艦船裝備維修費預測方法評價準則體系研究

謝 力 魏汝祥 于偉宗

1海軍工程大學 裝備經濟管理系，湖北 武漢 430033

2海軍工程大學 理學院，湖北 武漢 430033

3 92848部隊，遼寧大連 116041

艦船裝備維修費預測方法評價準則體系研究

謝 力1魏汝祥2于偉宗3

1海軍工程大學 裝備經濟管理系，湖北 武漢 430033

2海軍工程大學 理學院，湖北 武漢 430033

3 92848部隊，遼寧大連 116041

針對艦船裝備維修費預測效果評價僅采用單一的精度準則可能導致較大預測風險的缺陷，在分析現有預測評價準則研究現狀的基礎上，總結了現有的預測方法評價準則，并通過進一步結合對艦船裝備維修費預測特點的分析，建立了適合于艦船裝備維修費預測方法評價的準則體系。建立的準則體系有利于提高艦船裝備維修費預測的可靠性，降低預測風險，為艦船裝備全壽命費用預測和艦船裝備維修工作提供可靠的基礎。

艦船裝備；維修費；預測；評價準則；準則體系

1 引言

隨著各種高新技術在現代艦船裝備上的應用，艦船裝備維修費在其全壽命費用中的地位已超過研制費和購置費，成為艦船裝備全壽命費用的主體。艦船裝備維修費預測不僅是艦船裝備全壽命費用預測中的重點和難點問題，同時也是艦船裝備維修費控制與管理的基礎。因此，準確及時地預測艦船裝備維修費，對艦船裝備全壽命費用預測和艦船裝備維修工作的科學管理均具有十分重要的意義。

迄今為止，已有許多學者對艦船裝備維修費預測建模進行過研究［1－12］，但這些模型和方法的評價準則考慮的都是擬合與預測精度，不僅在艦船裝備維修費的預測中是如此，在其他方面的研究中也是如此。實際上，不少學者早已注意到，將精確度作為評價預測方法優劣的唯一標準是不妥的［13-14］，因為預測精度準則反映的僅僅是預測對象過去或現在的發展規律，而對于有人參與的社會經濟系統來說，這種規律的延續具有很大的不確定性，所以，單一的精度準則會引起較大的預測風險。此外，在預測實踐活動中，預測活動顯然還受預測成本、方法適用性等的影響。因此，認為在艦船裝備維修費預測評價中，應同時考慮預測精度之外的其他重要評價準則。

2 預測方法評價準則研究現狀

目前，國際上對預測評價的準則并沒有統一的觀點，預測用戶不同，對預測的評價就可能不一樣。Yokum等［15］在比較Carbone和Armstrong［16］、Mentezer和Cox［17］、Mahmoud［18］、Witt S和Witt C［19］的研究中，所采用的預測評價準則包括精度、容易解釋、容易使用、容易使用數據、可靠性、速度、費用節省、容易實施、預測期限和適應性，通過對評價準則的重要性進行比較，得出精度準則最重要，“容易使用”、“容易解釋”、“費用節省”也非常重要的結論。同時，Yokum還根據不同的角色和不同的情形研究了專家對預測評價準則重要性的觀點，其設定的預測方法評價準則包括精度、改進決策所節省的費用、容易解釋、適用性、容易使用可獲得的數據、容易使用和提供預測的速度等。Diebold等［20-21］認為成功預測必須考慮決策環境和損失函數、預測目標、預測說明（解釋、點值、區間值、概率分布、成本與收益）、預測水平（長期、中期、短期）、信息集、方法與復雜性這6個方面。此外，Mozes等［22］認為預測的“及時性”是預測評價中的一個重要因素，他們定義預測的及時性為分析家對公開可獲得的信息集發生顯著變化而進行預測修訂的反應速度，最后得出預測的精度和有用性需要聯合評價的結論。Clive等［23］認為在具有前導或滯后指示器的預測模型中，比較模型的“時間距離”準則是有用的，且在有些情況下，比精度準則更加有用。文章還強調指出，時間距離準則并不是已有精度準則的一種替代，而是一種補充。Baranyi等［24］認為在預測模型的有效性評價中，應同時考慮“偏差”和精度因素。Graham等［25］討論了預測性能評價精度的一般形式——損失函數，并討論了對稱和不對稱損失函數對評價結果的影響。De menezes等［26］認為預測模型不僅要考慮預測的精度，還需要對風險和不確定性予以清晰的說明，并提出在預測評價中要考慮誤差方差、不對稱和序列相關3種準則。

