基于模糊綜合評判法的戰儲備件品種確定＊

2011-06-07 00:48:48翟勝路張作剛

艦船電子工程 2011年12期

翟勝路張作剛

（海軍航空工程學院青島分院青島 266041）

1 引言

影響戰儲備件品種確定的因素較多，既有備件耗損性的影響，又有重要程度即關鍵性的影響，還需考慮經濟性影響等。這些因素有的不易量化，且它們與備件品種的關系是一種模糊的關系。此外，是否配置某類備件，實質上是看配置該類備件的效果如何，效果好的應配置，否則就不需要該類備件。但效果的好壞本身也帶有模糊性。因此，應采用綜合模糊評判的方法來確定備件品種。

確定戰時備件需求品種時，不能僅從備件資金占用大小的角度分析，而要重視備件在備件供應保障過程中的作用，注重備件短缺對作戰效果的影響及其后果［1］。基于模糊綜合評價的戰時備件品種確定方法，其有效性很大程度上依賴于模糊評價因素集的確定及因素的權重分配。已有方法中，部分影響因素沒有和戰時需求特性聯系起來，因此為評價帶來了一定的局限且不客觀。

本文以戰時航材備件精確保障為目標，綜合考慮對戰儲品種確定的影響因素，選取合理的評判指標，采用模糊綜合評判和層次分析相結合的方法，開展了戰儲品種確定的研究。

2 模糊綜合評判法原理

所謂模糊綜合評判，就是對多種因素影響的事物或現象進行總的評價，這種評價過程若涉及模糊因素，就叫做模糊綜合評判。

實現模糊綜合評判的重要數學手段是模糊變換。利用模糊變換形成模糊綜合評判方法，從而解決實際所需要的綜合評判問題，其原理簡述如下［2～3］。

設有兩個論域：因素集U＝｛u1，u2，…，un｝（ui為評判因素）；評判集V＝｛v1，v2，…，vm｝（vj為評判等級）。

如果對U中的每一個元素ui單獨作為一個評判f（ui），就可以看作是從U～V的模糊映射，通過模糊映射f，可以推導出模糊矩陣R：R為從U到V的單因素評判矩陣。若存在一個集合U上的模糊子集A＝｛a1，a2，…，an｝，A以向量表示，且有：

ai為第i種因素的權重，可唯一確定一個從U～V的模糊變換B，B為模糊合成結果：

記B＝｛b1，b2，…，bn｝，其中bj（j＝1，2，…，m）反映第j種評判vj與模糊集B的隸屬度。

根據最大隸屬度原則，在B中擇其最大者max（b1，b2，…，bn），相對應的等級就是該模糊綜合評判的最終結果。

3 戰儲航材備件品種確定的二級模糊綜合評判模型

3.1 確立因素集

戰時航材供應保障的最終目的是滿足作戰對航材資源的需求，因此從作戰的角度建立戰儲備件品種評價的指標體系，能夠使得評價結果有效體現戰時備件品種確定的綜合影響因素［4］。對戰時備件品種的確定，影響因素主要包括關鍵性、易損性、可更換性、經濟性等。因為這些因素對戰儲備件品種的確定具有模糊性和影響程度的差異，下面對各因素進行分析［5］：

1）關鍵性。所謂關鍵性是指該零、部件在飛機作戰中所起的作用以及對飛機能否完成任務影響程度的大小。它的故障對飛機生存及完成作戰任務的影響越大，說明該備件的配置效果越好。部件關鍵性對飛機的影響可以分為對飛機生存的影響和對飛機作戰能力的影響。

部件損壞對飛機生存有著重要影響，特別是飛機升空作戰的時候，某些部件一旦損壞就是機毀人亡，所以備件品種關鍵性中要區分對飛機生存的影響程度。

不同的部件損壞對飛機能否完成作戰任務的影響也是不同的，例如飛機雷達受傷可能就無法發現目標，也就無法完成任務。而一些其他件可能出現受傷就對飛機完成任務沒有影響。

2）損耗性。所謂損耗性是指零、部件耗損程度的大小，可以分為三種［6］：

（1）戰傷。它是指在作戰過程中，由于受到敵方武器的襲擊使飛機部件遭到破壞或者功能嚴重下降的一種狀態。戰傷與作戰飛機的類型、作戰樣式、作戰條件等因素相關。戰斗損傷性是確定戰場搶修備件品種的特有因素，越易損傷的零部件，就越需要備件。

（2）正常使用情況下的消耗。由飛機部件的可靠性水平所決定的零部件故障及損傷，其備件消耗量取決于故障率及使用時間［7］。

（3）嚴酷環境使用消耗。由于戰場自然環境及地理條件一般較差，在緊張的作戰過程中不按規程操作的現象時有發生，使用的差錯率明顯提高，戰時的維護保養也難以正常進行，增加了出現致命性故障、損壞關鍵零部件的可能性。

3）可更換性。單元的可更換性是指飛機某單元的規定的維修級別可以拆裝更換的特性。戰時飛機維修應該在盡量短的時間內完成，因此就要求能快速的獲得并更換備件。可更換性包括兩個部分：可拆裝性和可得性。

（1）可拆裝性是指對于某一維修級別對損壞單元進行拆卸、安裝的難易程度。受戰時修理時間要求、人員技術水平和數量、維修設備、設施和級別等條件限制。因此在給定的維修級別下，備件的可拆裝性是一定的。

（2）可得性是指在戰場環境下獲取備件的難易程度，備件由于體積、運輸保存條件、價格等因素的影響，導致不可能完全得到配備，因此將影響備件的可得性。

4）經濟性。在戰時雖然軍事效益是第一位的，但在滿足軍事效益的前提下，也要盡量控制經濟成本。經濟性是指儲備某備件的成本、價格的大小。其中包括備件的購置費、儲存保養費及儲存損失費。

圖1 二級模糊綜合評判模型

3.2 確定評判集

戰時航空備件品種的確定最終是看備件的配置效果如何，如果備件配置效果好就應該進行儲備，否則就不必配置。所以選擇評語集v＝｛v1，v2，v3，v4，v5｝，分別表示配置效果很好、配置效果較好、配置效果一般、配置效果較差、配置效果很差五個等級。

3.3 隸屬函數的確定

在模糊數學中，是以隸屬度來描述事物權重的模糊界限的。

評判指標隸屬度由專家意見和已有的分類方法取值，并結合大量實際工作經驗綜合確定。為使操作過程直觀簡單，可通過轉換等級來實現，即首先根據一級評價指標的取值或描述情況劃分為5個轉換等級（A～E級），然后由專家給定的每個轉換等級對應5個分類等級的隸屬度表進行取值［9］。

表1 一級評價指標和轉換等級的關系

表2 轉換等級和隸屬度的關系

3.4 確定權重系數

本文擬采用層次分析法來確定各評價指標的權重值。其特點是具有高度的邏輯性、系統性、簡潔性和實用性，結合了專家打分法定性分析的優點，又采用適當的數學模型進行定量分析，彌補了定性與定量的不足，比較適合于既具有定性指標，又具有定量指標的評價領域［11］。

采用1～9標度法對各層中的因子相對上一層次目標的重要性進行兩兩比較，構造相應的判斷矩陣。本文以基礎指標｛P21，P22，P23｝的權重確定為例，構造判斷矩陣E2，計算其最大特征根和對應特征向量，并進行判斷矩陣一致性檢驗，當判斷矩陣隨機一致性比率CR＜0.1時，即認為判斷矩陣具有滿意的一致性，說明權重分配是合理的［13］。