郭　杰，何新華，王鈺博

(裝甲兵工程學(xué)院，北京　100072)

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武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益評(píng)估方法研究

郭杰，何新華，王鈺博

(裝甲兵工程學(xué)院，北京100072)

摘要：武器裝備科研項(xiàng)目需要合理配置和科學(xué)規(guī)劃，以提高其總體效益；針對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生的效益大多難以量化的問題，在分析武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益分布和構(gòu)成的基礎(chǔ)上，結(jié)合某科研項(xiàng)目的實(shí)際情況，提出了基于AHP-PCE的武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益評(píng)估方法，既給出了各個(gè)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，又直接給出了項(xiàng)目完成品質(zhì)、促進(jìn)情況、服務(wù)情況的準(zhǔn)確評(píng)估，較好地解決模糊的、難以量化的問題。

關(guān)鍵詞：科研項(xiàng)目；綜合效益；評(píng)估；AHP-PCE

近年來，隨著武器裝備科研項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)逐年增加，部分科研成果在部隊(duì)推廣應(yīng)用，科研工作取得顯著成效。但隨著武器裝備科研項(xiàng)目的增多，合理配置和科學(xué)規(guī)劃顯得十分重要，針對(duì)這些問題開展科學(xué)的綜合效益分析和評(píng)估研究，采用定量化的手段分析歷年來科研項(xiàng)目數(shù)據(jù)，總結(jié)項(xiàng)目規(guī)劃和管理方面好的經(jīng)驗(yàn)和存在問題，并研究提出解決的辦法，為武器裝備科研在未來一個(gè)時(shí)期內(nèi)更好地服務(wù)軍隊(duì)建設(shè)和軍隊(duì)科研職能轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐，具有十分重要的意義。在武器裝備科研綜合效益評(píng)估中，涉及到大量的復(fù)雜現(xiàn)象和多種因素的相互作用，評(píng)估中存在大量的模糊現(xiàn)象和模糊概念[1]，需要用模糊綜合評(píng)估法進(jìn)行定量處理，但權(quán)重通常需要專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來確定并不最佳，用層次分析法來確定權(quán)重更好，更能提高模糊綜合評(píng)估的準(zhǔn)確性。為此，本文采用層次分析法和模糊綜合評(píng)估法(AHP-PCE)相結(jié)合的方法確定武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益指標(biāo)體系并確定各指標(biāo)權(quán)重，旨在提高決策的科學(xué)性和可靠性。

1武器裝備科研項(xiàng)目綜合評(píng)估指標(biāo)體系建立

1.1效益的界定

效益是指項(xiàng)目對(duì)國民經(jīng)濟(jì)所作的貢獻(xiàn)，它包括項(xiàng)目本身得到的直接效益和由項(xiàng)目引起的間接效益。然而如何認(rèn)識(shí)武器裝備科研效益這個(gè)概念，有其獨(dú)特的內(nèi)涵和規(guī)律。武器裝備科研綜合效益目標(biāo)是多元化的，涉及范圍很廣，既有軍事效益、技術(shù)效益，也有經(jīng)濟(jì)效益。武器裝備科研綜合效益構(gòu)成中，軍事效益是第一位的，起主導(dǎo)作用的；而經(jīng)濟(jì)效益則是服從于軍事效益、為軍事效益服務(wù)的。這是因?yàn)?，軍?duì)擔(dān)負(fù)著保衛(wèi)國家領(lǐng)土完整、鞏固國家政權(quán)的神圣職責(zé)，軍費(fèi)來源于國家財(cái)政撥款，而國家軍費(fèi)投入的目的在于加強(qiáng)軍隊(duì)建設(shè)，提高戰(zhàn)斗力，以保證其履行職責(zé)的需要。因此，講求軍事效益是軍事活動(dòng)包括軍事經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的根本目的。軍事領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益作為經(jīng)濟(jì)范疇，又區(qū)別于其他經(jīng)濟(jì)效益。它是從經(jīng)濟(jì)范疇的角度研究和分析軍事經(jīng)濟(jì)效益的尺度，是對(duì)軍事領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)估方式。所以說經(jīng)濟(jì)效益必須服從并服務(wù)于軍事效益。

