裝備作戰(zhàn)保障適用性綜合評估方法研究及應(yīng)用*

楊 茁 王國棟 姜本正 張樂威

（91550部隊 大連 116023）

1 引言

面向任務(wù)、貼近實戰(zhàn)，是新時代武器裝備立項研制、鑒定考核工作開展的基本遵循。與裝備性能不同，作戰(zhàn)適用性作為作戰(zhàn)效能評價的一部分，是反映武器裝備在針對于特定任務(wù)的使用環(huán)境下，使用人員對武器裝備的滿意程度，是作戰(zhàn)試驗結(jié)果評估的重要組成部分。其中作戰(zhàn)保障適用性主要回答武器裝備在貯存、運輸、技術(shù)準(zhǔn)備、使用、維修和訓(xùn)練過程中，用戶對武器裝備“能不能用、好不好用、夠不夠用”等實際問題的關(guān)切。

美軍為作戰(zhàn)試驗研究的先行者，于20 世紀(jì)50年代即提出了作戰(zhàn)適用性的概念。我軍作戰(zhàn)試驗研究起步較晚，吸收美軍研究基礎(chǔ)，并取得了一定進步。相關(guān)文獻中通常將作戰(zhàn)適用性分解為作戰(zhàn)使用適用性、作戰(zhàn)環(huán)境適用性以及作戰(zhàn)保障適用性［1］。分別體現(xiàn)武器裝備在外界環(huán)境因素（自然環(huán)境、運輸環(huán)境等）、自身因素（可靠性、安全性等）以及保障資源因素（保障設(shè)備、保障資料等）下進行作戰(zhàn)使用時的表現(xiàn)［2］。其中作戰(zhàn)保障適用性直接影響裝備的戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性，對改進產(chǎn)品的質(zhì)量特性和改善裝備費用效能都具有重大影響。但目前對作戰(zhàn)保障適用性的研究均作為作戰(zhàn)適用性下的子項目進行簡略闡述，針對性研究指標(biāo)體系構(gòu)建原則和方法不夠具體，缺乏對實際工作的指導(dǎo)意義。

有鑒于此，本文基于作戰(zhàn)保障適用性的特點和實戰(zhàn)環(huán)境，總結(jié)提煉作戰(zhàn)保障適用性評估方法的建立原則；初步構(gòu)建作戰(zhàn)保障適用性指標(biāo)體系；利用層次分析法、模糊綜合評估法建立武器裝備作戰(zhàn)保障適用性評估模型；并以某飛行器為例，采用labview進行算法實現(xiàn)，驗證作戰(zhàn)保障適用性評估方法的有效性和可行性，形成一套完整的，可操作的指標(biāo)評定方法。

2 評估方法原則

裝備作戰(zhàn)保障，指在作戰(zhàn)使用過程中進行的技術(shù)準(zhǔn)備、搶救搶修、維護與保養(yǎng)以及彈藥物資器材供應(yīng)等活動，使裝備能夠保持、恢復(fù)和延續(xù)裝備作戰(zhàn)能力的活動。結(jié)合作實戰(zhàn)化考核基本要求，作戰(zhàn)保障適用性評估應(yīng)遵循以下原則：

1）實戰(zhàn)背景

裝備作戰(zhàn)試驗指標(biāo)體系與裝備性能指標(biāo)體系有本質(zhì)區(qū)別，不同于性能試驗的理想環(huán)境條件，在復(fù)雜的實戰(zhàn)情境中往往難以實現(xiàn)理想的設(shè)計方案。作戰(zhàn)適用性應(yīng)著重評估惡性環(huán)境、實戰(zhàn)條件下，裝備能夠完成任務(wù)的能力，而作戰(zhàn)保障適用性指標(biāo)體系也應(yīng)更貼近實戰(zhàn)化。

2）部隊主體

評估的主體應(yīng)為作戰(zhàn)部隊，體現(xiàn)作戰(zhàn)部隊對該型武器在使用過程中的滿意程度。應(yīng)強化部隊需求，征求部隊意見，在指標(biāo)體系中體現(xiàn)部隊關(guān)切的實戰(zhàn)環(huán)境下裝備能不能用、好不好用等更直接的問題。主要由參加作戰(zhàn)試驗的部隊對各個指標(biāo)權(quán)重反饋以及試驗結(jié)果進行評價，也要采納即將參試人員的整體意見，反應(yīng)他們的關(guān)切問題，使指標(biāo)體系更合理化。

