高 嵐，李 俊，宋慶國(guó)

（武漢理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，武漢430063）

海洋更清潔、船舶更安全是當(dāng)今航運(yùn)業(yè)的兩大主題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，船舶上的硬件（指機(jī)電設(shè)備、導(dǎo)航儀器、自動(dòng)控制設(shè)備等）已達(dá)到了相當(dāng)完善、可靠的程度。船舶能否安全、高效、經(jīng)濟(jì)地營(yíng)運(yùn)，直接取決于管理者的管理水平。

1 輪機(jī)管理的管理模式及現(xiàn)狀

1.1 四代管理模式

第一代管理：行為管理。它采用最簡(jiǎn)單、最原始的方法進(jìn)行管理：自己干。當(dāng)獨(dú)自工作時(shí)，這一管理模式適用。第二代管理：指導(dǎo)性管理。這種方法通過(guò)專家指導(dǎo)其他人工作來(lái)調(diào)整自己的時(shí)間，并能使工作保持專家的水準(zhǔn)。當(dāng)雇傭新手時(shí)，需要嚴(yán)格地監(jiān)督和詳細(xì)地指導(dǎo)，這一管理模式適用。第三代管理：結(jié)果管理。在這種管理方法中，管理者告訴執(zhí)行者完成某項(xiàng)任務(wù)所要達(dá)到的預(yù)期結(jié)果，以及什么時(shí)候完成這一任務(wù)，然后由執(zhí)行者自己決定如何去實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。這是目前廣為運(yùn)用的一種方法。為了達(dá)到預(yù)定結(jié)果，執(zhí)行者有時(shí)求助于扭曲機(jī)制和篡改數(shù)據(jù)的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果。第四代管理：質(zhì)量、科學(xué)方法和團(tuán)隊(duì)一體化相結(jié)合的綜合管理。它避開(kāi)了第一代管理中對(duì)生產(chǎn)能力的限制、第二代管理中的微觀管理問(wèn)題以及第三代管理中扭曲機(jī)制和篡改數(shù)字的問(wèn)題。但怎樣有效合理地把質(zhì)量、科學(xué)方法和團(tuán)隊(duì)一體化結(jié)合起來(lái)，目前還沒(méi)有一套完整有效的體系［1-2］。

1.2 船舶輪機(jī)管理的現(xiàn)狀

現(xiàn)在遠(yuǎn)洋船舶管理體系執(zhí)行的是ISM（國(guó)際安全管理）規(guī)則體系文件和程序文件。ISM規(guī)則是在海上安全和防止污染為加強(qiáng)管理的一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它采用國(guó)際質(zhì)量管理原理，將公司安全運(yùn)行活動(dòng)歸納成一套安全管理體系，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)規(guī)范化、工作程序化和行為文件化；從而將一切安全和防污染活動(dòng)置于嚴(yán)格控制之下。它的側(cè)重點(diǎn)就在于加強(qiáng)安全管理，提高公司人員和船員的素質(zhì)，來(lái)防止或減少由于管理不當(dāng)或操作不慎而引起的海難事故［3］。ISM規(guī)則的缺陷是太程序化，過(guò)少地考慮人的因素。該規(guī)則只注重結(jié)果，相當(dāng)于第三代管理模式。船舶在具體實(shí)施這一規(guī)則時(shí)，為了達(dá)到ISM規(guī)則所規(guī)定的目標(biāo)，總是以各種手段來(lái)篡改數(shù)據(jù)，做一些表面的文章來(lái)掩蓋機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際狀況，從這種意義上來(lái)說(shuō)，ISM管理體系還不是很完美，需要進(jìn)一步地完善。

由于船舶輪機(jī)系統(tǒng)屬性多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以完全采用定量方法或簡(jiǎn)單歸結(jié)為費(fèi)用、效益或效率進(jìn)行優(yōu)化分析與評(píng)價(jià)，也難以在任何情況下，做到使輪機(jī)系統(tǒng)具有單一層次結(jié)構(gòu)。這時(shí)需要首先建立多要素、多層次的分析系統(tǒng)，并采用定性與定量結(jié)合的方法，使輪機(jī)這一復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)明朗化。

