基于模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的戰(zhàn)傷飛機(jī)再次出動(dòng)決策可用度模型

王 赟,齊 樂,溫國誼

(空軍工程大學(xué) 航空機(jī)務(wù)士官學(xué)校， 河南 信陽 464000)

1 引言

戰(zhàn)傷飛機(jī)進(jìn)行應(yīng)急搶修對(duì)于彌補(bǔ)戰(zhàn)爭(zhēng)損耗，補(bǔ)充戰(zhàn)斗實(shí)力，滿足作戰(zhàn)任務(wù)需要等方面具有決定性意義。在實(shí)際工作中，應(yīng)急搶修前通常要求先評(píng)估戰(zhàn)傷飛機(jī)對(duì)于當(dāng)前特定作戰(zhàn)任務(wù)，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度，即戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度，以此來輔助決策后續(xù)如何高效地開展搶修工作。因此研究戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度模型，對(duì)于指導(dǎo)搶修工作合理開展、提升戰(zhàn)傷飛機(jī)任務(wù)完成率具有非常重要的意義。

可用度的概念最早由美國電子設(shè)備可靠性咨詢組(AGREE)在1956年發(fā)表的《軍用電子設(shè)備可靠性》中提出，伴隨著美軍將飛機(jī)可用度作為衡量軍用飛機(jī)作戰(zhàn)性能的關(guān)鍵參數(shù)，飛機(jī)可用度愈發(fā)受到重視，為此，美軍先后提出了戰(zhàn)斗機(jī)和預(yù)警機(jī)可用度分析模型、以可用度為中心的NAVSEA Tiger分析模型及機(jī)動(dòng)飛機(jī)可用度預(yù)測(cè)模型等多種可用度模型，以此幫助作戰(zhàn)人員精準(zhǔn)掌握武器裝備的可使用狀態(tài)，同時(shí)在2020年9月，美軍發(fā)布了最新的飛機(jī)可用度提升計(jì)劃(Aircraft availability improvement plans,AAIP)，旨在實(shí)現(xiàn)美軍eLog21目標(biāo)，提升20%飛機(jī)可用度，并且降低10%飛機(jī)全壽命周期費(fèi)用。除了美軍之外，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)系統(tǒng)可用度同樣開展了大量研究，文獻(xiàn)[8]針對(duì)美軍指揮官對(duì)KC-135R空中加油及空運(yùn)的需求，利用歷史飛機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)和飛行指標(biāo)對(duì)飛機(jī)可用度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并驗(yàn)證了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)飛機(jī)可用度；文獻(xiàn)[9]針對(duì)當(dāng)前可修復(fù)系統(tǒng)的平均可用度計(jì)算必須受局限于一些特殊情況的問題，采用離散化時(shí)間變量的方法，計(jì)算了更為普遍情況下的極限平均可用度；文獻(xiàn)[10]針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中不同組件的重要性不同，提出一種可用性度量分析方法，以確定對(duì)系統(tǒng)性能改進(jìn)更重要或?qū)ο到y(tǒng)故障/修復(fù)環(huán)節(jié)更關(guān)鍵的組件；文獻(xiàn)[11]針對(duì)復(fù)雜可修裝備群穩(wěn)態(tài)可用度解析計(jì)算困難的問題，提出一種通過構(gòu)建多個(gè)相關(guān)連續(xù)時(shí)間馬爾科夫鏈來求解穩(wěn)態(tài)可用度的方法；文獻(xiàn)[12]基于修理延遲下單部件三狀態(tài)可修系統(tǒng)的更新模型，提出了帶有故障小修的三狀態(tài)更新模型，從而使得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可用度得以提升；文獻(xiàn)[13]基于作戰(zhàn)任務(wù)和飛機(jī)技術(shù)狀態(tài)構(gòu)建了隨機(jī)維修網(wǎng)絡(luò)，在計(jì)算過程中設(shè)計(jì)了一種新方法，不僅能夠提高瞬時(shí)可用度的計(jì)算效率，而且可以較好地反映任務(wù)準(zhǔn)備期內(nèi)裝備瞬時(shí)可用度的波動(dòng)規(guī)律。

