裝備保障方案綜合評價系統運用分析*

陳宇奇，付勃，趙瀟童

(1.軍械工程學院，河北 石家莊 050003；2.中國人民解放軍駐119廠軍事代表室，遼寧 沈陽 110000)

裝備保障方案綜合評價系統運用分析*

陳宇奇1，付勃1，趙瀟童2

(1.軍械工程學院，河北 石家莊 050003；2.中國人民解放軍駐119廠軍事代表室，遼寧 沈陽 110000)

裝備保障方案綜合評價系統的構建是為了科學合理地對裝備保障方案進行權衡分析和優化篩選，在詳細闡明該系統特征和功能的基礎上，通過組織多名專家協同，運用該系統針對具體裝備保障方案開展評價工作，驗證了基于裝備方案綜合評價系統進行裝備保障方案評價的可行性，找出了下一步該系統的改進之處。

裝備保障方案；綜合評價；評價系統；專家協同；運用驗證；可行性

0 引言

裝備保障是戰斗力的重要支柱，是提高裝備完好性的重要基礎。裝備保障方案綜合評價系統(equipment support concept comprehensive evaluating system，ESCCES)從裝備保障方案的制訂、評價與優選出發，采用人機結合、從定性到定量的綜合集成研討思想，以科學地制定裝備保障方案、提高裝備綜合保障能力為目標，將與裝備保障相關的各種影響因素以及分析方法綜合起來，形成一個保障方案評價分析研討環境，為快速制定合理的裝備保障方案提供技術手段。

裝備保障方案的評價[1-3]具有復雜性、動態性、模糊性，需要借助長期保障工作實踐積累的經驗，將感性認識上升為科學的、量化的描述。而綜合研討技術有效地將專家體系、機器體系、知識體系相結合，將專家群體頭腦中的知識經驗及決策支持所需的數據庫、模型庫、方法庫、知識庫與問題庫有機地連接成一個整體。研討過程不僅是專家的定性知識和定量變量之間的轉化過程，而且是分析人員的知識同計算機系統的數據、模型和知識不斷交互的過程，還是研討人員群體智慧的結合和綜合。

借鑒綜合集成研討廳思想所開發的裝備保障方案綜合評價系統，是綜合集成研討技術在裝備保障方案評價領域的一個應用，而國內外對于綜合集成研討廳[4]的運用，在軍事領域的研究主要還是側重于作戰指揮和裝備論證這2個方面，對于針對裝備保障方案綜合評價的相關研究較為少見。美國蘭德公司20世紀80年代起開始發展研制“蘭德戰略評估系統”(RSAS)[5]，該系統主要用于進行軍事-政治對抗模擬，通過系統構建起的相應模型，實現人人、人機、機機的戰爭對抗訓練，并被廣泛用于研究軍事力量平衡、國防規劃和軍備控制等戰略決策問題，并于20世紀90年代在RSAS的基礎上又進而開發了JICM(joint integrated contingency model)仿真系統，用于美國國家政策研究[6]。

國內主要以國防大學為主研制了一系列名為“決勝”的戰略對抗演習系統，有效地將對抗融入到訓練中，通過協作和研討甚至相互對抗，有效提升戰略決策訓練質量[7-11]。

本文針對原型系統的具體運用[12]示例，對運用綜合集成研討思想進行裝備保障方案綜合評價的合理性和可行性進行驗證，并找出目前系統存在的不足，為下一步的改進工作奠定基礎。

1 系統特征

裝備保障方案綜合評價系統是支持裝備保障專家進行裝備保障方案研討的核心支撐系統，主要用于支持裝備保障方案的評價、選優、優化。為了能夠使各個領域專家圍繞裝備保障方案相關研討問題充分發揮個人知識和經驗，充分凝聚專家群體創新性智慧，提供完善的綜合集成研討功能。因此，裝備保障方案綜合評價系統應具備以下特征：

(1) 人機結合，相輔相成

系統中參與裝備保障方案綜合評價的用戶一般是從事裝備保障方面工作的資深人員，也熟悉這類問題的科學分析方法，能夠把握裝備保障整體需求，從而準確地完成評價工作。方案評價項目的參與者在系統內現有科學決策方法的引導下，借助知識體系和機器體系對保障方案進行有目的地研討，同時探索評價的新方法、新思路，反饋到系統中提高系統應用能力。

(2) 綜合集成，重在創新

“綜合集成(metasynthesis)[13-14]”是在系統中把與評價任務相關的各種要素合理有效的整合起來，通過先集成再綜合的方法，產生更高層次的知識，在原有的基礎上實現創新。因此，裝備保障方案綜合評價系統在涵蓋原有評價方法和思路的基礎上，還會輔助專家找出解決此類問題的新方法和新思路，對系統自身進行升級。