1.2效益評(píng)估指標(biāo)體系

武器裝備科研單項(xiàng)效益指標(biāo)是根據(jù)對(duì)科研項(xiàng)目計(jì)劃整體分析，科研計(jì)劃在某一單項(xiàng)使用目標(biāo)上達(dá)到的程度。主要單項(xiàng)效益指標(biāo)(二級(jí)指標(biāo))如下：完成情況；推廣應(yīng)用情況；獲獎(jiǎng)情況；水平情況；技術(shù)創(chuàng)新情況；項(xiàng)目類型；軍兵種裝備；裝備來源；裝備生命周期；應(yīng)急作戰(zhàn)部隊(duì)裝備；軍民一體化；裝備信息化；符合“五項(xiàng)職能”；“兩成兩力”建設(shè)軍事斗爭(zhēng)裝備準(zhǔn)備。

武器裝備科研綜合效益主要從項(xiàng)目完成的品質(zhì)水平、對(duì)技術(shù)理論的促進(jìn)程度、服務(wù)裝備服務(wù)部隊(duì)的程度3個(gè)方面來重點(diǎn)考慮，就這3個(gè)1級(jí)指標(biāo)采用層次法聚合以上單項(xiàng)指標(biāo)，進(jìn)行詳細(xì)說明如表1所示。

采用單項(xiàng)效益指標(biāo)和綜合效益指標(biāo)衡量科研效益主要優(yōu)勢(shì)是：

一是正確地反映了武器裝備科研效益內(nèi)涵?？蒲行б娴睦斫庥泻芏喾矫婧秃芏鄬哟?，單項(xiàng)效益可以解決各個(gè)層面上的需求，綜合效益則更加像一個(gè)定量化的定性指標(biāo)，能夠總體反應(yīng)科研效益水平，二者緊密聯(lián)系、不可分割。忽略任何一個(gè)方面，就等于割裂了二者之間的有機(jī)聯(lián)系。

二是恰當(dāng)?shù)胤从沉宋淦餮b備科研效益的基本屬性?？蒲行б娴谋举|(zhì)屬性就是如何合理、有效地利用有限的資源，使其充分滿足裝備維修領(lǐng)域的各種需求。單一方面的分析理解都是不完全的，在實(shí)際應(yīng)用中是沒有意義的。

三是客觀地反映了武器裝備科研的發(fā)展趨勢(shì)?？蒲行б嬖u(píng)測(cè)的目的是為今后裝備發(fā)展和保障提供決策依據(jù)，武器裝備科研項(xiàng)目效益數(shù)據(jù)與項(xiàng)目數(shù)量的比較可以客觀的反映這一趨勢(shì)。

表1　武器裝備科研綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系

2基于AHP-PCE的評(píng)估方法

模糊綜合評(píng)估方法(FCE)是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法[2]。但是FCE計(jì)算前提條件是要確定復(fù)雜問題中多個(gè)相互影響的評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，F(xiàn)CE直接給出這些權(quán)重十分困難。而19世紀(jì)70年代美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出的層次分析法[3](AHP)正是擅長(zhǎng)通過分析問題，將復(fù)雜問題分解為多個(gè)子問題，通過兩兩比較并最終給出各指標(biāo)權(quán)重。為此結(jié)合上述兩種方法提出基于AHP-PCE的評(píng)估方法，能夠適用于解決武器裝備科研項(xiàng)目效益評(píng)估中指標(biāo)范圍廣，數(shù)量多，難量化等問題。

AHP-PCE評(píng)估方法解決問題的思路是：首先，將問題分解成不同的組成因素，并形成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型；然后，對(duì)模型中每一層因素進(jìn)行兩兩比較，給出相應(yīng)的比例標(biāo)度并構(gòu)造出所有的判斷矩陣；再用數(shù)學(xué)方法確定每一層的全部因素權(quán)重；最后通過綜合計(jì)算各層因素的權(quán)重，得到最底層相對(duì)于最高層的組合權(quán)重，以此作為評(píng)估的依據(jù)。

2.1建立層次分析模型

構(gòu)建好層次結(jié)構(gòu)模型，對(duì)解決問題十分重要，它決定了分析結(jié)果有效程度。層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建是建立在分析者對(duì)問題深入認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上。建立評(píng)估指標(biāo)體系層次分析模型，如圖1所示。

2.2建立各層判斷矩陣

遞階層次結(jié)構(gòu)建立后，上下層之間元素的隸屬關(guān)系就被確定。根據(jù)圖1的評(píng)估指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，分別構(gòu)造A—B、B1—C、B3—C判斷矩陣。以A—B矩陣為例：