3）回答關(guān)切

作戰(zhàn)保障適用性評估結(jié)果應(yīng)盡量全面的回答作戰(zhàn)關(guān)心問題。按照筆者初步規(guī)劃，對保障方案擬制起指導(dǎo)作用的使用保障性、維修保障性作為作戰(zhàn)保障適用性評估的主體內(nèi)容，主要包含作戰(zhàn)流程及對應(yīng)的主要能力，剩下的作戰(zhàn)關(guān)心問題均應(yīng)在作戰(zhàn)保障適用性內(nèi)進行綜合考慮，其中包括了非作戰(zhàn)流程的問題，如裝備貯存、運輸?shù)葐栴}。并對不重要的指標(biāo)進行簡化，以避免因體系過于龐大導(dǎo)致的方案可用性不強，影響作戰(zhàn)執(zhí)勤效率和產(chǎn)生過高的經(jīng)費損耗。

3 作戰(zhàn)保障適用性指標(biāo)體系建立

作戰(zhàn)保障適用性的指標(biāo)體系根據(jù)層次分析法可分為3 個層級?？紤]作戰(zhàn)適用性評估能夠充分暴露影響作戰(zhàn)使用的重要問題，2 級指標(biāo)可以分為貯存保障適用性、運輸保障適用性、技術(shù)準(zhǔn)備保障適用性、使用保障適用性、維修保障適用性、保障資源適用性和訓(xùn)練保障適用性7個指標(biāo)。3級指標(biāo)共有18 個，作為評估的底層指標(biāo)，指標(biāo)體系如圖1 所示。

圖1 三層級作戰(zhàn)保障適用性指標(biāo)體系

貯存、運輸與技術(shù)準(zhǔn)備是戰(zhàn)時保障工作的重要環(huán)節(jié)，影響部隊的機動性與快速部署能力。使用保障適用性主要體現(xiàn)在作戰(zhàn)任務(wù)狀態(tài)下的武器裝備使用保障方案制定［3］。維修保障適用性是裝備在儲存和使用過程中為保持或恢復(fù)裝備規(guī)定狀態(tài)的全部技術(shù)與管理活動。其中戰(zhàn)場搶修是在惡劣的戰(zhàn)斗環(huán)境下、時間十分緊迫、戰(zhàn)損部位與故障部位與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下維修有明顯區(qū)別時的維修工作，其修理標(biāo)準(zhǔn)、器材供應(yīng)等與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境維修都有很大不同［4］。保障資源是保障裝備所必需的資源，是構(gòu)成保障系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其充足程度應(yīng)滿足戰(zhàn)備完好性的要求。訓(xùn)練保障適用性主要檢驗訓(xùn)練制度的科學(xué)性及保障規(guī)劃。

4 綜合評估

4.1 層次分析法

層次分析法用于權(quán)重確定，包括建立指標(biāo)體系、構(gòu)建判斷矩陣以及權(quán)重的確定［5］。

4.1.1 構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)3階層模型的指標(biāo)體系，將評估體系U分為m個準(zhǔn)則層U1，U2，…，Um，根據(jù)準(zhǔn)則層確定其指標(biāo)層Uij(i=1，2，…，m)?？紤]指標(biāo)間的相互關(guān)聯(lián)性，由專家組對各指標(biāo)按照1-9 標(biāo)度法［6］將同一層的各指標(biāo)進行兩兩比較重要性，其中aij表示對于上層指標(biāo)而言，i因素與j因素的重要程度對比。建立U的各指標(biāo)比較表格后，對判斷矩陣進行一致性檢驗。主要通過以下方式檢驗：

其中n為矩陣的階數(shù)，λmax為判斷矩陣特征根最大值。查表確定其隨機一致性指標(biāo)RI［7］，相對一致性指數(shù)為

當(dāng)CR＜0.1 時，可以認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則要重新構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣，直到通過一致性檢驗［8］。

4.1.2 相對權(quán)重向量確定

在一致性檢驗通過的情況下，將最大特征值對應(yīng)特征向量進行歸一化所得。向量即為各指標(biāo)權(quán)重值。計算方法為

其中，n為各判斷矩陣的維數(shù)，W為判斷矩陣最大特征值對應(yīng)特征向量。

4.2 模糊綜合評判法

模糊綜合評判法用于綜合計算［9］。包括建立評語等級、構(gòu)建評價矩陣和結(jié)果分析。根據(jù)實際需求，確定各種評語等級，構(gòu)成的評語集合V稱為待評估系統(tǒng)的備選集。該備選集是由一些比如：好、較好、中、較差、差等概念模糊的類別語言來表達［10］。