(3) 集體研討，互相協作

由于裝備保障方案綜合評價可能會涉及到維修、彈藥、運輸等諸多業務活動的問題，必須集合群體的智慧和知識，因此用戶需要通過交流觀點、互相激發、分工作業等活動，完成綜合評價任務。在研討的過程中，系統需要為用戶提供必要的功能支持，達到人機協作和人人協作的效果。

(4) 反復迭代，不斷進化

對于裝備保障方案綜合評價系統的構建必然是一個長期的過程，這就要求該系統是開放式的，且可反復迭代并不斷進化，可以隨著決策研討問題的增多和使用人次的增多，能夠不斷的積累相關基礎數據信息、知識、模型等，能夠將專家決策思維方法等進行全程記錄，積累問題的處理模式，從而使得系統能夠逐步增長和自我完善。

2 系統功能

裝備保障方案綜合評價系統是由研討流程管理子系統、群決策支持子系統、輔助決策子系統和數據管理子系統等4部分組成。系統模塊組成如圖1所示。

2.1 研討流程管理子系統

為了將評價問題中涉及的專家、決策工具、模型方法、數據信息、問題、決策活動等異構資源有效地組織起來，創建研討流程模型并合理驅動是研討流程管理子系統的重要任務，其主要組成和功能如下：

圖1 系統功能模塊組成圖Fig.1 Function modules of the system

(1) 研討流程規劃工具

研討秘書根據具體的評價項目運用流程規劃工具創建可視化的流程模型，其中操作包括對相關研討活動節點圖元的添加、刪除、移動、關聯和屬性設置，為決策活動節點配置參與研討的專家和相應的評價指標子樹等，并以流程庫方式對不同流程進行存儲和管理，為其他評價項目提供流程模板。

(2) 研討流程驅動引擎

驅動控制研討流程，進行流程實例的創建、激活、掛起、終止和完成等動作，根據研討活動間的邏輯關系進行即時轉換，同時對流程進行監控顯示，使用戶時刻掌握研討流程的進展情況。以便適時參與與自己相關的研討活動，完成作業。

2.2 群決策支持子系統

群決策支持子系統為研討專家提供研討環境和訪問相關數據信息、模型、工具等資源的接口，為研討組織者提供收集意見、觀點匯聚、意見收斂的軟件工具，其主要組成和功能如下：

(1) 群決策客戶端環境

用戶通過群決策環境了解當前流程執行情況和與自己相關的研討任務，在研討活動中通過該環境中統一的調用接口使用各類模型工具，完成各自評價任務。該環境還提供不同的數據訪問接口方便專家對所需的裝備保障仿真數據、裝備保障資料等信息進行查看。

(2) 群決策工具集

群決策工具集為研討專家提供一些具有規范接口的用于發表意見、交互觀點的工具，例如專家運用電子白板進行觀點交流、文件和數據的分發共享等，該工具集隨著時間的推移將不斷擴充。

(3) 專家意見收斂工具集

該工具集主要用于專家意見的收集、聚類和收斂等。對于裝備保障方案評價而言，對保障方案的指標體系評分和專家觀點是評價最終結論的兩大組成部分，通過相應的評分工具組織專家對不同評價指標子樹進行評分，形成評分結果。另外通過采用投票等工具完成專家最終意見的整理，最終完成對保障方案的綜合評價。

2.3 輔助決策子系統

輔助決策子系統用于為參加裝備保障方案研討的專家提供信息、數據、模型等多方面的輔助決策支持，充分發揮計算機系統在計算能力和數據存儲、處理和檢索方面的優勢，其主要組成和功能如下：

(1) 數據信息查詢工具

裝備保障方案數據信息查詢工具用于向參加研討的專家提供基礎數據信息查詢服務，主要包括作戰想定信息、裝備保障方案信息、裝備使用任務信息、裝備保障對象信息、裝備保障系統信息、裝備保障仿真信息及裝備保障相關文獻資料等。

(2) 仿真結果可視化工具

裝備保障仿真運行可得出一系列參數，如裝備能執行任務率、使用可用度、任務完成概率等，這些參數中有的是總任務平均得出的，有的是階段任務完成時產生的，該工具采取不同的可視化方法對其進行合理設計，為不同專家展示不同的數據內容，輔助評價工作進行。