馮文權［27］根據國際預測文獻資料，認為目前的評價準則主要有兩種：一種是由日本的春日井博提出的評價準則，包括精確性、彈性、適用性、持續性和簡便性準則；另一種是由Little提出，包括容易為用戶所理解、易于控制、具有適應性、完備性、易于交流和魯棒性。此外，馮文權還認為數據的類型和預測期限的長短均會對預測的精確性產生較大影響。曾珍香等認為預測的精度不應作為評價和選擇預測方法的唯一準則，還應包括預測費用、預測方法的復雜性、預測方法的適用范圍以及預測的時限長短等因素，并建立了模糊綜合評判模型，其預測評價的準則得到了程昳［28］和王明濤等的認同。張永莉等［29］認為在評價預測方法時，不僅要考慮預測精度，還要考慮預測方法使用的容易程度、預測的可理解程度以及預測工作的基礎。蔣鐵軍［30］認為預測評價準則應包括模型對于預測問題的適用程度、模型擬合值對參與建模數據的偏差、模型對測試數據的偏差和決策者的信賴程度。姚偉義［31］認為預測方法的評價應該考慮預測的時間范圍、資料的多寡、性質和類型、數據的散布形式、模型的種類、精確度、預測費用以及適用性。徐國祥［32］認為選擇預測模型的標準除了精確度以外，還有成本和方法的復雜性。

根據這些研究可發現，盡管國內外學者早已認識到單一預測精度評價準則的缺陷，并對預測評價的不同準則進行了一定的研究，但很少有針對某一具體預測問題將多種評價準則組合起來的建模研究，唯有曾珍香和王明濤的兩篇文獻分別采用模糊理論和灰色理論對預測評價的組合準則建模進行了探索性的研究。盡管這些方法能夠取得一定的效果，但還存在著兩點不足之處：一是準則體系的建立沒有針對具體的預測對象；二是準則權重的確定難以排除人為因素的影響，或完全依靠數值而出現與實際不符的情況。下面，本文將主要針對第一個問題進行研究。

3 艦船裝備維修費預測的特點分析

近年來，盡管我國在艦船裝備維修費用的分析上取得了一定的進展，但與其他軍事大國相比，差距還十分明顯。我國的艦船裝備都是小批量甚至是單件生產，且服役年限較長，其維修費發生的時間跨度大、影響因素復雜，同時，其還受政策因素和人為因素的影響，導致發生費用的規律性差，數據離散度大。具體來說，主要具有如下幾方面的特點。

1）艦船裝備維修費總量不足，對預測風險防范要求高。

艦船裝備是海軍的主要作戰裝備，是新時期戰爭的主要作戰力量。要維持這一力量持續發揮作用，各國每年都須投入大量的維修費用。由于受國家整體發展建設的需要，維修費的供給往往不能滿足需求，特別是隨著艦船裝備中高新技術的日漸增加，供需矛盾更加突出。因此，在編制艦船裝備維修費預算時，需準確預測艦船裝備維修費，降低維修費預測風險，為合理分配有限的維修經費提供更加可靠的決策參考，從而提高艦船裝備維修費的使用效益。

2）艦船裝備系統復雜，維修費規律性差。

現代化的艦船是一個龐大的、綜合的復雜武器裝備系統，其裝備種類數量繁多，包含有多種類型的設備系統，每類設備系統中又含有若干分系統，每個分系統還包括許多不同型號、不同用途的設備。這眾多的設備由遍及全國的配套廠提供生產與修理，有些還依靠國外進口。各種系統、設備因其自身的可靠性、維修性不相同，其相應的維修費也具有不同的特點和其自身的規律［33］，這就導致艦船裝備維修費的規律性差，增加了維修費預測的難度。