圖1　評(píng)估指標(biāo)體系層次分析模型

AB1B2B3B1b11b12b13B2b21b22b23B3b31b32b33

由此得A—B的判斷矩陣B：

其中bij(i,j=1,2,3 )是Bi、Bj比較的結(jié)果，bij為i元素比j元素的相對(duì)重要程度。

確定元素的相對(duì)重要程度可采取兩兩比較的方法，用1～9 標(biāo)度賦值法[4]表示：1為同等重要；3為比較重要；5為明顯重要；7為十分重要；9為絕對(duì)重要；2、4、6、8為上述相鄰判斷的中值。

表3　判斷矩陣

2.3計(jì)算權(quán)重和一致性檢驗(yàn)

指標(biāo)權(quán)重確定是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的重要部分，它是各指標(biāo)在系統(tǒng)評(píng)估中所具重要性的反映，對(duì)評(píng)估結(jié)果有很重要的影響。權(quán)重確立是否科學(xué)合理直接影響評(píng)估結(jié)果正確性。權(quán)重確定方法有很多，如特征向量法、層次分析法、多元統(tǒng)計(jì)法、熵值賦權(quán)法等，在上述確定指標(biāo)權(quán)重的方法中，較成功的主要是層次分析法(AHP)。

在3.2中判斷矩陣B=(bij)的最大特征根λmax及對(duì)應(yīng)的特征向量通過“冪法”或“和積法”或“根法”求出，求得對(duì)應(yīng)特征向量也是各項(xiàng)準(zhǔn)則的權(quán)重系數(shù)，以平均值作為檢驗(yàn)判斷矩陣一致性指標(biāo)(CI)：

(1)

判斷矩陣維數(shù)n越大，判斷一致性越差，故放寬對(duì)高維判斷矩陣一致性要求，引入修正值RI，見表4，并取更合理的CR=CI/RI為衡量判斷矩陣一致性指標(biāo)，當(dāng)CR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意一致性[5]。

表4　修正值RI參照表

2.4模糊綜合評(píng)估模型

模糊綜合評(píng)估(FCE)是一種根據(jù)模糊數(shù)學(xué)隸屬度理論[6]把定性評(píng)估轉(zhuǎn)化為定量評(píng)估的方法。它具有結(jié)果清晰,系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn),能較好地解決模糊的、難以量化的問題,適合各種非確定性問題的解決。其方法如下：

構(gòu)建因素集U：u={u1,u2,…,un},n個(gè)評(píng)估指標(biāo)；

構(gòu)建評(píng)估集V：v={v1,v2,…,vm},m個(gè)評(píng)估等級(jí)集合，vj代表第j個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，j=1，2，…，n；

進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)，rij表示某被評(píng)估對(duì)象從因素ui來看對(duì)等級(jí)模糊子集vj的隸屬度。邀請(qǐng)專家對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，將結(jié)果匯總得到模糊評(píng)估矩陣R。即：

利用加權(quán)平均M(·，⊕)模糊合成算子[7]將層次分析法求出的ω與R合成得到模糊綜合評(píng)估結(jié)果向量S。計(jì)算時(shí)先相乘再求和，如果求和得出的結(jié)果比1大，那么結(jié)果取1，公式如下：

(2)

3基于AHP-PCE方法的武器裝備科研項(xiàng)目評(píng)估示例

1) 構(gòu)建模糊綜合評(píng)估層次模型，模型構(gòu)建如圖2所示。

2) 一級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算。3個(gè)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重，采用層次分析的方法求出指標(biāo)權(quán)重。構(gòu)造判斷矩陣B=(bij)

即

隨機(jī)一致性比率CR=0.096 1<0.1

因此，認(rèn)為層次分析排序的結(jié)果有滿意的一致性，即權(quán)系數(shù)的分配是非常合理的。其對(duì)應(yīng)的特征向量作歸一化處理得：

ωa=(0.640 6，0.066 8，0.292 6)

圖2　武器裝備科研項(xiàng)目評(píng)估層次模型

3) 計(jì)算二級(jí)指標(biāo)權(quán)重。同理，仍采用層次分析的方法來求出指標(biāo)權(quán)重。

項(xiàng)目完成的品質(zhì)水平的權(quán)重：

ωa=(0.173 5, 0.080 5, 0.548 8, 0.197 2)

對(duì)技術(shù)理論的促進(jìn)情況的權(quán)重：

ωb=(0.100 0, 0.900 0)

服務(wù)裝備服務(wù)部隊(duì)情況的權(quán)重：

ωc=(0.105 1， 0.506 3， 0.054 4， 0.131 0， 0.203 2)

4) 確定評(píng)估集。用語義學(xué)標(biāo)度分為4個(gè)測(cè)量等級(jí)：優(yōu)、良、中、差。為了便于計(jì)算，將主觀評(píng)估的語義學(xué)標(biāo)度進(jìn)行量化，并依次賦值為4、3、2及1。

