基于AHP和模糊綜合評價法的裝備維修保障資源點選址方案評價

祝東攀，曹繼平

(火箭軍工程大學 作戰(zhàn)保障學院，陜西 西安 710025)

信息化條件下的戰(zhàn)爭,具有突發(fā)性強、作戰(zhàn)節(jié)奏快、戰(zhàn)場形勢變化迅速等特點。時間是贏得戰(zhàn)爭的關鍵因素,而裝備維修保障點的科學選址,能夠滿足裝備及時維修的需要[1-2],保證損傷裝備及時“再生”、促使裝備作戰(zhàn)能力及時恢復。維修保障資源是裝備維修保障能力的重要支撐[3],為向部隊提供強有力保障,任務準備階段,決策者通常會以主要任務方向為保障重點,對保障需求進行預測,并在任務區(qū)域內(nèi)預先部署一定數(shù)量的維修保障資源點和配置一定數(shù)量的維修資源,以便盡可能的在作戰(zhàn)過程中縮短保障時間。因此,裝備維修保障資源點的選址位置是否合理直接關系著裝備維修保障力量能否在規(guī)定時間范圍內(nèi)為作戰(zhàn)單位提供保障以及所提供保障服務水平和效率高低是否滿足要求等一系列問題,直接影響著維修保障力量對作戰(zhàn)單位保障需求的響應能力。

保障點選址問題相關理論背景涉及戰(zhàn)場搶修、應急管理、搶險救災和物流配送等領域。蒲爽等[4]在分析運輸距離、時間、成本3個關鍵因素對野營裝備物資布局影響的基礎上,引入多目標規(guī)劃理論,從優(yōu)化保障點任務、調(diào)整儲備點品種和容量、新建保障點等方面入手,對儲備布局模型進行優(yōu)化,為提高野營物資儲備經(jīng)濟效益,解決布局矛盾提供了一種思路;王亞陽等[5]針對礦區(qū)突發(fā)事件應急救援問題,在綜合考慮成本以及效率的基礎上提出了煤礦應急救援站點的選址優(yōu)化方案;張剛[6]在重點對城市火災風險因素的空間分析基礎上,運用層次分析法對各消防區(qū)塊的消防需求進行評估,為消防站選址和資源配置提供相對準確的依據(jù);謝楓等[7]以物流理論為基礎,運用運籌學的知識和方法,建立了戰(zhàn)備儲備布局優(yōu)化評價模型,為車輛裝備維修器材戰(zhàn)備儲備布局優(yōu)化問題提供了一種解決辦法。這些理論研究均為戰(zhàn)時裝備維修保障資源點選址提供了一定理論參考,但戰(zhàn)時維修保障資源點選址受安全性、自然環(huán)境、交通條件、保障距離等多方面因素的影響,且不同影響因素之間關系復雜,難以量化,以上研究對戰(zhàn)時維修保障資源點的選址應用具有一定局限性。層次分析法可以將具有影響的因素分類處理[8],模糊綜合評價法可以解決影響因素難以量化的問題,筆者采用層次分析法和模糊評價相結合的方法,通過建立相應評價指標體系對維修保障資源點選址方案進行評價,從而為決策者提供參考。

1 維修保障資源點選址問題分析

在遂行作戰(zhàn)任務保障時,裝備維修保障資源點的預先部署是保障工作的重要內(nèi)容,維修保障資源點部署在哪和部署位置是否合理,直接影響著戰(zhàn)時部隊維修保障能力,因此裝備維修保障資源點選址問題主要是解決裝備維修保障資源“部署在哪”和“部署位置是否合理”的問題。

1.1 維修保障資源點選址的目標

影響裝備維修保障資源點選址的因素有很多,比如選址位置是否安全、周邊自然環(huán)境、交通條件、保障距離等,其中任意一個因素都會對選址造成不同程度的影響,維修保障資源點的選址的目標就是盡可能考慮到這些因素的影響,尋找出一個各方面條件都比較好的位置,以滿足戰(zhàn)場裝備保障的需求。

1.2 維修保障資源點選址原則

1)安全原則。維修保障資源點是任務中實現(xiàn)裝備維修保障能力的重要保證,因此選址的安全性不容忽視。一是要考慮自然環(huán)境,選址的位置不能是易發(fā)生地震、洪澇等自然災害的區(qū)域;二是要綜合地形、地貌等特點考慮隱蔽性,維修保障資源點是敵方偵察和打擊的對象,選址的位置是否易于隱蔽,直接影響著戰(zhàn)時生存。