3）艦船裝備服役時間長，維修費影響因素眾多，不確定性大。

艦船在服役的十幾年或幾十年中，其維修費是逐漸支付的。其間，裝備維修管理體制和裝備維修費的相關政策等可能會發生變化，再加上歷史條件的各種限制，導致即使是同類型的艦船裝備，在不同的時期，其維修費也可能會具有較大差異。同時，艦船裝備維修費在服役期間也會受資金的時間價值和物價上漲率的影響。根據我國國情，不同的項目、不同的地區、不同的年份，其物價上漲率也不同，相差較大，缺乏規律性。此外，艦船裝備維修費還受艦船排水量、艦船造價、艦船復雜程度、艦船技術狀態、艦船裝備可靠性、維修制度、維修輪次、首制艦船、引進艦船等，以及某些人為因素的影響，且各影響因素之間的關系異常復雜，多表現為非線性。這些都給維修費的預測和分析帶來了極大的麻煩和不確定性。

4）艦船裝備的小批量生產，維修費預測可用的樣本量小。

我國艦船裝備采用的是“多研制、少生產”的策略。艦船裝備盡管總體數量并不少，但同型號艦都是小批量甚至單件生產，數量十分有限，相應地，維修費及其預測時所需基本數據可參考的裝備也少。同時，因艦船服役時間長，維修費用的發生比較分散，再加上艦船裝備修理實際發生費用數據長期統計不規范，裝備修理部門或工廠的信息封閉等原因，增加了艦船裝備維修費樣本收集的難度，從而導致艦船裝備維修費預測時可利用的樣本量小。

4 艦船裝備維修費預測方法評價準則體系建立

在對目前的研究現狀予以歸納后發現，迄今為止，人們所用到的預測方法的評價準則主要包括精度、適用性、成本、預測期限、方法復雜性、魯棒性、容易解釋、可靠性、及時性和信息量，如表1所示。

表1 評價準則的歸納Tab.1 Induction of evaluation criteria

1）精度準則。是指預測方法輸出的預測值必須與實際值的差距在預測所要求的范圍之內，主要以預測誤差的一定形式表示。根據前面的文獻綜述，無疑精度準則是所有預測評價準則中最為重要的準則。同樣，艦船裝備維修費預測是艦船裝備維修經費和維修計劃管理的基礎，預測精度的高低直接影響到艦船裝備維修工作的順利有效進行。所以，認為在艦船裝備維修費的預測中，精度準則也是最為重要的評價準則。

2）適用性準則。表示預測方法對預測環境和預測對象的適用程度。由于我國艦船裝備具有多研制、少生產的特點，以及艦船裝備修理實際發生費用數據長期統計不規范、裝備修理部門或工廠的信息封閉等原因，艦船裝備維修費預測問題是典型的小樣本問題，因而小樣本預測方法會更加適合艦船裝備維修費的預測。因此，認為適用性準則也是需要考慮的重要評價準則之一。

3）成本準則。表示采用某種預測方法時所耗費的人力、物力、財力和時間等資源。由于艦船裝備維修費的影響因素眾多，相關資料收集難度大，所以，在其預測方法的評價中，成本準則也是重要的評價準則之一。

4）信息量準則。表示預測方法所包含信息的數量和質量。在對預測結果進行評價時，常會考慮是否能夠利用更有效或更豐富的信息，從而改進模型的預測效果。在預測過程中，無論從哪個角度講，信息和信息集都起著十分重要的作用。由于艦船服役時間長，且我國同型號艦船裝備數量少，因此，我國艦船裝備維修費的預測問題實際上是一種貧信息的問題。在這種情況下，如果在預測過程中能盡可能多地利用所獲得的信息，將會在很大程度上改進預測效果，因此，認為信息量準則也是需要考慮的重要評價準則之一。

5）容易解釋準則。即預測方法容易為用戶所理解，容易表示出預測對象與其主要影響因素之間的相互關系。艦船裝備維修費的影響因素眾多，且各因素之間相互關聯，在這種情況下，容易解釋的預測方法有利于用戶了解各影響因素與維修費之間的量化關系，且有利于分析影響因素之間的相關性，為維修費的控制提供基礎。因此，認為容易解釋準則也是需要考慮的重要評價準則之一。

