摘 要：為了科學客觀的評價民用航空器維修單位安全質量狀況，通過分析傳統(tǒng)物元可拓模型在航空維修安全質量評估中的不足和局限，引入變權理論和貼近度函數(shù)構建了改進變權物元可拓模型進行航空維修安全質量綜合評價，減少了綜合評價時主觀因素的影響以及彌補了關聯(lián)度函數(shù)計算時導致的評價結果偏差。以某航空維修單位安全質量指標（SQI）實測數(shù)據(jù)為例，評價結果顯示其安全質量等級為良好，但具有向中等等級發(fā)展的趨勢，評價結果顯示該模型具有可行性。

關鍵詞：航空維修；安全質量評價；改進物元可拓模型；變權理論

引言

民航運輸量的快速增長使得注冊在用航空器數(shù)量的不斷增加，從而帶動機務維修業(yè)務市場的迅速發(fā)展，目前國內(nèi)獲得CCAR-145部批準的維修單位數(shù)量已有397家[1]（包含36家航空公司自有維修單位）。航空公司需要依據(jù)維修單位的安全質量狀況選擇委托單位在非主運營基地進行航線保障工作，民航持續(xù)適航監(jiān)管部門需要通過評估維修單位安全狀況進行安全監(jiān)管。因此，如何科學合理的評價航空維修安全質量就顯得非常必要。

目前，主要有灰色理論方法[2-3]、模糊理論方法[4-6]、集對分析方法[7-8]、人工智能評價方法[9-10]等方法對航空維修安全質量進行綜合評價?；疑碚摲椒ㄊ腔诓煌耆虿淮_定的統(tǒng)計信息對航空維修安全質量進行評估，而基于模糊理論構建的相關評價模型在評價過程中都是通過主管賦權確定評價數(shù)據(jù)，會對最終評價結果的準確性產(chǎn)生一定的影響；集對分析方法在評價過程中其表征相異度系數(shù)i的取值多依據(jù)經(jīng)驗，確定取值問題沒有科學的方法[11]，需要深入研究；人工智能評價方法全部選擇客觀數(shù)據(jù)進行樣本訓練，但對樣本數(shù)量要求較大，而且運算過程屬于黑箱操作，所構建的模型物理意義無法進行有效論證；航空維修安全質量狀況是個動態(tài)的過程，是不斷發(fā)展變化的，以上評價方法的結果只是給出了一個靜態(tài)的評定結果，并不能看出安全質量狀況的發(fā)展趨勢及變化特征。

物元可拓模型[12]是基于物元分析理論和可拓工程方法，選取待評物元特征作為評價指標，并利用指標實測數(shù)據(jù)計算待評對象隸屬等級的一種評價模型，評價結果不僅能給出待評對象所屬評價等級，還能看出其發(fā)展變化趨勢。文章引入物元可拓模型構建綜合評價模型對航空維修安全質量等級進行評價，并針對傳統(tǒng)模型中指標權重的確定和關聯(lián)度的計算進行改進，利用客觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算待評指標權重，通過計算貼近度確定評定等級，計算等級特征值判定航空維修安全質量等級發(fā)展趨勢。

1 綜合評價模型的構建

1.1 傳統(tǒng)物元可拓模型的不足

傳統(tǒng)物元可拓模型認為所有對象均可由事物、特征、量值表征[12]，開創(chuàng)了一種新的評價事物的思路，并成功應用于眾多評價項目中，模型依據(jù)關聯(lián)度函數(shù)計算方法，利用待評物元指標實測數(shù)據(jù)計算其隸屬等級。但是，引入傳統(tǒng)物元可拓模型評價航空維修安全質量存在著一定的局限和缺點：

（1）模型在計算過程中需要各指標的權重系數(shù)，傳統(tǒng)物元可拓模型針對指標權重的確定通常使用專家打分法、層次分析法等主觀賦權法，航空維修安全質量評價指標均是具有實測數(shù)據(jù)的定量指標，主觀賦權得出的最終評價結果很難準確客觀的反應真實的維修安全質量狀況。

（2）傳統(tǒng)物元可拓模型最終通過計算關聯(lián)度函數(shù)確定待評物元隸屬的評定等級。關聯(lián)度函數(shù)是以模糊隸屬度函數(shù)為基礎引申而來，所以評價模型的本質是根據(jù)計算隸屬度并基于最大化準則確定評定等級。最大隸屬原則是評定模糊對象等級時的近似處理，有可能損失待評物元的某些信息，當航空維修安全質量各評價指標計算結果相差不大時，可能損失評價信息，從而有可能出現(xiàn)計算結果的誤差。