以上這些研究大多是針對(duì)不同分布條件下如何提升系統(tǒng)瞬時(shí)可用度、穩(wěn)態(tài)可用度及平均可用度計(jì)算效率的研究，或是對(duì)如何提高或預(yù)測(cè)系統(tǒng)可用度參數(shù)進(jìn)行了研究，而對(duì)于如何基于具體任務(wù)有針對(duì)性地評(píng)定戰(zhàn)傷裝備的狀態(tài)以及在此基礎(chǔ)上科學(xué)評(píng)估戰(zhàn)傷裝備執(zhí)行任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)程度用于風(fēng)險(xiǎn)決策的相關(guān)方法仍少見報(bào)道。在此方面，一些學(xué)者從方法上做出了有實(shí)際意義的嘗試，但對(duì)象上僅限于單個(gè)系統(tǒng)，并未有效針對(duì)最小作戰(zhàn)單位即一架飛機(jī)做出有效的研究成果。然而在錯(cuò)綜復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境中，空軍更加關(guān)注的是作戰(zhàn)飛機(jī)在戰(zhàn)傷狀態(tài)下執(zhí)行當(dāng)前關(guān)鍵任務(wù)的評(píng)估結(jié)果，以方便一線指揮員依據(jù)評(píng)估結(jié)果快速、有根據(jù)地做出科學(xué)的出動(dòng)決策，降低經(jīng)驗(yàn)決策給任務(wù)完成和裝備使用及維修帶來的巨大不確定性。

針對(duì)上述問題，本研究從實(shí)際決策需求出發(fā)，結(jié)合戰(zhàn)傷搶修面向任務(wù)的基本功能項(xiàng)目分析構(gòu)建了整機(jī)可用度模型；借鑒模糊風(fēng)險(xiǎn)理論，將戰(zhàn)傷科學(xué)評(píng)估輸出作為模糊評(píng)價(jià)輸入，使綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)融合了飛機(jī)各層級(jí)部件的真實(shí)狀態(tài)信息，以減少以此為依據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)決策的不確定性，提高戰(zhàn)場(chǎng)決策的準(zhǔn)確度。

2 戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度模型

一方面，新的可用度模型需要能夠表征戰(zhàn)傷飛機(jī)當(dāng)下的狀態(tài)，即描述戰(zhàn)傷飛機(jī)對(duì)于當(dāng)前作戰(zhàn)任務(wù)的可用程度，即模型需要包含戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用程度；另一方面，若戰(zhàn)傷飛機(jī)能夠勝任當(dāng)前任務(wù)，但這并不代表當(dāng)前戰(zhàn)傷飛機(jī)沒有任何危險(xiǎn)因素，故新的可用度模型還需對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)各層級(jí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，給出執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)程度，即模型需要包含戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度。因此，本文提出的戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度模型包含戰(zhàn)時(shí)可用程度和戰(zhàn)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度兩方面內(nèi)容。

2.1 戰(zhàn)時(shí)可用程度

飛機(jī)整機(jī)任務(wù)可用性度量依賴于具體的飛機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，而飛機(jī)地面維護(hù)是以外場(chǎng)可更換單元為基本的檢測(cè)單元來判斷戰(zhàn)損和可用、可修理程度，因此必須找到一種以此為基礎(chǔ)且能夠囊括整機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可用程度傳導(dǎo)遞推方式，才能將整機(jī)可用度評(píng)價(jià)建立在測(cè)量和推理的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)之上。為了解決這個(gè)問題，首先要解決有效數(shù)學(xué)模型的問題?？紤]飛機(jī)機(jī)件之間的連接關(guān)系可以很好的用串并聯(lián)關(guān)系表示，且每個(gè)飛機(jī)部件任務(wù)可用性判據(jù)分為3個(gè)類別“需要、不需要和降級(jí)”，需要和不需要是2個(gè)離散的狀態(tài)，而降級(jí)則可以視為是一個(gè)定量判斷的連續(xù)狀態(tài)。因此，為了將問題簡(jiǎn)化便于數(shù)學(xué)處理，針對(duì)最基礎(chǔ)級(jí)使用1和0描述其功能是否失效，而對(duì)于其他層級(jí)使用0、0、1、1四種離散狀態(tài)描述不可用、可串件、任務(wù)可用和全任務(wù)4種狀態(tài)。由此便在飛機(jī)戰(zhàn)傷評(píng)估的部分結(jié)論上實(shí)現(xiàn)了整機(jī)任務(wù)可用程度的離散狀態(tài)建模，解決了戰(zhàn)傷飛機(jī)再次出動(dòng)決策中是否可以完成作戰(zhàn)任務(wù)的問題。