即：V={v1,v2,v3,v4}={優(yōu)(xi>3.5)、良(2.5≤xi≤3.5)、中(1.5≤xi≤2.5)、差(xi≤1.5)}

5) 構(gòu)建模糊評(píng)估矩陣。綜合評(píng)估向量：

=(0.395，0.143，0.391，0.071)

以此類推求出其他評(píng)估。

項(xiàng)目完成的品質(zhì)水平的評(píng)估向量：

A1=ωa°R=(0.231，0.208，0.399，0.162)

對(duì)技術(shù)理論的促進(jìn)情況的評(píng)估向量：

B1=ωb°R=(0.411，0.134，0.241，0.214)

服務(wù)裝備服務(wù)部隊(duì)情況的評(píng)估向量：

C1ωc°R=R=(0.220，0,312，0.097，0.371)

6) 對(duì)綜合評(píng)分值進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。評(píng)定如下：

V=4×0.395+3×0.143+2×0.391+1×0.071=2.862

Va=4×0.231+3×0.208+2×0.399+

1×0.162=2.508

Vb=4×0.411+3×0.134+2×0.241+

1×0.214=2.742

Vc=4×0.220+3×0,312+2×0.097+

1×0.371=2.381

由計(jì)算結(jié)果可知：

XX項(xiàng)目總體評(píng)估為“良”；

XX項(xiàng)目項(xiàng)目完成的品質(zhì)水平為“良”；

XX項(xiàng)目對(duì)技術(shù)理論的促進(jìn)情況為“良”；

XX項(xiàng)目服務(wù)裝備服務(wù)部隊(duì)情況為“中”。

4結(jié)語

本文根據(jù)武器裝備科研項(xiàng)目效益評(píng)估指標(biāo)體系，提出AHP-PCE評(píng)估方法，構(gòu)建了武器裝備科研項(xiàng)目評(píng)估層次模型，成功開發(fā)了“武器裝備科研效益評(píng)估系統(tǒng)”，并成功用于某部歷年來項(xiàng)目效益分析與評(píng)估中，取得了良好效果，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的。以下是某部武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益評(píng)估效果，如圖3所示。

圖3　某部武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益評(píng)估系統(tǒng)界面

參考文獻(xiàn)：

[1]吳秉堅(jiān)，模糊數(shù)學(xué)及其經(jīng)濟(jì)分析[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

[2]胡永宏，賀恩輝.綜合評(píng)價(jià)方法[M].北京：科學(xué)出版社，2000：167-188.

[3]孫同云.模糊軟集合和貝葉斯公式在確定指標(biāo)權(quán)重中的應(yīng)用[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，31(5)：34-38.

[4]SAATY T L.The Analytic Hierarchy Process—Hill[M].New York,1980.

[5]錢頌迪.運(yùn)籌學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009：457.

[6]ZADEHL.Fuzzy sets[J].Information and Control 1965,8(3):338-353.

[7]李士勇，工程模糊數(shù)學(xué)及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2004.

(責(zé)任編輯周江川)

本文引用格式：郭杰，何新華，王鈺博.武器裝備科研項(xiàng)目綜合效益評(píng)估方法研究[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016(4):20-23.

Citation format:GUO Jie, HE Xin-hua, WANG Yu-bo.Comprehensive Benefit Evaluation’s Research for Weapon and Equipment Project[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(4):20-23.

Comprehensive Benefit Evaluation’s Research for Weapon and Equipment Project

GUO Jie, HE Xin-hua, WANG Yu-bo

(The Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072, China)

Abstract:To improve the overall benefit, weapon and equipment research project needs rational configuration and scientific planning. For obstruction in the quantification of the most projects’ production, we brought out a comprehensive evaluation method of weapon equipment research project based on AHP-FCE which on the basis of analyzing the distribution and structure of the comprehensive benefit of the research project of weapon equipment. Not only weights of evaluation index were given, but also the accurate assessment of the quality of the project, the promotion of the situation and the service condition were given. It can solve the problem of fuzzy and difficult in quantifing.

Key words:scientific research project; comprehensive benefit; evaluation; AHP-FCE

文章編號(hào)：1006-0707(2016)04-0020-04

中圖分類號(hào)：G304；TJ9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.04.006

作者簡(jiǎn)介：郭杰(1986—)，男，助理工程師，主要從事信息安全研究。

收稿日期：2015-11-09；修回日期：2015-12-15

【裝備理論與裝備技術(shù)】