2 模糊層次分析法

這時(shí)采用層次分析法（AHP）來(lái)進(jìn)行分析無(wú)疑是可行的。層次分析法（AHP）是一種將定性分析與定量測(cè)度結(jié)合起來(lái)的多目標(biāo)決策分析方法，是解決復(fù)雜系統(tǒng)決策的有效工具，然而遇到不確定性和模糊性因素較多的問(wèn)題時(shí)，難免受到打分者主觀判斷的影響，與實(shí)際情況偏差較大。因此對(duì)判斷矩陣的權(quán)重通過(guò)技術(shù)處理，使其模糊化，且能在一定范圍內(nèi)變化，所得結(jié)果會(huì)更符合實(shí)際。這種方法就是模糊層次分析法，它比層次分析法更合理，更精確，而且也克服人為的主觀判斷的影響。因此模糊層次分析法為第四代輪機(jī)管理提供理論依據(jù)，應(yīng)用在輪機(jī)管理中是合理可行的。

2.1 三角模糊數(shù)的定義及運(yùn)算

定義1：若M＝（l，m，u），其中0＜l≤m≤u，稱M為一個(gè)三角模糊數(shù)，其隸屬函數(shù)表示為［4］：

定義2：設(shè)有模糊數(shù) M1＝（l1，m1，u1），M2＝（l2，m2，u2），則 M1≥M2的可能度為：

其中λ∈［0，1］，λ值的大小取決于決策者的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度。當(dāng)λ＞0.5時(shí)，稱決策者是追求風(fēng)險(xiǎn)的；當(dāng)λ＝0.5時(shí)，稱決策者是風(fēng)險(xiǎn)中立的；當(dāng)λ＜0.5時(shí)，稱決策者是討惡風(fēng)險(xiǎn)的；特別地，當(dāng)λ＝1時(shí)，稱p（M1≥M2）為 M1≥M2的悲觀可能度；當(dāng)λ＝0時(shí)，稱p（M1≥M2）為M1≥M2的樂(lè)觀可能度。本文取λ＝0.5。

2.2 模糊層次分析法的計(jì)算步驟

1）按問(wèn)題要求建立一個(gè)描述系統(tǒng)功能或特征的內(nèi)部獨(dú)立的遞階層次結(jié)構(gòu)模型。

2）通過(guò)專家打分和向管理人員調(diào)查，建立模糊判斷矩陣。模糊判斷矩陣包括同一層各因素的因素判斷矩陣，以及與該層相關(guān)聯(lián)的外層因素形成的方案判斷矩陣。打分規(guī)則為，①對(duì)不能量化的因素，查詢比例標(biāo)度表確定分值大?。ㄒ?jiàn)表1）；②有數(shù)字指標(biāo)時(shí)，可用兩指標(biāo)的比值作為權(quán)重。如指標(biāo)5.5／2.2＝ 2.5，?。?，2.5，3）為模糊權(quán)重。模糊判斷矩陣具有互反性質(zhì)，設(shè)A＝（aij）n×n是判斷矩陣，aij＝（lij，mij，uij）則有［5］

3）求局部因素模糊權(quán)重向量S和局部方案模糊權(quán)重矩陣F，形成局部權(quán)重向量N＝S×F，依此方法從最底層開(kāi)始逐層向上計(jì)算，得到綜合方案權(quán)重向量Q［4］。局部因素模糊權(quán)重向量S＝［S1，S2，…，Sn］由公式（3）求得，Sk表示局部因素模糊權(quán)重。

局部方案模糊權(quán)重為：

Fkt表示第t個(gè)方案對(duì)第k因素的局部方案權(quán)重值，t＝1，2，…，T，形成局部方案權(quán)重矩陣F＝［Fkt］n×T。

4）根據(jù)可能度公式（2）建立綜合權(quán)重排序矩陣P，按照排序公式（5）計(jì)算，得到最終的方案排序向量ω，根據(jù)權(quán)重的大小值，判斷各方案的優(yōu)劣［5］。其排序向量ω＝（ω1，ω2，…，ωT）由向量ωi組成。

3 應(yīng)用

3.1 船舶輪機(jī)系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)模型

在對(duì)船舶的船員、機(jī)電設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了由機(jī)艙人員、機(jī)電設(shè)備和環(huán)境構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)模型，見(jiàn)圖1。

圖1 輪機(jī)系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)