(3) 模型輔助分析工具

根據評價任務需要，為研討專家提供一系列的模型工具，如保障需求計算工具、保障能力預計工具、人員人力需求計算工具等，輔助研討專家完成對某些觀點的驗證。

(4) 保障方案對比分析工具

裝備保障方案組成復雜，無法直觀對待評價保障方案和備選保障方案進行有效比較，借助系統中特定的對比分析工具，對保障方案的相應部分進行逐一比較，如保障資源消耗量的對比可通過相應圖表形式進行可視化展現。

2.4 數據管理子系統

數據管理子系統提供給研討組織用戶使用，用于在研討前完成對數據庫的管理維護，完成研討所需的各類數據信息準備。其主要組成和功能如下：

(1) 研討任務數據管理

一次研討即為一個研討任務。系統支持研討任務的新建、研討任務和專家分組關聯關系的建立、研討任務的目的輸入、研討任務和保障方案的關聯關系建立等。

(2) 專家庫管理

系統對專家基本信息進行全面管理，如姓名、職務、年齡、單位、專業特長等。另外，應支持對專家在研討任務中的角色管理，包括設置專家在研討中的分組、角色(組長/組員)、意見權重等。

(3) 保障方案庫管理

系統對于需要進行研討的裝備保障方案進行形式化表示，并入庫存儲用于專家在研討過程中進行查詢分析。

(4) 參數體系管理

鑒于裝備保障方案的組成結構較為復雜，具有多個層級、多種組成要素，對保障方案的評價也需要考慮資源約束、費效比、保障效果、時間約束等多重評價標準，需要考慮維修保障能力、彈藥保障能力、器材保障能力等因素，所以系統支持采用圖形化的方式，建立和管理具有復雜樹狀結構的指標體系，并對指標體系的權重進行管理。

(5) 數據信息庫管理

對裝備保障方案綜合評價所需的各類數據信息進行有效管理，提供入庫、數據信息的增刪改等服務，保證評價數據信息的準確性和全面性。

(6) 用戶權限管理

對裝備保障方案綜合評價系統中各類用戶操作使用權限進行管理，在綜合評價工作的不同階段賦予各類用戶必要的權限，保證綜合評價工作的順利進行。

3 運用案例分析

(1) 研討主題

本次研討的主題是：利用裝備保障方案綜合評價系統，組織專家針對某部隊裝備保障方案的完整性、合理性、有效性進行評價。

研討前需要準備的數據：作戰想定；作戰裝備保障方案；作戰裝備保障方案評價標準；作戰裝備保障方案仿真結果數據。

(2) 研討角色劃分

共有1名主持人、7名專家、1名秘書參與研討活動。其身份情況見表1。

表1 參與評價人員列表Table 1 Personnel list of evaluation

(3) 研討流程

該部隊裝備保障方案研討的流程如圖2所示。

(4) 評價指標體系

在本應用中，主要從裝備保障方案的完整性、合理性、有效性3個方面對保障方案進行評價。其頂層評價指標體系如圖3所示。

圖2 該部隊裝備保障方案研討流程Fig.2 Equipment support scheme discussion process of the army

圖3 該部隊裝備保障方案評價頂層評價指標體系Fig.3 Top level evaluation index system of the army equipment support scheme

1) 裝備保障方案完整性評價體系

裝備保障方案完整性評價體系如圖4所示。

結構完整性的影響因素如表2所示。

內容規范性的影響因素如表3所示。

2) 裝備保障方案合理性評價體系

裝備保障方案合理性評價體系如圖5所示。

其中，裝備保障方案合理性評價體系中各評價指標的評判準則如圖6～13所示。

圖4 裝備保障方案完整性評價體系Fig.4 Integrity evaluation system of equipment support scheme

結構完整性要求結構完整性影響因素保障指揮結構完整性保障指揮關系,保障指揮機構編組,配置和轉移等保障力量部署結構完整性保障力量部署形式與地域,保障任務與力量區分等維修保障結構完整性維修保障關系,維修力量的配置地域與編組,維修保障配套措施等器材保障結構完整性器材保障關系,器材庫配置地域與編組,器材的籌措、儲備和補充等彈藥保障結構完整性彈藥保障關系,彈藥庫配置地域與編組,彈藥管理等運力保障結構完整性運力編組,運力實施等防衛保障結構完整性防衛任務,防衛區劃分,防衛力量編組與配置,防衛措施與方法等通信保障結構完整性通信任務,通信力量編組,通信方式等