2)易達性原則。維修保障資源點的選址位置應盡可能處于交通便利的地方,以保證能夠將維修資源盡快送達目的地。

3)充分性原則。維修保障直接面對的是任務需求,因此無論在什么狀態(tài)下,都應以需求為導向,即要求維修保障資源點的選址能夠使覆蓋、輻射的任務區(qū)域盡可能最大化,確保能夠滿足部隊對資源需求種類,數(shù)量和時間等方面的要求。

4)戰(zhàn)略性原則。維修保障資源點的選址應具有戰(zhàn)略眼光。良好的維修保障資源點選址方案,不僅滿足當前任務的保障需求,同時還符合整體優(yōu)化的原則,在選址時不僅要考慮當前的實際需要,也要考慮未來戰(zhàn)局的走向所帶來的潛在需求。

1.3 維修保障資源點選址實施步驟

1.3.1 制定保障目標

在進行決策前,首先要明確遂行戰(zhàn)場保障的任務目標。在針對作戰(zhàn)任務進行維修保障資源點選址時,上級意圖對于作戰(zhàn)的目標、規(guī)模、強度都具有根本性的影響,針對不同的作戰(zhàn)目標,部隊作戰(zhàn)方式不同,保障任務的目標不同。

1.3.2 預計保障需求

依據(jù)作戰(zhàn)計劃、作戰(zhàn)部隊部署安排、任務目標、戰(zhàn)場保障要求、以往作戰(zhàn)經(jīng)驗、保障模式、保障方式等進行需求預測。預測內(nèi)容包括需求點的位置分布情況,保障區(qū)域的范圍,資源需求的種類、數(shù)量,維修保障中需求點的重要性,以及時間要求等內(nèi)容。

1.3.3 確定初始選址方案

對上述資料進行整理分析,分析保障區(qū)域安全、環(huán)境、道路交通,初步確定保障點選址范圍,形成初始選址方案。

1.3.4 建立評價指標體系

結合戰(zhàn)時裝備維修保障特征,綜合考慮分析維修保障資源點選址的影響因素,建立選址方案評價指標體系,并確定評價方案。

1.3.5 結果評價

根據(jù)所確定的選址評價指標體系和評價方法對初始選址方案進行評價,看其是否具有現(xiàn)實意義及可行性,以供決策者權衡考慮,最終確定裝備維修保障資源點選址方案。

2 模型建立

2.1 選址方案評價指標體系建立原則

1)系統(tǒng)性。維修保障資源點選址的確定需要綜合考慮各種因素,不能根據(jù)某單一因素進行評價,應從系統(tǒng)角度出發(fā),做出全面、客觀的評價。

2)代表性。評價指標的選取應從現(xiàn)實角度出發(fā),與實際情況相符,所選取的指標要清晰明確,具有代表性,不會令人產(chǎn)生誤解和歧義。

3)可測性。在進行評價指標的選取時要考慮指標的可測性,即與評價指標相關的基礎資料是否易于獲取,并且含義明確,使評價人員能夠根據(jù)獲取的基礎資料對該指標做出清晰、客觀、準確的評價。

4)通用性。所建立的評價指標體系可為同類問題的解決提供參考,具備一定程度的通用性。

2.2 選址方案的影響因素

1)安全性。安全性是衡量維修保障資源點在戰(zhàn)時能否生存的重要指標。戰(zhàn)時維修保障資源點的安全威脅一方面主要來自地質災害等自然環(huán)境影響,另一方面主要來自敵方的偵察打擊。因此安全指標主要考慮由打擊威脅、偽裝防護、自然環(huán)境和周邊社情4個條件來衡量。

2)交通條件。能否將維修資源快速運往資源需求單位,是維修保障資源點運作的核心,而周邊交通狀況則是運輸?shù)年P鍵,交通條件的好壞主要考慮道路質量、道路數(shù)量和道路暢通情況三個因素。

3)保障環(huán)境。保障環(huán)境是指維修保障資源點周邊的環(huán)境因素,影響著維修保障資源點所能容納的資源量,保障人員能否在這里長期生活值守,以及保障實施的難易程度。筆者主要考慮地域條件、生活條件和自然障礙3個方面因素來衡量保障環(huán)境的好壞。

4)保障距離。保障距離指的是維修保障資源點所能夠覆蓋、輻射的任務區(qū)域,主要由最大保障距離、保障對象距離、實際保障半徑和要求保障半徑4個要素來衡量。

2.3 評價指標體系建立

根據(jù)維修保障資源點選址原則、選址目標及選址方案的影響因素分析,在深入研究分析和調(diào)研的基礎上,建立起兩級評價指標體系,其中目標層是裝備維修保障資源點選址方案合理性評價;中間層是4個一級指標;底層是4個一級指標對應的二級指標。假設A為所有評價指標因素組成的指標集,則A={A1,A2,A3,A4},A1、A2、A3、A4指4個一級指標因素,分別是安全性、交通條件、保障環(huán)境和保障距離;若每個Ai(i=1,2,3,4)由若干個二級指標組成,即Ai=(ai1,ai2,…,aim),m為Ai包含的二級指標的數(shù)目。所建立的評價指標體系結構圖如圖1所示。

