羅九林，郭　鎮(zhèn)，李愛民，鄧正春

(1.裝甲兵工程學(xué)院 技術(shù)保障工程系，北京　100072；2.石家莊陸軍指揮學(xué)院 軍事訓(xùn)練系，石家莊　100072)

?

改進(jìn)性維修效果模糊綜合評(píng)價(jià)

羅九林1，郭鎮(zhèn)1，李愛民1，鄧正春2

(1.裝甲兵工程學(xué)院 技術(shù)保障工程系，北京100072；2.石家莊陸軍指揮學(xué)院 軍事訓(xùn)練系，石家莊100072)

摘要：為解決改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)過程主觀因素較強(qiáng)、評(píng)價(jià)權(quán)重不一致等實(shí)際問題，建立了模糊綜合評(píng)價(jià)模型；通過分析改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，建立可靠性、維修性指標(biāo)模型，應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)其適用性進(jìn)行分析，并進(jìn)行示例驗(yàn)證；該方法能準(zhǔn)確得到改進(jìn)性維修效果的量化數(shù)值和評(píng)價(jià)結(jié)果，可為改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)提供理論支持。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)性維修；效果；模糊綜合評(píng)價(jià)

本文引用格式：羅九林，郭鎮(zhèn)，李愛民，等.改進(jìn)性維修效果模糊綜合評(píng)價(jià)[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016(7):69-73.

Citation format:LUO Jiu-lin，GUO Zhen，LI Ai-min,et al.Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(7):69-73.

模糊綜合評(píng)判法是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的常用方法，能夠量化評(píng)價(jià)中的模糊性問題。本文從改進(jìn)性維修的根本任務(wù)入手，建立了可靠性、維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并應(yīng)用該模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)改進(jìn)性維修效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。為改進(jìn)性維修效果的評(píng)價(jià)提供一種模型和思路。

1模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)[1-2]，是應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)受多種因素影響的對(duì)象進(jìn)行的一個(gè)綜合量化的評(píng)價(jià)。該方法能夠很好地解決實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的模糊性、非確定性問題。

在改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)中，模糊綜合評(píng)價(jià)能夠針對(duì)不同的改進(jìn)性維修方案和改進(jìn)前的情況，按照不同的可靠性、維修性指標(biāo)，通過分析計(jì)算得出綜合量化結(jié)果，因此運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)解決改進(jìn)性維修效果具有很好的可行性。運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)改進(jìn)性維修效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的流程如圖1所示。

圖1　改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)流程示意圖

1.1模糊綜合評(píng)價(jià)的基本要素

假設(shè)存在n種指標(biāo)元素u組成指標(biāo)元素集合U，記為U={u1,u2,…,un}，存在m種評(píng)價(jià)等級(jí)v組成評(píng)價(jià)等級(jí)集合V，記為V={v1,v2,…,vm}。其中，元素u和元素v的個(gè)數(shù)按照實(shí)際情況由人為主觀確定。給定一個(gè)U上的模糊向量A，A為模糊評(píng)價(jià)指標(biāo)元素權(quán)重集合，則在V上存在一個(gè)模糊子集B與之對(duì)應(yīng)。并且存在U×V上的一個(gè)模糊矩陣R，使B=A·R成立。其中，

B為模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果集合，記為B=(b1,b2,…,bm)∈F(V)，bj為第j種評(píng)價(jià)在綜合評(píng)價(jià)中的比重。

模糊綜合評(píng)價(jià)框圖如圖2所示。

圖2模糊綜合評(píng)價(jià)框圖

1.2模糊綜合評(píng)價(jià)的具體步驟

模糊綜合評(píng)價(jià)的步驟具體可分為5步：

1) 確定指標(biāo)元素集合U={u1,u2,…,un}，按照實(shí)際情況建立影響評(píng)價(jià)結(jié)果的評(píng)價(jià)指標(biāo)元素集合。