6）魯棒性準則。表示方法的適應條件和應用范圍，當外部環境發生變化或受到某種沖擊擾動時預測方法的適用性，也體現為預測效果的不確定性和預測結果存在的風險。在我國，在目前單艘艦船裝備維修費需求數量巨大而海軍的艦船裝備維修費總量又供給不足，且維修工作量受多種偶然因素影響的情況下，單艘艦船裝備維修費預測誤差過大會直接導致海軍艦船裝備維修費分配失調，從而出現部分艦船裝備維修費有剩余而其它艦船裝備卻得不到及時維修的情況，故提高預測方法的魯棒性，降低預測結果的風險就顯得特別重要，所以，認為魯棒性準則也是需要考慮的重要評價準則之一。

7）預測期限準則。表示預測方法的外推預測能力，其是適合于長期預測、中期預測，還是短期預測。盡管我國艦船裝備的服役時間長達十幾年甚至幾十年，但計劃性修理的次數卻相對有限，所以，主要適合短期預測。因為我國艦船裝備維修費具有樣本小、不確定性大的特點，難以構建其長期預測模型，因而可用的模型一般都是短期預測模型。因此，認為在艦船裝備維修費的預測中，預測期限并不是一個重要的評價準則。

8）及時性準則。表示預測方法能迅速反映出預測對象外部環境和內部環境的變化。由于我軍的裝備經費預算與國家預算一樣，采用歷年制，艦船裝備所屬單位的年度預算編制工作一般是從上一年度初開始至年末結束，編制周期長達一年［34］，故與艦船裝備維修費相關的決策也一般都是一年以上，對于一般的預測方法都可滿足，所以在艦船裝備維修費的預測中，認為及時性準則并不是一個重要的評價準則。

9）方法復雜性準則。表示預測方法本身的復雜程度、計算復雜程度，以及應用這種方法所需的知識水平等。隨著計算機技術的發展，對于各種常用的預測方法，都有現存的程序模塊，即使是一些新的方法，也可以由專業的程序設計人員采用面向對象的程序編輯友好的用戶界面。所以在艦船裝備維修費的預測中，認為方法復雜性準則也是一個不重要的評價準則。

綜上所述，認為艦船裝備維修費預測評價準則體系如圖1所示。

圖1 艦船裝備維修費預測評價準則體系Fig.1 Evaluation criteria system for maintenance cost forecast of ship equipment

5 結束語

本文通過對現有預測方法評價準則文獻的分析，將目前預測方法評價中所涉及到的準則歸納為9個，即精度準則、適用性準則、成本準則、預測期限準則、方法復雜性準則、魯棒性準則、容易解釋準則、可靠性準則、及時性準則和信息量準則。然后，通過結合艦船裝備維修費預測的特點，對每個評價準則進行了分析，并最終確定了艦船裝備維修費預測方法評價準則體系，為艦船裝備維修預測的各種模型和方法的評價提供了更加科學、合理的標準，有利于改進艦船裝備維修費預測的效果，降低艦船裝備維修費預測的風險，促進艦船裝備維修費管理工作順利有效進行。同時，本文所提供的研究思路和分析方法也可推廣到其他領域的預測效果評價準則體系的建立上。

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Evaluation Criteria System of Forecasting Methods for Maintenance Cost of Ship Equipment

Xie Li1Wei Ru－xiang1 Yu Wei－zong2

1 Department of Economic Management，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China

2 College of Science，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China

3 The Unit 92848th of PLA，Dalian 116041，China

Aiming at the limitation of effect evaluation in ship equipment maintenance cost forecasting，which would result in high risks by adopting single accuracy criteria.The evaluation criteria of forecasting methods were summarized，which was based on the analysis of researching development on existing forecast evaluation criteria.Then，the characteristics of ship equipment maintenance cost forecasting were analyzed.Finally，combining the above two parts，the evaluation criteria system of forecast methods which fit for maintenance cost of ship equipment is established，which is in favor of improving reliability of ship equipment maintenance cost forecasting，reducing forecasting risk，and providing reliable foundation for ship equipment life cycle cost（LCC）forecast and maintenance.

ship equipment；maintenance cost；forecasting；evaluation criteria；criteria system

U672.7

A

1673－3185（2011）02－98－05

10.3969/j.issn.1673-3185.2011.02.021

2010-01-04

海軍工程大學自然科學基金項目（HGDQNJJ041）

謝 力（1980－），男，博士研究生。研究方向：系統工程、裝備經濟管理。E-mail：xieli＿hg＠yahoo.com.cn