基于云理論的某新型裝備搶修效能評價方法

2012-07-02 00:52:04羅九林魏兆磊李愛民

兵器裝備工程學報 2012年8期

羅九林，魏兆磊，李愛民

(裝甲兵工程學院技術保障工程系，北京 100072)

在未來信息化戰場上，裝備實力的對比不僅取決于武器裝備的固有數量，同樣也取決于誰能以較快的速度、較高的質量完成武器裝備的戰場搶修，更好、更快地恢復部隊戰斗力。隨著某新型裝備不斷的列裝部隊，裝備在搶修方面存在的缺陷致使保障費用激增，給裝備的日常維修和野外搶修帶來了極大不便，也在一定程度上削弱了部隊的戰斗力和裝備的戰備完好率。本文提出一種針對該裝備搶修效能的基于云理論的評價方法，科學地評價該裝備的搶修效能，為實施提高其搶修效能的措施提供理論依據。

1 該新型裝備搶修的特點

戰場搶修是指在戰場上運用應急診斷與修復技術，迅速地對裝備進行評價，并根據需要快速修復損傷部位，使武器裝備能夠完成某項預定任務或實施自救活動。戰場搶修是戰時維修保障的一個重要部分，是實現戰斗力再生，彌補戰爭損耗，補充和保持一定的持續作戰能力的重要手段［1］。

該新型裝備的戰場搶修特點:①該裝備車體金屬材料厚度較其他車型也相對較薄，且局部腐蝕現象嚴重，搶修時間長，搶修工作量大;②戰場環境惡劣，心理壓力大，裝備搶修作業危險;③作戰消耗巨大，備件供應較困難，裝備搶修保障條件特殊，裝備搶修保障任務艱巨;④作戰節奏變化快，作戰環境復雜多變，引起搶修的原因錯綜復雜，搶修任務完成難度大。

2 搶修效能評價指標體系

搶修效能是一種相對動態的效能，搶修效能是指戰場上損傷裝備在規定的時間內和規定的條件下經過搶修，能恢復某一滿足規定任務要求的基本功能或更多功能的能力或概率。規定的時間:指根據裝備任務和作戰環境、戰斗情況規定的搶修允許時間。對不同的裝備、維修級別，這種時間是不一樣的，在當前信息化作戰條件下，對搶修時間的要求更加嚴格。規定的條件:指給定的維修保障條件，評價人員、維修操作人員的技能水平等。規定任務:指給定的任務剖面。不同的戰斗任務要求裝備系統所具有的能力是不一樣的。基本功能:指完成給定當前任務所要求的最少功能，即要求裝備至少要具備這些功能，否則無法勝任工作，當然能恢復更多的功能更好［2］。

該裝備的搶修效能指標是一個復雜體系，其指標是相互聯系的有機整體，均作為要素決定著裝備的搶修效能。針對信息化條件下該裝備戰場搶修的需要，根據搶修效能的概念，并結合我軍實際，采用層次分析法來簡化系統結構，將該裝備搶修效能評價指標體系劃分為裝備自身固有屬性、人員方面、搶修時間方面、技術方法方面、保障供應方面5 個要點，如圖1 所示。

3 基于云理論的某新型裝備搶修效能評價方法

3.1 云理論

云評價方法的評價思路通常可描述為:利用云變換和概念提升或者根據專家經驗給出表征各屬性因素的概念云模型;對每個因素都可以分配相應的云權重(用云描述權重);根據群體對事物各因素的評判數據，利用X2 條件云和極大判定法找出每個因素的最佳評判語言云模型;讓云權重參與綜合評判，最后得出該事物的云決策分析結果［3］。

3.1.1 評語的云概念化

在計算每個定性評價的云模型前，首先要將評價對象按照決策屬性進行分類;然后計算各分類中每個對象Hi的評價變量，表達式為vi= [Hi1，Hi2，…，Hij，…，Him]·w，把各分類中的每個綜合評價變量vi作為逆向云發生器的一個云滴輸入，用逆向云發生器便可以生成各評語所對應的正態云。

圖1 搶修效能評價指標體系

3.1.2 確定各指標云模型表示

在系統性能指標體系中，既有精確數值表示，又有用語言值描述。在德爾菲法基礎上提取n 組樣品組成決策矩陣，則n 個精確數值表示的指標可用1 個云模型表示。

每個語言值型的指標也可以用一個云模型來表示，n 個語言值(云模型)表示的1 個指標可以用一維綜合云來表征，表達式為:

當指標為精確數值型時，Ex1，…，Exn為各指標量的值;當指標為語言值型時，Ex1，…，Exn為指標云模型的期望。En1，…，Exn為指標云模型的熵［4］。

3.1.3 確定云的重心向量

p 個性能指標可以用p 個云模型來描述，那么p 個指標所反映的系統的狀態就可以用一個p維綜合云來表示。當這些系統的狀態發生變化時，相應的綜合云的形狀也發生變化，它的重心就會改變。p維綜合云的重心T 用一個p維向量來表示，即:T =(T1，T2，…，Tp)，式中:Ti=ai×bi;a 為云重心的位置向量;b 為云重心的高度向量(即權重值)。當系統狀態發生變化時，其云重心變為T'，T' = (T1'，T2'，…，Tp')。

3.1.4 確定加權偏離度(θ)

理想狀態下，各指標值是已知的，設p維綜合云重心位置向量為云重心高度向量b =(b1，b2，…，bp)，則理想狀態下云重心向量為

同理，求得某一狀態下系統的p維綜合云重心向量T =(T1，T2，…，Tp)。

可以用加權偏離度(θ)來計算綜合云重心的變化情況。首先應對綜合云重心向量進行歸一化，得到一組向量TG=其中:

經過歸一化處理之后，表征系統狀態的綜合云重心向量均為有大小、有方向、無量綱的值。由各指標歸一化后的向量值及權重值，可得到加權偏離度式中:0 ≤θ ≤1;wj為第j 個單項指標的歸一化權重值［5-6］。

3.1.5 確定評價的評語集

將各級評語置于連續的語言值標尺上，并將每個評語值都用云模型實現，構成一個定性評測的云發生器，如圖2 所示，并通過激活某個云來確定最終評語。

圖2 定性評測云發生器

根據云模型在綜合評價概念云模型云圖的分布情況，可得出最終評判結果，該結果已不是一個定值，而是一個統觀全局的分布圖。

3.2 應用實例

將該裝備搶修效能評價指標體系劃分為裝備自身固有屬性、人員方面、搶修時間方面、技術方法方面、保障供應方面五個一級指標，采用云評價方法對其進行效能評價。

3.2.1 評語的云概念化

首先，將評語定義為:極好、很好、較好、好、一般、差、較差。聘請專家對約簡后的對應訓練數據指標按照“極好、很好、較好、好、一般、差、較差”的標準進行定性評價。然后，將各評語值采用正態云得到相應表征的Ex 值，該值可以作為各評價指標的量化值。最后，得到評語{極好、很好、較好、好、一般、差、較差}的量化值分別為{1.0，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3}。

3.2.2 確定指標權重

在專家打分的基礎上，利用層次分析法得到各指標的權重:W={0.1，0.3，0.3，0.2，0.1}。

3.2.3 確定各指標的云模型

以該裝備搶修效能中各評價指標為評價內容，聘請5 名專家進行評判，如表1 所示。