2) 確定評(píng)價(jià)等級(jí)集合V={v1,v2,…,vm}，根據(jù)具體情況劃分為m個(gè)等級(jí)。

則(U,V,R)構(gòu)成了模糊綜合評(píng)價(jià)模型。

5) 模糊綜合評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為指標(biāo)元素集合的權(quán)向量A與模糊矩陣R的合成，即

(1)

2模糊綜合評(píng)價(jià)模型[3]

2.1單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型

常用的單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型主要有M(∧,∨)模型和M(·,+)模型。

模型Ⅰ：M(∧,∨)模型

(2)

該模型中評(píng)價(jià)結(jié)果bj僅由其中的一個(gè)ai與rij確定，即評(píng)價(jià)結(jié)果由主要元素決定。該模型被用于評(píng)價(jià)受主要元素影響的單一對(duì)象。

模型Ⅱ：M(·,+)模型

(3)

該模型的評(píng)價(jià)結(jié)果bj取決于所有元素的影響，能夠?qū)κ芏嘣赜绊懙膶?duì)象做出綜合的評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)合本文實(shí)際，在此采用模型Ⅱ：M(·,+)模型進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

2.2二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型

評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果，要評(píng)價(jià)設(shè)備可靠性、維修性水平，這就需要對(duì)不同類別的評(píng)價(jià)給出合理的權(quán)重，因此，在改進(jìn)性維修評(píng)價(jià)中需要建立二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型。

二級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型為

(4)

其中，A為二級(jí)元素的權(quán)重集；Ai為一級(jí)元素的權(quán)重集；Ri為一級(jí)元素集與評(píng)價(jià)集的模糊矩陣；Bi為一級(jí)評(píng)價(jià)模型得出的結(jié)果；B為二級(jí)評(píng)價(jià)模型得出的結(jié)果。

3改進(jìn)性維修效果模糊綜合評(píng)價(jià)[4-5]

評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果主要是對(duì)改進(jìn)部件改進(jìn)前后的可靠性、維修性進(jìn)行評(píng)價(jià)，由于可靠性、維修性相關(guān)的指標(biāo)較多，在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上也具有模糊性，因此采用模糊綜合評(píng)價(jià)能夠很好的給出量化的評(píng)價(jià)結(jié)果。本文以某大型機(jī)械設(shè)備為例進(jìn)行分析建模。

3.1確定可靠性、維修性指標(biāo)

(5)

(6)

(7)

2) 維修性指標(biāo)。維修性是指在規(guī)定的維修條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按照規(guī)定的方法和程序?qū)υO(shè)備或其部件進(jìn)行維修時(shí)，使其恢復(fù)或保持到規(guī)定的狀態(tài)的能力。維修性指標(biāo)是描述裝備維修性水平的重要量度，評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果的維修性指標(biāo)主要包括維修時(shí)間，經(jīng)濟(jì)工時(shí)，維修費(fèi)用等。

維修時(shí)間：維修時(shí)間直接反映出產(chǎn)品的可用度，維修時(shí)間越少，產(chǎn)品可用度越高，因此，以維修時(shí)間作為評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)，能夠很好的反映出改進(jìn)方案的效果。選取平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)和恢復(fù)功能任務(wù)時(shí)間(MTRF)。

維修工時(shí)：在產(chǎn)品的實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于特殊的使用環(huán)境和一些設(shè)計(jì)缺陷，使產(chǎn)品在維修過程中耗費(fèi)了巨大的人力和維修資源，因此，將維修工時(shí)作為評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果的一項(xiàng)指標(biāo)，能夠很好的評(píng)價(jià)改進(jìn)方案的合理性。

維修費(fèi)用：維修費(fèi)用是工程實(shí)際中要關(guān)注的重要內(nèi)容，作為評(píng)價(jià)改進(jìn)性維修效果的一項(xiàng)指標(biāo)，能夠很好的評(píng)價(jià)出改進(jìn)方案的可行性。

3.2建立模糊綜合評(píng)價(jià)的元素集合

按照模糊綜合評(píng)價(jià)的步驟，首先是建立模糊綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)元素集合U。按照第3.1節(jié)分類，指標(biāo)元素集合分為可靠性指標(biāo)元素集合U1和維修性指標(biāo)元素集合U2。