軍用飛機(jī)一般分為組件級(jí)、部件級(jí)、分系統(tǒng)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和全機(jī)級(jí)5級(jí)，因此戰(zhàn)傷飛機(jī)可用程度也可依次分為組件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度、部件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度、分系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度、系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度和全機(jī)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度5級(jí)。

組件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度

對(duì)最基礎(chǔ)級(jí)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，假定組件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度一般有2種狀態(tài)：若其功能有效，則定義其組件戰(zhàn)時(shí)可用程度為1；若其功能失效，則定義其組件戰(zhàn)時(shí)可用程度為0。組件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度如式(1)所示：

(1)

部件級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度

(2)

分系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度

同理，分系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度如式(3)所示：

(3)

系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度

同理，系統(tǒng)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度如式(4)所示：

(4)

全機(jī)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度

同理，全機(jī)級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度如式(5)所示：

(5)

對(duì)于一架軍用飛機(jī)而言，若其戰(zhàn)時(shí)可用程度為0，則表明它所有功能系統(tǒng)都失效，不能完成當(dāng)前特定任務(wù)；若為0，則表明它雖然不能完成當(dāng)前特定任務(wù)，但部分功能系統(tǒng)有效，后續(xù)可用于串件；若為1，則表明它能夠完成當(dāng)前特定任務(wù)，但仍然存在部分功能系統(tǒng)失效；若為1，則當(dāng)前飛機(jī)為全任務(wù)狀態(tài)。

2.2 戰(zhàn)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度

戰(zhàn)傷飛機(jī)各層級(jí)的戰(zhàn)時(shí)可用程度若為1，則表明戰(zhàn)傷飛機(jī)各層級(jí)可完成當(dāng)前指派的任務(wù)，但對(duì)于指揮員而言，要想對(duì)非全任務(wù)狀態(tài)的飛機(jī)做出再次出動(dòng)的決策，僅僅掌握完成任務(wù)可用程度是不夠的，還需要掌握任務(wù)執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)的大小，這和“病人即將進(jìn)行手術(shù)，醫(yī)生不僅需要告訴病人家屬手術(shù)是可行的，還有義務(wù)告知家屬手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)程度”是同樣的道理。同時(shí)若各層級(jí)戰(zhàn)時(shí)可用程度若為1，則表明飛機(jī)各層級(jí)是全任務(wù)狀態(tài)，但由于組件在使用過程中會(huì)發(fā)生性能退化，因此也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，只不過此時(shí)飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)程度降到最低。因此戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度量模型不僅需要包含戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用程度，還需要包含戰(zhàn)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估的過程，主要從危險(xiǎn)的2個(gè)方面展開：危險(xiǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿实目赡苄砸约皫頁p失的嚴(yán)酷度。人們通常對(duì)于概念的認(rèn)知存在模糊性，導(dǎo)致很難對(duì)危險(xiǎn)事件發(fā)生的概率及其影響給出明確的量化判斷，文獻(xiàn)[24]提出一種基于模糊理論的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，運(yùn)用層次分析理論中的成對(duì)比較方式來確定嚴(yán)酷度和可能性對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的影響權(quán)重，本文采用基于模糊理論的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)戰(zhàn)傷可用飛機(jī)各層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終得出戰(zhàn)傷可用飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)率。

由于飛機(jī)外場(chǎng)修理以最小可更換單元為基本單位，而最小可更換單元屬于部件級(jí)，因此戰(zhàn)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度考慮由部件級(jí)構(gòu)成的的分系統(tǒng)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)及全機(jī)級(jí)3個(gè)層級(jí)，具體分析步驟如下：

1) 計(jì)算戰(zhàn)傷可用飛機(jī)分系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

① 確定戰(zhàn)傷可用飛機(jī)分系統(tǒng)的模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣，將可能性和嚴(yán)酷度置于同一尺度下分析