表3 內容規范性影響因素Table 3 Influence factors of the contents specification

3) 裝備保障方案有效性評價體系

裝備保障方案有效性評價體系分為綜合保障能力參數和3個系統的參數，如圖14所示。

該指標體系的評判準則是由仿真運行后每一參數的具體取值及它們之間的相互影響關系所確定，在此不作贅述。

4) 評價方法選取

在進行裝備保障方案完整性評價時，這里主要運用Delphi法，通過設計調查問卷，組織專家對完整性指標進行相應打分。最后結合專家的業務權重和領導權重，計算出對裝備保障方案完整性的最終分值，并運用專家加權平均值、偏度值和峰度值檢查專家意見的分歧情況，保證意見的一致性和數據的可信性。

在進行裝備保障方案合理性評價時，這里采取改進的模糊綜合評判法[15-18]，其具體做法如下：

1) 權重確定

對于每一個中間層(一級)指標，建立底層(二級)指標對他的影響，該影響通過專家的比較得到，每個專家的評判結果構成一個矩陣，即建立評判矩陣。

(1)

以保障指揮順暢性為例，n的取值為5，z為1。則其中專家k給出的結果建立的判斷矩陣為

(2)

圖5 裝備保障方案合理性評價體系Fig.5 Rationality evaluation system of equipment support scheme

表4 隨機一致性指標R.ITable 4 Random consistency index R.I

如果每位專家的評判矩陣一致性都可接受，則每位專家的初始權向量構成初始權重矩陣為

(3)

以保障指揮順暢性為例，則其初始權重矩陣為

(4)

由于專家在評判過程中帶有很強的主觀因素，為了弱化專家主觀因素的影響，在確定指標權重值的過程中引入專家權重，則最終指標的權重為

(5)

式中：向量P為專家權重向量；向量W為指標最終的權向量。

2) 模糊映射確定

模糊映射是指建立指標集到評語集的數學關系模型，常用f表示。f的確定是進行評價的關鍵，通過f建立指標的模糊評判矩陣，進而實現評價。

圖6 保障指揮要求評價體系評判準則Fig.6 Evaluation criteria of support command requirements

圖7 保障力量部署要求評價體系評判準則Fig.7 Evaluation criteria of support forces deployment requirements

圖8 維修保障要求評價體系評判準則Fig.8 Evaluation criteria of maintenance support requirements

圖9 器材保障要求評價體系評判準則Fig.9 Evaluation criteria of material support requirements

確定模糊映射f常用的手段是通過統計的方式或者借助專家經驗的方式。采用問卷調查的形式，借助專家的經驗建立指標集到評語集的模糊映射。其基本步驟如下：

首先，確定評語集。本文中將評語集V設置為V={優，良，中，差}。

其次，向專家發送調查問卷。請專家對底層指標屬于“優、良、中、差”的等級進行判斷，分別統計選擇“優、良、中、差”的專家的人數。

最后，確定映射f。設參與調查的專家人數為M，對于某一指標，選擇“優、良、中、差”的人數分別為a，b，c，d，顯然a+b+c+d=M。則建立的模糊映射如圖15所示。

圖10 彈藥保障要求評價體系評判準則Fig.10 Evaluation criteria of ammunition support requirements

圖11 運力保障要求評價體系評判準則Fig.11 Evaluation criteria of transport support requirements

圖12 防衛保障要求評價體系評判準則Fig.12 Evaluation criteria of defense support requirements

圖13 通信保障要求評價體系評判準則Fig.13 Evaluation criteria of communication support requirements

圖14 裝備保障仿真評估參數體系Fig.14 Evaluation parameter system of equipment support simulation

圖15 模糊映射圖Fig.15 Fuzzy mapping figure

3) 模糊評判矩陣構建

對于二級指標，建立如下的模糊評判矩陣為

(6)

式中：Ri為第i個一級指標的模糊評判矩陣；m為對應第i個頂層指標中包含的二級指標的個數。評價體系中包含了保障指揮渠道暢通等8各一級指標，則i=1，2，…，8，j表示評價等級，本文中評語集中有4個等級，則j=1，2，3，4。

(7)

式中：xj為選擇j等級的專家數；M為專家總數。

以保障指揮順暢性為例，其中包含了保障指揮關系完備明確等5個二級指標。則建立的模糊評判矩陣為

由權重計算方法，確定二級指標的權重向量為

(8)

式中：Wi為一級指標中所包含的二級指標的權重向量，以指標保障指揮渠道順暢為例，則i為1，m為5。

保障指揮渠道順暢等一級指標評判向量為

式中：ri1，ri2，…，ri4分別為保障指揮渠道順暢等一級指標，在評語集中各評價等級所占的百分比，利用最大隸屬度原則，結合給出的評語集，可以得到反映專家評審團對保障指揮渠道順暢等各一級指標評價結果。