針對第（1）點的局限性，文章引入變權理論[13]確定各評價指標的權重，以此減少確定評價指標權重時的主觀性；針對第（2）點的不足，引入貼近度準則[14]替代關聯(lián)度函數(shù)進行計算。

1.2 改進型模型的評價步驟

利用改進變權物元可拓模型進行航空維修安全質量綜合評價，需要根據(jù)專家意見和企業(yè)維修經(jīng)驗將航空維修安全質量分為j個評定等級，并確定每個待評指標對應的經(jīng)典域和節(jié)域；再根據(jù)各指標的實際數(shù)據(jù)，通過變權綜合運算模型計算出權重系數(shù)；最后，依據(jù)各評價指標實測值，按照模型公式計算對于各評定等級的貼近度，貼近度最大的等級即是最終的評定等級，根據(jù)等級變量特征值判斷出變化趨勢。

物元可拓模型通過有序三元組R=（事物，特征，量值）=（P，C，V）描述基本事物。評價基本步驟如下：

（1）確定經(jīng)典域和節(jié)域物元

（1）

式中：Pj為第j個評價等級；c1，c2，…，cn為Pj的n個不同特征；v1j，v2j，…，vnj為各評價指標對應的經(jīng)典域；aij和bij為vij的取值邊界。

令

（2）

式中：P為評價對象等級的全體；vp1，vp2，…，vpn為各評價指標對應的節(jié)域。

（2）確定待評物元

用R0表示待評事物；v1，v2，…，vn分別是事物P0關于指標c1，c2，…，vpn的量值，即待評事物相對各指標的具體數(shù)據(jù)。把所有數(shù)據(jù)用物元表示為：

（3）

（3）確定權重

變權理論適用于計算具有客觀數(shù)值的定量化評價指標，計算過程首選需要構建變權綜合運算模型，根據(jù)因素空間理論有：

設W=（w1，w2，…，wn）為因素常權變量，X=（x1，x2，…，xn）為因素狀態(tài)變量，S（X）=（S1（X），S2（X），…，Sn（X））為狀態(tài)變權向量，則變權向量W（X）=（W1（X），W2（X），…，Wn（X））可用W和S（X）的Hadamard積表示，即

（4）

式中：i=1，2，…，n，Si（X）=e■ 。

為體現(xiàn)航空維修安全質量評價指標在綜合評價過程中的均等性，擬將各評價指標的因素常權變量按相等處理。根據(jù)指標的實測數(shù)據(jù)進行計算。則其權重的計算公式為

（5）

式中： 。

為體現(xiàn)航空維修安全質量評價指標在綜合評價過程中的均等性，設定？琢=-1。

（4）確定待評事物各具體指標關于各等級的貼近度值。

根據(jù)文獻[14]對貼近度函數(shù)構建的分析，根據(jù)其非對稱貼近度公式（p=1）得：

（6）

式中：N為貼近度；D為距離；wi為權重。

則航空維修安全質量對應于各評定等級的貼近度值為

（7）

（8）

式中：Dj（v'i）為R0與各評定等級的距離；wi（X）為評價指標的權重；n為評價指標的個數(shù)。

（5）等級評定。

根據(jù) 得，航空維修安全質量屬于j'等級。

令

（9）

可得航空維修安全質量評定等級特征值計算公式如下：

（10）

根據(jù)j*的值可以判斷航空維修安全質量等級的發(fā)展變化趨勢。

2 實例應用

2.1 確定評價指標體系

航空維修安全質量評價是一個多準則、多目標的決策問題，其過程也同樣是一個涉及多因素、多目標的評價與決策過程。目前國外多選取定量化的實測指標對維修安全質量進行綜合評價，并開發(fā)出了一系列成熟的評價系統(tǒng)[15]。國內(nèi)航空公司及專業(yè)維修單位在借鑒國外經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)航空維修統(tǒng)計實際數(shù)據(jù)，通常以安全性指標（SI）和維修質量指標（QI）為基礎確定航空維修安全質量指標（SQI）體系[8，16-17]。文章以某航空維修單位的SQI實測數(shù)據(jù)進行分析，航空維修安全質量評價指標祥見圖1。根據(jù)專家意見，航空維修安全質量分為4個評定等級：優(yōu)秀、良好、中等、較差。

2.2 確定經(jīng)典域、節(jié)域和待評價物元

（1）經(jīng)典域的建立。航空維修安全質量評價指標中指標（c1～c10）的各等級經(jīng)典域根據(jù)維修單位實際執(zhí)行標準，結合專家意見來確定，各評定等級的經(jīng)典域如下：