基于模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣的構(gòu)建方法，本文針對(duì)戰(zhàn)傷可用飛機(jī)分系統(tǒng)級(jí)的危險(xiǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿实目赡苄院蛶頁p失的嚴(yán)酷度進(jìn)行分析，得出飛機(jī)分系統(tǒng)級(jí)使用的模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣元素見表1。在此基礎(chǔ)上確定了風(fēng)險(xiǎn)的5個(gè)基準(zhǔn)值，如表1所示。

表1 模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣元素和風(fēng)險(xiǎn)水平Table 1 Fuzzy risk assessment matrix and risk levels

② 采用AHP理論中的成對(duì)比較方式確定可能性和嚴(yán)酷度相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重

根據(jù)AHP理論因素對(duì)比過程中的9個(gè)標(biāo)度等級(jí)，結(jié)合戰(zhàn)傷檢測(cè)和戰(zhàn)傷評(píng)估結(jié)果，按照成對(duì)比較的方式，構(gòu)建對(duì)比矩陣：

式中:和是它們與自身的對(duì)比，==1；是可能性與嚴(yán)酷度對(duì)比的標(biāo)度；是嚴(yán)酷度與可能性對(duì)比的標(biāo)度，=1。構(gòu)建對(duì)比矩陣后，按照下列公式計(jì)算可能性和嚴(yán)酷度相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的影響權(quán)重：

其中,和分別代表可能性和嚴(yán)酷度相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的影響權(quán)重。

③ 依據(jù)模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣，對(duì)危險(xiǎn)的可能性和嚴(yán)酷度進(jìn)行評(píng)價(jià)

(6)

式中和分別是可能性和嚴(yán)酷度的模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣。

④ 通過步驟②確定的權(quán)重，在初始評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上計(jì)算模糊風(fēng)險(xiǎn)

通過式(7)結(jié)合綜合評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算模糊風(fēng)險(xiǎn)：

(7)

⑤ 將模糊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行去模糊化，得出風(fēng)險(xiǎn)值

(8)

其中=(,,,)是梯形模糊數(shù)。

⑥ 利用風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算分系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

利用式(9)結(jié)合去模糊化后的風(fēng)險(xiǎn)值，計(jì)算分系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

(9)

其中和分別是非常高風(fēng)險(xiǎn)值的模糊風(fēng)險(xiǎn)和非常低風(fēng)險(xiǎn)值的模糊風(fēng)險(xiǎn)去模糊化的風(fēng)險(xiǎn)值。

2) 計(jì)算戰(zhàn)傷可用飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

一般情況下任何一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)都可以轉(zhuǎn)化成等價(jià)的串、并聯(lián)系統(tǒng)。根據(jù)軍用飛機(jī)層次劃分，軍用飛機(jī)可視為多個(gè)串、并聯(lián)系統(tǒng)組成，簡(jiǎn)化后如圖1所示。

從區(qū)塊整體壓裂統(tǒng)計(jì)分析：濱660塊大型壓裂單井壓后日產(chǎn)量較常規(guī)壓裂有明顯提高；典型單井對(duì)比表明大型壓裂增油效果顯著，但由于采油速度較快，地層能量下降較快，表現(xiàn)為遞減趨勢(shì)較為明顯，應(yīng)加強(qiáng)能量補(bǔ)充措施。

圖1 軍用飛機(jī)串并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 Schematic diagram of series-parallel system of military aircraft

若各部件之間有串并聯(lián)關(guān)系，則可以等效為串、并聯(lián)系統(tǒng)；若各部件之間無任何關(guān)聯(lián)，則取各部件中風(fēng)險(xiǎn)率最大的作為系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率。因此,通過式(10)和式(11)計(jì)算系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率：

(10)

=max{1,2,…,}

(11)

式中：為系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率；1,2,…,為系統(tǒng)中各無關(guān)聯(lián)等效分系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率。

3) 計(jì)算戰(zhàn)傷可用飛機(jī)全機(jī)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

若各系統(tǒng)之間有串并聯(lián)關(guān)系，則可以等效為串、并聯(lián)系統(tǒng)；若各系統(tǒng)之間無任何關(guān)聯(lián)，則取各系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)率最大的作為全機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)率。因此通過式(12)和式(13)計(jì)算全機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)率：

(12)

=max{1,2,…,}

(13)

式中：為全機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)率；1,2,…，為全機(jī)中各無關(guān)聯(lián)等效系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率。