建立了船舶輪機(jī)系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)，目的是通過(guò)模糊AHP來(lái)分析如何使輪機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮最佳效能。這時(shí)就要考慮經(jīng)濟(jì)、安全等方面的因素，也就是從輪機(jī)系統(tǒng)管理的整體效率狀況來(lái)進(jìn)行分析，并考慮到在環(huán)境保護(hù)方面等等。于是把輪機(jī)系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為評(píng)價(jià)輪機(jī)系統(tǒng)管理效率的遞階層次，見(jiàn)圖2。

由于篇幅有限，只給出船舶在進(jìn)出港的狀況，并且考慮的主要因素是船舶安全圖3。

3.2 構(gòu)造模糊判斷矩陣

為使判斷定量化，關(guān)鍵在于使任意兩個(gè)方案關(guān)于某一準(zhǔn)則的相對(duì)優(yōu)越程度得到定量描述。必須仔細(xì)反復(fù)比較同一層任意兩個(gè)元素，哪個(gè)元素重要一些，重要程度是多少，并對(duì)重要程度賦予一定權(quán)值，一般采用1～9標(biāo)度法（見(jiàn)表1）。由專家打分給出的兩兩比較判斷矩陣表，見(jiàn)表2～4。

表2 進(jìn)出港時(shí)輪機(jī)管理水平指標(biāo)因素判斷矩陣

表3 管理制度指標(biāo)因素判斷矩陣

表4 管理制度指標(biāo)方案判斷矩陣

由圖3可見(jiàn)，只以管理制度指標(biāo)C2為例，管理制度指標(biāo)C2下有兩個(gè)因素：P4（崗位操作規(guī)程執(zhí)行情況），P5（工作記錄完整情況）；通過(guò)專家打分，得到因素判斷矩陣和方案判斷矩陣。依照此原理各因素都有一個(gè)因素矩陣和方案判斷矩陣。

3.3 計(jì)算因素權(quán)重向量和方案權(quán)重矩陣

依公式（3）求得局部因素模糊權(quán)重向量為：

同理，由（4）式求得局部方案權(quán)重矩陣為：

那么局部權(quán)重向量為N＝S×F＝［（0.525，0.802，1.221）］。N表示管理制度指標(biāo)方案中因素的權(quán)重大小，給出逐層計(jì)算求出各因素的局部權(quán)重向量，就可以得到綜合方案權(quán)重向量Q。

3.4 計(jì)算方案排序向量

依公式（2）建立綜合權(quán)重排序矩陣P，由排序公式（5）計(jì)算得到最終的方案排序向量

4 結(jié)論

最終的方案排序向量的結(jié)果分析，在船舶進(jìn)出港時(shí)輪機(jī)系統(tǒng)中各要素重要性的排列順序應(yīng)為P1-P4-P3-P2-P9-P5-P8-P7-P6，并且P1要優(yōu)先得多，即在船舶進(jìn)出港時(shí)，機(jī)械設(shè)備的整機(jī)性能應(yīng)處于比其它因素都高的地位。其次是崗位操作規(guī)程執(zhí)行情況，說(shuō)明在進(jìn)出港期間，應(yīng)嚴(yán)格按照駕駛臺(tái)的命令操縱主機(jī)及其它機(jī)械設(shè)備。還可以看出，在人員指標(biāo)方面，輪機(jī)部各成員的合作程度所占的權(quán)重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它因素，這就說(shuō)明了人員的合作，即輪機(jī)部的團(tuán)隊(duì)一體化的環(huán)境對(duì)輪機(jī)部整個(gè)系統(tǒng)的重要性，從而也說(shuō)明了人為因素的科學(xué)性。

這一分析結(jié)果與實(shí)際船舶在進(jìn)出港時(shí)的管理是一致的，且各因素得到具體的量化。這說(shuō)明了用模糊層次分析法來(lái)對(duì)輪機(jī)管理進(jìn)行分析這個(gè)方法是可行的，具有實(shí)用的價(jià)值。將該方法編譯成軟件，由輪機(jī)長(zhǎng)和專家打分后對(duì)各船舶的機(jī)艙進(jìn)行全面分析，根據(jù)得出結(jié)論并結(jié)合ISM規(guī)則由輪機(jī)長(zhǎng)具體實(shí)施管理，解決輪機(jī)管理中的量化問(wèn)題。進(jìn)而將該方法推廣到全船，由船長(zhǎng)組織實(shí)施管理，能為船舶營(yíng)運(yùn)提供最佳的管理方法，為航運(yùn)企業(yè)獲得最大的利益。

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