人力資源與維修團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)管理能力等軟指標(biāo)對(duì)維修機(jī)構(gòu)整體維修能力的評(píng)價(jià)更為重要，與部隊(duì)在衡量自身修理能力及部隊(duì)在選擇艦船維修合同商時(shí)的實(shí)際考慮相符。

綜合計(jì)算結(jié)果來看，借助于Super Decision 軟件的網(wǎng)絡(luò)分析法，客觀反映了維修專家對(duì)于艦船維修能力評(píng)價(jià)因素權(quán)重判斷的情況，應(yīng)用效果良好。

4 結(jié)論

根據(jù)本文所選案例的計(jì)算結(jié)果與分析，得到以下結(jié)論。

1）與傳統(tǒng)的層次分析法相比，借助于Super Decision 軟件的網(wǎng)絡(luò)分析法，克服了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建中不可避免出現(xiàn)的各影響因素之間相互作用與反饋的相容性，得出能客觀反映專家意見的評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重。

2）網(wǎng)絡(luò)分析法作為良好的主觀性影響因素權(quán)重確定分析方法，目前，由于計(jì)算過程復(fù)雜困難，在學(xué)術(shù)應(yīng)用范圍上沒有簡單易操作的層次分析法廣闊，但隨著Super Decision 軟件的普及推廣，今后會(huì)有越來越多的研究學(xué)者使用網(wǎng)絡(luò)分析法。

3）對(duì)比灰色關(guān)聯(lián)法、投影等其他解決指標(biāo)之間內(nèi)生性、相容性的指標(biāo)融合方法，網(wǎng)絡(luò)分析法不受指標(biāo)樣本賦值變動(dòng)的影響，計(jì)算得出的指標(biāo)權(quán)重更加穩(wěn)定，后續(xù)所得出的目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性更強(qiáng)。且借助于Super Decision 軟件的網(wǎng)絡(luò)分析法比其他帶灰度的指標(biāo)融合方法在計(jì)算上更加簡單，操作性更強(qiáng)，在評(píng)價(jià)實(shí)踐中簡單易學(xué)，評(píng)價(jià)結(jié)果符合實(shí)際，具有良好的應(yīng)用前景。