2.3 戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用度

由于飛機(jī)作戰(zhàn)任務(wù)完成和裝備使用維護(hù)以最小可更換單元為基本單位，屬于部件級(jí)。因此，通過以下步驟對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)分系統(tǒng)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)及全機(jī)級(jí)的戰(zhàn)時(shí)可用進(jìn)行分析，具體分析流程見圖2：

圖2 戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用度分析流程框圖Fig.2 Wartime availability analysis process of war wounded aircraft

1) 接收指揮部對(duì)此架戰(zhàn)傷飛機(jī)指派的任務(wù)；

2) 對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)進(jìn)行檢測(cè)及評(píng)估，反饋部件狀態(tài)；

3) 調(diào)用當(dāng)前機(jī)型的戰(zhàn)時(shí)可用度準(zhǔn)則庫(準(zhǔn)則庫樣式見表2)，確定完成指派任務(wù)所必需的部件：

表2 軍用飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用度準(zhǔn)則庫樣式Table 2 Military aircraft wartime availability criteria library style

① “損傷模式”依據(jù)LRU實(shí)際情況從“松脫、表面損傷、變形、損毀、斷路”等模式中選?。?/p>

② “搶修措施”從“延遲修理、原位修復(fù)、更換、外場(chǎng)不可修復(fù)”等措施中選?。?/p>

③ “修后使用限制” 從“全壽、僅當(dāng)次飛行、禁飛”等限制中選取；

④ “是否為當(dāng)前任務(wù)必需部件”根據(jù)LRU對(duì)于當(dāng)前任務(wù)的需求來確定是否必需。

4) 對(duì)某一分系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用程度進(jìn)行分析；

5) 若分系統(tǒng)戰(zhàn)時(shí)可用，對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，否則風(fēng)險(xiǎn)率置為0；

6) 得出戰(zhàn)傷飛機(jī)分系統(tǒng)對(duì)于指派任務(wù)的戰(zhàn)時(shí)可用度；

7) 分析分系統(tǒng)戰(zhàn)時(shí)可用度后同理得出飛機(jī)系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用度；

8) 分析系統(tǒng)戰(zhàn)時(shí)可用度后同理得出飛機(jī)整機(jī)的戰(zhàn)時(shí)可用度。

通過戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用度分析流程可知，戰(zhàn)時(shí)可用度表達(dá)式如式(14)：

(14)

式中：表示戰(zhàn)時(shí)可用度；為戰(zhàn)時(shí)可用程度；為風(fēng)險(xiǎn)率。

3 案例分析

3.1 情景描述

某型軍用飛機(jī)經(jīng)歷一次戰(zhàn)役后帶傷返航，落地后指揮部要求其6 h后進(jìn)行空空格斗任務(wù)，現(xiàn)需評(píng)估其戰(zhàn)時(shí)可用度，用于再次出動(dòng)決策支持。

3.2 戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度量模型

按照建立戰(zhàn)傷飛機(jī)可用度量模型的步驟：

1) 明確指揮部對(duì)此架戰(zhàn)傷飛機(jī)指派的任務(wù)為空空格斗任務(wù)；

2) 對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估，得出各部件(LRU)當(dāng)前狀況見表3(以武器系統(tǒng)為例)；

表3 武器系統(tǒng)各部件(LRU)狀況Table 3 Weapon system component (LRU) status

3) 調(diào)用戰(zhàn)時(shí)可用度準(zhǔn)則庫，確定完成空空格斗任務(wù)下武器系統(tǒng)所必須的LRU見表4；

表4 空空格斗任務(wù)下武器系統(tǒng)所必需的LRUTable 4 The LRUs necessary for the weapon system in the air combat mission

4) 以武器系統(tǒng)外掛物管理分系統(tǒng)為例，按照飛機(jī)5層級(jí)可用程度評(píng)價(jià)模型體系，對(duì)其戰(zhàn)時(shí)可用程度進(jìn)行分析，得出結(jié)果為1；

5) 對(duì)武器系統(tǒng)外掛物管理分系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：

① 確定可能性和嚴(yán)酷度相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重

嚴(yán)格根據(jù)戰(zhàn)傷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及評(píng)估結(jié)果分析后確定可能性和嚴(yán)酷度相對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重，建立對(duì)比矩陣，見表5。