2.4 指標因素權重的確定

在評價指標體系建立完成后,按照層次分析法的步驟,根據(jù)各指標因素的重要程度和屬性特征,并參考相關數(shù)據(jù)資料、調(diào)研情況和專家意見,通過各指標兩兩比較得到判斷矩陣,然后計算各指標的權重系數(shù)。

2.4.1 構造評價指標判斷矩陣

表1 評價指標重要性判斷標度

1)一級指標判斷矩陣:

2)二級指標判斷矩陣:

2.4.2 指標權重的計算

判斷矩陣的確定在一定程度上受專家的主觀因素和個人判斷能力影響,為使結果準確可信,應對判斷矩陣進行一致性檢驗[10]。根據(jù)一致性比例CR=CI/RI對各判斷矩陣的一致性進行檢驗,其中一致性指標CI=λmax·n/(n-1),n為判斷矩陣階數(shù),RI為平均一致性指標,當n=3時,查得RI=0.58,當n=4時,查得RI=0.9。當CR<0.1,則認為構造的判斷矩陣的一致程度可以接受,反之則不能被接受,需要重新構造判斷矩陣。對所有判斷矩陣一致性檢驗結果如表2所示。

表2 判斷矩陣一致性檢驗結果

由表2可知,各級指標因素的相對一致性指數(shù)CR都小于0.1,所以各指標權重的確定是合理的。

3 選址方案的綜合模糊評價

3.1 確定評語集

在維修保障資源點選址的綜合評價中,每個指標都反映了影響選址的某一方面特征,總評價結果體現(xiàn)了維修保障資源點選址結果對保障需求的滿意程度。因此設立評語集:

Vn={V1,V2,V3,V4}={完全滿意,滿意,一般,不滿意}。

3.2 對評價對象進行單因素評價

采用專家評分法對某一指標因素進行評價,假設對于某一個單一指標參與評價的專家人數(shù)M,以對該指標具有相同評語的專家數(shù)占參與評價專家總人數(shù)之比作為該指標在該評語上的模糊隸屬度,從而得到一級指標因素的評價矩陣Z和二級指標因素的評價矩陣Zi:

(1)

式中,zimn表示對第i個一級指標下的第m個二級指標評價為Vn的專家數(shù),i=1,2,3,4,n=1,2,3,4。

3.3 模糊綜合評判計算

根據(jù)各二級指標對應的權重w(k)和模糊綜合評價原理得到各一級指標相對于評語集Vn的模糊隸屬度向量Bi:

Bi=w(k)Zi=[bi1bi2bi3bi4].

(2)

從而得到所需的評價指標矩陣B=[B1B2B3B4]。

被評價對象的最終評價結果為

(3)

4 評價應用分析

假設在某次作戰(zhàn)任務前,保障部門根據(jù)戰(zhàn)前需求預測和實際情況,初步確定了維修保障資源點的選址方案,并組織10位專家對選址方案進行評價。其中對評價指標打擊威脅這一項,6位專家評價“完全滿意”,2位專家評價“滿意”,1位專家評價“較滿意”,1位專家評價“不滿意”,則有a′i1=(0.6,0.2,0.1,0.1)。同理,得到其他評價指標評價結果,如表3所示。

表3 評價指標評價結果

由表2和表3可計算出各二級指標在評語集上的評價結果:

同理求得:

B2=w(2)Z2=[0.529 0.214 0.214 0.043],

B3=w(3)Z3=[0.384 0.316 0.284 0.016],

B4=w(4)Z4=[0.500 0.288 0.152 0.060].

該維修保障資源點選址方案的綜合評價結果為

根據(jù)最終的評判結果來看,該裝備維修保障資源點選址方案的合理性評價為:完全滿意的比例是0.532,滿意的比例是0.239,一般的比例是0.184,不滿意的比例是0.045,根據(jù)最大隸屬度原則,可以認為該維修保障資源點選址方案的合理性為完全滿意。

5 結束語

維修保障資源點的選址位置直接影響著戰(zhàn)時對保障需求的反應能力。建立相應的評價指標體系與運用模糊綜合評價方法對維修保障資源點選址方案的合理性進行定量評判,有利于科學、高效、快速決策,提高裝備維修保障能力。此外,維修保障資源點選址過程中所涉及的評價指標因素是一個動態(tài)的發(fā)展過程,應隨著任務需求、保障能力和保障技術的發(fā)展變化,相應地調(diào)整完善評價指標體系及相應的評價標準,為決策者開展維修保障資源點選址提供技術和方法支持。