4) 模糊評價算子確定

針對不同的問題，所采用的模糊評價算子不盡相同。本文提出了一種基于“加權和”概念的評價算子，對最后的評價結果進行綜合。

(9)

式中：W表示保障指揮順暢等8個一級指標的權重向量。

(10)

式中：R為裝備保障方案合理性評判矩陣裝備。

保障合理性的綜合評價結果B為

(11)

式中：r1，r2，r3，r4分別為裝備保障方案合理性在評語集中各評價等級所占的百分比，最后利用最大隸屬度原則，結合給出的評語集，可以得到反映專家評審團對裝備保障方案合理性的評價結果。

在進行裝備保障方案有效性評價時，這里主要以前期開發的裝備保障仿真系統給出的一系列仿真結果作為評價依據，在本文不予贅述。

(5) 研討過程

1) 任務背景介紹

主持人通過電子白板發布研討任務，專家瀏覽相關資料，隨后秘書啟動研討流程，組織專家進行保障方案評價工作。

2) 發布相關信息

研討開始后，專家通過電子白板展開第一輪的研討工作，形成初步的共識并制定相應的研討方案，如圖16所示。

3) 確定問題分解策略和專家分組

通過初步研討，通過投票等方法形成研討任務的分解策略和人員分工安排，如圖17所示。

4) 子任務專家討論

在總體研討之后，秘書通過推進研討流程，使得專家進入各小組研討空間針對各自任務展開進一步研討，通過查看相應信息資料和仿真數據、整體研討、運用模型驗證結論等活動，在研討完成后依據研討形成的評價指標體系對保障方案的相應模塊進行打分，如圖18所示。

圖16 專家針對研討任務開展討論Fig.16 Experts to discuss the task for discussion

圖17 秘書發起針對問題分解策略的投票Fig.17 Secretary initiated a vote on the problem decomposition strategy

圖18 專家基于評價體系對方案進行評分Fig.18 Experts grading the scheme based on the evaluation system

5) 形成子任務結論

在評分結束后依據專家權重形成最終的評分結果，并組織專家進行討論形成本組研討的最終結論并由秘書進行記錄整理。

6) 匯總形成研討結論

在各組都完成研討工作后，由秘書對各組形成的結論進行整理和總結，并生成意見匯總表，待主持人審批后發布給專家們查看，如圖19所示。

圖19 主持人審批秘書提交的專家研討意見匯總Fig.19 Host reviewed and approved the results of discussion opinions

4 結束語

通過組織7名專家進行面向某部隊裝備保障方案的方案評價研討活動，對裝備保障方案綜合評價系統的功能進行了全面的檢驗，對裝備保障方案評價活動的組織流程、評價指標體系進行了驗證。該運用示例證明，裝備保障方案綜合評價系統能夠支撐多名專家在分布式環境下進行的裝備保障方案評價活動，通過流程牽引和群決策工具的支持，保證了方案評價活動的科學性、規范性、有效性；通過為專家提供大量的數據信息、知識經驗、模型等輔助決策支持，較好地體現了人機結合的綜合集成研討廳思想。

同時通過案例驗證，也反映出了方案綜合評價系統所存在的一些不足之處，主要包括：為專家提供的數據可視化輔助決策能力不足，群決策工具集有待進一步豐富，輔助決策的模型、工具還急需擴充等，有待在日后的研究工作中完善提高。

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Application Analysis of Comprehensive Evaluation System for Equipment Support Scheme

CHEN Yu-qi1，FU Bo1，ZHAO Xiao-tong2

(1.Ordnance Engineering College，Hebei Shijiazhuang 050003，China；2.Military Representative Office of PLA in 119 Factory，Liaoning Shenyang 110000，China)

The comprehensive evaluation system for equipment support scheme is designed to analyze and optimize the equipment support scheme scientifically and reasonably. Based on the detailed description of the features and functions of the system, through a number of experts coordination, using the system to carry out the evaluation of specific equipment support program, the feasibility of the equipment support scheme is verified, and the improvement of the system for the next step is found.

equipment support concept；comprehensive evaluation；evaluation system；expert synergy；application verification；feasibility

2016-07-12；

2016-09-30

陳宇奇(1992-)，男，山東煙臺人。碩士生，研究方向為裝備維修保障理論與應用

通信地址：264000 山東省煙臺市芝罘區東山街道長生西路37號 E-mail：475809936@qq.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2017.03.025

TB114.3

A

1009-086X(2017)-03-0155-12