表5 可能性和嚴(yán)酷度的成對(duì)比較矩陣和影響權(quán)重Table 5 Pairwise comparison matrix and impact weights for likelihood and severity

② 對(duì)危險(xiǎn)的可能性和嚴(yán)酷度進(jìn)行評(píng)價(jià)

嚴(yán)格依據(jù)軍用飛機(jī)戰(zhàn)傷檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)輸出的結(jié)果，結(jié)合模糊風(fēng)險(xiǎn)矩陣對(duì)當(dāng)前危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出初始評(píng)價(jià)結(jié)果，見表6和表7。

表6 可能性的初始評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 Initial evaluation of likelihood

表7 嚴(yán)酷度的初始評(píng)價(jià)結(jié)果Table 7 Initial assessment of severity

③ 在初始評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值

將可能性初始評(píng)價(jià)結(jié)果記作向量形式(0,0.8,0.2,0,0)，同樣的將嚴(yán)酷度的初始評(píng)價(jià)結(jié)果記作向量形式(0.1,0.6,0.3,0,0)，通過式(6)和式(7)得出可能性和嚴(yán)酷度的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，如表8所示，可用看出武器系統(tǒng)外掛物管理分系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)是在低和中等之間。

表8 評(píng)價(jià)結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)值Table 8 Evaluation results and value at risk

④ 將模糊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行去模糊化，得出風(fēng)險(xiǎn)值

利用式(8)對(duì)模糊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行去模糊化：

⑤ 利用風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算分系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)率

通過式(8)計(jì)算和分別為0.667和8.833，再利用式(9)結(jié)合去模糊化后的風(fēng)險(xiǎn)值，計(jì)算武器系統(tǒng)外掛物管理分系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率：

6) 得出武器系統(tǒng)外掛物管理分系統(tǒng)對(duì)于指派任務(wù)的戰(zhàn)時(shí)可用度為(1,28.36%)，同理得出武器系統(tǒng)各分系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用度，見表9；利用式(10)和式(11)計(jì)算得出飛機(jī)各系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用度，見表10，最后用式(12)和式(13)得出飛機(jī)整機(jī)的戰(zhàn)時(shí)可用度為(1，38.92%)。

表9 武器系統(tǒng)各分系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用度Table 9 Wartime availability of weapon system subsystems

表10 飛機(jī)各系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)可用度Table 10 Wartime availability of aircraft systems

由以上實(shí)例分析可知，通過現(xiàn)場(chǎng)戰(zhàn)傷檢測(cè)與評(píng)估，利用本文提出的可用度模型，決策者可以清晰判斷出當(dāng)前飛機(jī)的任務(wù)可用程度情況；通過戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估信息基礎(chǔ)上的模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以得到戰(zhàn)傷飛機(jī)執(zhí)行該項(xiàng)任務(wù)的量化風(fēng)險(xiǎn)度量值，該度量值綜合了全機(jī)各相關(guān)部件的戰(zhàn)傷評(píng)估信息以及當(dāng)前任務(wù)可用程度分析，將當(dāng)前分析結(jié)果用于再次出動(dòng)輔助決策，置信度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估決策，是真正的風(fēng)險(xiǎn)量化分析。

4 結(jié)論

提出可用程度4狀態(tài)離散數(shù)學(xué)表示法，構(gòu)建飛機(jī)5層級(jí)可用程度評(píng)價(jià)體系，解決了從外場(chǎng)可更換單元到整機(jī)，從檢測(cè)結(jié)果到科學(xué)出動(dòng)的決策邏輯問題。采用模糊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，充分利用戰(zhàn)傷檢測(cè)、評(píng)估結(jié)論，計(jì)算出各層級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)率，構(gòu)建了戰(zhàn)傷飛機(jī)戰(zhàn)時(shí)可用度模型，便于指揮員依據(jù)任務(wù)全局做出最佳出動(dòng)決策。

同時(shí)也需要指出，用以產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估輸入的戰(zhàn)斗損傷評(píng)估輸出結(jié)論帶有經(jīng)驗(yàn)成分，增加了最終獲取風(fēng)險(xiǎn)率的不確定性，后續(xù)的研究工作將著力減小戰(zhàn)傷評(píng)估的不確定性，進(jìn)一步提高本模型對(duì)出動(dòng)決策支持的置信度。