（2）節(jié)域RP的建立。取（1）中R1的各指標等級取值的下限和R2經(jīng)的各指標等級取值的上限結合即為其節(jié)域RP。

（3）待評物元R0的建立。航空維修單位提供的待評數(shù)據(jù)即為R0。

2.3 確定權重系數(shù)

根據(jù)式（5）計算可得航空維修安全質量指標（c1～c10）的權重系數(shù)，祥見表1。

2.4 計算貼近度函數(shù)值

首先根據(jù)式（8）計算得評價等級距離Dj（vi'），結果如表1所示。然后根據(jù)式（7）得R0與四個評定等級的貼近度值為

2.5 確定航空維修安全質量等級

根據(jù)2.4中計算結果，可得出N2（p0）=max{Nj（p0）}=0.997866，則該航空維修單位航空維修安全質量等級為良好，根據(jù)式（9）、（10）計算得j*=2.73>2.5，得出其安全質量偏向于中等等級的程度較大，具有向下一等級發(fā)展的趨勢。

3 結束語

（1）文章針對傳統(tǒng)物元可拓模型的局限和缺點進行了改進，構建了改進的航空維修安全質量綜合評價模型。通過引入貼近度函數(shù)替代關聯(lián)度函數(shù)，使得航空維修安全質量評價結果更加準確；利用客觀數(shù)據(jù)通過變權綜合模型計算待評指標權重系數(shù)，減少了綜合評價時主觀因素的影響。（2）利用SQI指標實測值，對某航空維修單位安全質量進行評價，得出其安全質量等級為良好，但具有向中等等級發(fā)展變化的趨勢。

參考文獻

[1]陳新鋒，楊海濤，韋藝.中國民航維修系統(tǒng)資源及行業(yè)發(fā)展報告[J].航空維修與工程，2013，5（1）：20-25.

[2]樊虎，宋筆鋒，韓斐.航空維修安全性評價的一種新模型[J].科學技術與工程，2008，8（13）：3664-3667.

[3]陳勇剛.基于灰熵分析法的航空公司維修安全質量影響因素分析[J].安全與環(huán)境學報，2013，13（1）：267-270.

[4]魏德才.基于模糊貼近度和熵權的航空裝備維修安全綜合評價[J].中國安全科學學報，2012，22（2）：107-111.

[5]王永剛，毛覃超.基于模糊網(wǎng)絡分析的民航機務安全評價[J].中國安全生產(chǎn)科學與技術，2012，8（10）：197-203.

[6]Yong Deng，Jia Xiong，Ping Fu.Airline Safety Evaluation Based on Fuzzy TOPSIS[J].Intelligence and Safety Informatics，2007，4（30）：282-287.

[7]高 ，孫德翔，邢國平，等.基于集對分析的航空裝備維修安全綜合評估[J].飛機設計，2013，33（1）：68-73.

[8]王淼，孫德翔，常浩，等.軍用飛機維修安全質量綜合評估[J].火力指揮與控制，2011，36（9）：149-152.

[9]李飛敏，魏新科，徐小芳.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的維修性評估方法[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，12（1）：1-2.

[10]Feng Qiang，Li Songjie，Sun Bo. A multi-agent based intelligent configuration method for aircraft fleet maintenance personnel [J]. Chinese Journal of Aeronautics，2014，27（2）：280-290.

[11]張澤中，齊青青.集對分析綜合評價方法的改進及其應用[J].節(jié)水灌溉，2010，10（1）：16-19.

[12]蔡文，楊春燕，林偉初.可拓工程方法[M].北京：科學出版社，1997.

[13]李洪興.因素空間理論與知識表示的數(shù)學框架（VIII）[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學，1995，9（3）：1-9.

[14]張曉平.基于貼近度的模糊綜合評判結果的集化[J].山東大學學報：理學版，2004，39（2）：25-29.

[15]IATA.IOSA Standards Manual [EB/OL].http：//www.iata.org/NR/rdonlyres/E3C8A673-8C50-4C32-899B-3EE54BFC4568/0/ISM_2nd_Edition.zip，2009-03-01

[16]雍成喜，鄭茂寬.基于可靠性和安全性的民用飛機維修質量評價體系研究[J].航空維修與工程，2013，2（1）：90-92.

[17]張軍，賀利.民航維修安全質量綜合評估與預測[J].中國民航大學學報，2007，25（6）：5-8.