基于DEMATEL設備壽命周期費用影響因素分析

孫林凱，金家善，耿俊豹

（海軍工程大學 船舶與動力學院，湖北 武漢 430003）

影響設備壽命周期費用的因素很多，各因素之間相互影響。能夠確定影響設備壽命周期費用的主要因素，對于設備壽命周期費用估算，以及設備選型意義重大。通過應用DEMATEL方法，對設備壽命周期費用影響因素進行分析，能夠找到各因素之間的因果關系，確定影響設備壽命周期費用的主要因素。

壽命周期費用（英文Life Cycle Cost，縮寫為LCC）是指在預期的裝備壽命周期內，為裝備的論證、研制、生產、使用與保障、退役所付出的一切費用之和。

影響LCC的因素很多，如裝備的性能指標、可靠性、維修性、維修保障、資金的時間價值、人員工資水平、備件的價格以及維修管理等。各種因素之間，也會存在一定的關系，相互影響。能夠找到對設備LCC影響較大的重要因素，就可以對重要因素進行權衡與控制，從而到達控制設備LCC的目的，同時也可以根據主要因素，對設備LCC進行估算，對設備選型有指導意義。

決策試驗與評價實驗室（DEMATEL）是由美國學者提出的運用圖論和矩陣工具進行多因素系統分析的方法。近年來，DEMATEL在因素分析方面，取得了很多應用進展。利用DEMATEL的方法，文獻[1]分析了國防科技工業企業創新能力影響因素，文獻[2]分析了企業人力資源聲譽影響因素，文獻[3]分析了綠色物流發展關鍵因素，文獻[4]分析了煤炭企業跨區投資進入模式因素。

本文將DEMATEL方法應用到LCC領域，通過專家對因素間關系的確定，可以計算因素的原因度，確定影響設備LCC的主要因素。

1 DEMATEL因素分析

1.1 DEMATEL的基本思想

DEMATEL分析方法，應用圖論理論、構造因素之間相互影響的有向圖，通過各因素在系統中對其他因素的直接影響矩陣，計算所有因素對其他每個因素的影響度和被影響度。最終計算出所有因素的原因度，找到在系統內部起重要作用的因素。

1.2 計算流程

DEMATEL方法的壽命周期費用影響因素分析的具體步驟為[5]：

（1）確定壽命周期費用影響因素。分析影響設備壽命周期費用的因素，確定影響其壽命周期費用的部分因素，根據這些因素建立初步的指標體系。

（2）確定影響因素之間的相互影響關系。通過專家的集體討論，分析因素之間直接關系，若因素Xi影響因素Xj則在矩陣的第i行，第j列記數字1，否則記0。分析所有因素，確定直接影響矩陣。

（3）計算綜合影響矩陣。將直接影響矩陣的每個元素，都除以直接影響矩陣的各行元素之和的最大值，得到矩陣X。根據矩陣X可以計算綜合影響矩陣，具體公式如式（1）所示。

（4）確定影響因素的影響度。設矩陣T中元素為tij。tij表示因素i對因素j的影響的程度。T的每行元素之和，表明這一行所對應的因素對其它因素影響的綜合值，稱為影響度。T的各列元素之和，表明這一列對應因素受到所有其它因素影響的綜合值，稱為被影響度。

因素Xi原因度為Ri=Tr(i)-tc(i)，如果Ri>0，則表明Xi對其它的因素影響大，則該因素為原因因素；如果Ri<0，表明Xi受其它因的因素影響大，則該因素為結果因素。

通過計算，最終可以根據影響度和被影響度，確定因素之間的關系。這些結果因素是受其他因素影響，在整個因素分析中，不起主導作用，對原因因素進行控制，也能達到對結果因素控制的目的。

1.3 DEMATEL特點分析

DEMATEL分析方法，可以在數據缺乏的情況下，依賴于專家的隱性知識進行決策，往往比依賴于顯性知識更可靠。對于復雜的系統，因素眾多，大部分數學方法無法確定因素之間具體關系，必須借助于專家的經驗。得到專家提供的直接影響矩陣，該方法就能夠分析出因素之間錯綜復雜的關系，這些關系包括那些不宜確定的非線性關系，所以比線性分析方法有一定的優勢。DEMATEL方法可以應用到很多方面，在分析因素關系時，能確定主要因素，本文應用將該方法對影響LCC的因素進行分析。實例分析。

2 實例分析

通過收集分析，得出某系列船用柴油機的部分影響因素如圖1所示，

圖1 LCC影響因素

圖1中所列舉的12個因素，都會對設備的LCC產生影響，通過DEMATEL的方法，就可以確定這些因素中的主要因素。本例中因素的直接影響關系采用0和1表示，即如果因素Xi對因素Xj有直接影響，則定義aij=1，否則aij=0。

根據專家調查，可以得到直接影響矩陣如所示：

根據式（1）計算綜合影響矩陣T如所示

計算原因度如表1所列。

表1 因素原因度數據

從表1中可以分析得X8購置費用、X11故障修理費用和X12計劃維修費用這3個因素的原因度為負，即這3個因素是結果因素，受其他因素的影響比較大，從物理意義的角度分析可知，這3個因素可以由其他因素計算得到，它們之間存在復雜非線性關系，因此在因素分析中，可以將其作為不重要因素。

X9服役年限和X10工作時間，為重要因素，這兩個因素影響柴油機LCC較大，這和設備的性質有關，柴油機在使用工程中要消耗燃料，服役年限和工作時間越長，其使用費用必定較大。

X1最大持續功率，X2燃油耗率，X4平均故障間隔時間，X5平均維修一次平均費用，X6主機整機拆修間隔，X7主機整機拆修一次平均費用，這6個因素也為原因因素，對其他因素有一定的影響，這些因素反映了柴油機的主要指標，對于費用控制及設備選型，也要充分考慮這些因素。

3 結束語

應用DEMATEL方法對影響柴油機的壽命周期費用因素進行分析，可以確定影響其壽命周期費用的主要因素，從而對其主要因素進行控制。在設備選型時，可以首先考慮重要因素，為控制設備LCC和設備選型提供基礎。

[1]章 玲，周德群.基于DEMATEL方法的國防科技工業企業創新能力影響因素分析[J].科技進步與對策，2008，25(1)：60-62.

[2]梁娟紅，郭 德.基于DEMATEL的企業人力資源聲譽影響因素研究[J].科學學與科學技術管理，2009，(1)：152-156.

[3]肖丁丁，張文峰.基于DEMATEL方法的綠色物流發展關鍵因素分析[J].工業工程，2010，13(1)：52-57.

[4]朱佩楓，周德群，張 浩.基于DEMATEL方法的煤炭企業跨區投資進入模式因素分析[J].經濟問題探索，2006，(12)：78-83.

[5]楊印生．經濟系統定量分析方法[M].長春：吉林科學技術出版社，2001.