計算隸屬度。例如U中因素Ui對應(yīng)的模糊矩陣為，其中rij為U中因素Ui對應(yīng)V中等級Vj的隸屬度，rij均在0～1 之間，且模糊理論的隸屬度反映了各評價指標(biāo)的相對狀態(tài)，通過專家打分的方式直接給出因素對各個評價等級的隸屬度數(shù)值［11］。對每個下層指標(biāo)進行評判，建立指標(biāo)和評語集合之間的隸屬度矩陣［12］。在已得到權(quán)重向量和下層指標(biāo)隸屬度矩陣的情況下，選擇取乘與有界算子（·，⊕）的模糊算子進行計算，得出上層指標(biāo)的隸屬度向量。

4.3 實例應(yīng)用

以某飛行器為例構(gòu)建指標(biāo)體系如圖1 所示，根據(jù)5 位專家打分，構(gòu)造準(zhǔn)則層判斷矩陣，將各指標(biāo)的相對重要性兩兩對比后得出，基于九分標(biāo)度法原理，驗證一致性檢驗指標(biāo)，進而計算指標(biāo)層相對權(quán)重。

4.3.1 構(gòu)造準(zhǔn)則層判斷矩陣

以一位專家打分表為例，得到如下判斷矩陣：

采用labview 進行層次分析法算法程序編寫，可得到判斷矩陣的特征值與特征向量，同時檢驗一致性指標(biāo)是否通過，確定通過后可得到最大特征值所對應(yīng)的歸一化的特征向量，驗證歸一化特征向量元素之和為1 反推計算結(jié)果的正確性。算法程序如圖2所示，計算結(jié)果如圖3所示。

圖2 基于labview的層次分析法算法

圖3 基于labview的一致性檢驗及權(quán)重系數(shù)結(jié)果

計算得出矩陣A的最大特征值λmax，其特征向量=( 0 .079 0.079 0.2 0.41 0.68 0.45 0.33) ，歸一化的特征向量W=(0.035 0.035 0.089 0.182)0.305 0.202 0.15，為該專家所賦的準(zhǔn)則層權(quán)重系數(shù)。 當(dāng)n=7 時，RI=1.36 ，由 式（1），得 到CI=0.07602，CR=CI RI=0.0559，符合一致性檢驗。同理得其余4位專家所賦權(quán)重，見表1。

表1 準(zhǔn)則層權(quán)重系數(shù)

4.3.2 綜合權(quán)重計算

計算得到準(zhǔn)則層權(quán)重A和指標(biāo)層權(quán)重B后可計算綜合權(quán)重W（見表2）用以分析各二級指標(biāo)相對于作戰(zhàn)保障適用性這個目標(biāo)層指標(biāo)而言的重要性對比結(jié)果，其公式為

表2 指標(biāo)層相對權(quán)重系數(shù)和綜合權(quán)重系數(shù)

統(tǒng)計分析5 位專家打分的結(jié)果，由表1 可見，7個一級指標(biāo)中，使用保障適用性指標(biāo)比重最大，其次是維修保障適用性，再次是保障資源適用性。由表2 可見，18 個二級指標(biāo)中，保障設(shè)施配套率指標(biāo)比重最大，其次是保障器材，再次是技術(shù)準(zhǔn)備時間。從專家打分的結(jié)果看，對作戰(zhàn)保障適用性而言保障資源適用性是首要影響因素。

4.3.3 構(gòu)建評價矩陣

E=[0 .5095 0.3825 0.09617 0.01183]

根據(jù)最大隸屬度評估結(jié)果，作戰(zhàn)保障適用性的綜合評估結(jié)果可判斷為好。但“差”評語的隸屬度為0.01183，需要注意導(dǎo)致此結(jié)果的該項指標(biāo)執(zhí)行狀態(tài)，并進行積極改良，以避免小概率事件的發(fā)生。

5 結(jié)語

裝備保障已經(jīng)成為制約現(xiàn)代戰(zhàn)爭進程和勝負的關(guān)鍵因素，作戰(zhàn)保障適用性又是一個復(fù)雜而龐大的體系，需要不斷研究充實。本文以某型飛行器為例，梳理構(gòu)建原則，構(gòu)建了作戰(zhàn)保障適用性指標(biāo)體系，構(gòu)建了采用層次分析和模糊綜合評價法的武器裝備作戰(zhàn)保障適用性評估模型，采用labview 進行算法計算，驗證了評估模型的可行性與有效性，根據(jù)計算過程可向上追溯較差評語對應(yīng)指標(biāo)，形成了一套完整的、可行的綜合評估方法。為作戰(zhàn)保障適用性評估工作提供有益參考。