(7)

式(7)中，u1為平均首次故障時(shí)間；u2為平均故障間隔時(shí)間；u3為致命性故障間的任務(wù)時(shí)間。

(8)

式(8)中，u4為維修時(shí)間；u5為維修工時(shí)；u6為維修費(fèi)用。

3.3建立模糊綜合評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)集合

評(píng)價(jià)集合，通常被稱作“備擇集”，是由相關(guān)專家對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)所得出的集合V。改進(jìn)性維修的評(píng)價(jià)等級(jí)選取“優(yōu)、良、中、差”4個(gè)等級(jí)，這樣既有利于得出評(píng)價(jià)結(jié)論，又有利于拉開評(píng)價(jià)結(jié)果的檔次，即V={v1,v2,v3,v4}。

3.4建立模糊矩陣

由于文章篇幅原因，選用該型設(shè)備某部件的改進(jìn)性維修效果評(píng)價(jià)為例進(jìn)行說明，驗(yàn)證該評(píng)價(jià)模型和方法的可行性和有效性。

針對(duì)某部件的故障情況，提出了改進(jìn)性維修的2個(gè)方案設(shè)計(jì)，分別記為原方案、方案1、方案2。通過專家評(píng)價(jià)打分得到以下數(shù)據(jù)。

原方案：

可得原方案可靠性指標(biāo)模糊矩陣R1：

原方案維修性指標(biāo)模糊矩陣R2：

方案1：

可得方案1可靠性指標(biāo)模糊矩陣R1：

方案1維修性指標(biāo)模糊矩陣R2：

方案2：

可得方案2可靠性指標(biāo)模糊矩陣R1：

方案2維修性指標(biāo)模糊矩陣R2：

3.5確定權(quán)向量

本文采取專家打分的方法由5名專家對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行打分，經(jīng)歸一化處理得到各指標(biāo)權(quán)重，如表1和表2所示。

表1　可靠性指標(biāo)權(quán)重

表2　維修性指標(biāo)權(quán)重

取算術(shù)平均值可得，可靠性指標(biāo)向量A1=(0.396,0.296,0.308)，維修性指標(biāo)向量A2=(0.408,0.4,0.192)。

3.6改進(jìn)性維修效果模糊綜合評(píng)價(jià)

由于選取了可靠性和維修性2類不同評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此在進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，再根據(jù)兩類指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行二級(jí)綜合模糊評(píng)價(jià)，最后通過對(duì)評(píng)價(jià)等級(jí)的賦值處理得出具體量化的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1) 單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)式3可得，原方案，

B1=A1·R1=

(0.591,0.137,0.200,0.069)

B2=A2·R2=

(0.460,0.159,0.141,0.240)

可得，原方案的單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣為

方案1：

B1=A1·R1=

(0.691,0.169,0.137,0)

B2=A2·R2=

(0.560,0.159,0.181,0.100)

可得，方案1的單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣為

方案2：

B1=A1·R1=

(0.721,0.170,0.069,0.040)

B2=A2·R2=

(0.660,0.140,0.140,0.060)

可得，方案2的單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣為

2) 二級(jí)綜合模糊評(píng)價(jià)?？紤]改進(jìn)性維修的目的是提高裝備的可靠性和維修性，二級(jí)權(quán)重的取值為A=(0.6，0.4)。根據(jù)式4可得二級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果。

原方案：

B=A·R=

(0.539,0.146,0.176,0.137)

方案1：

B=A·R=

(0.639,0.165,0.155,0.040)

方案2：

B=A·R=

(0.670,0.158,0.097,0.048)

為進(jìn)一步得到具體量化的直觀評(píng)價(jià)結(jié)果，采取對(duì)評(píng)價(jià)等級(jí)賦值的方法進(jìn)行處理。按照工程實(shí)際對(duì)評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行賦值，“優(yōu)”=“90”，“良”=“80”，“中”=“60”，“差”=“40”。

分別計(jì)算出各方案模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：

原方案：

F=0.539×90+0.146×80+0.176×60+

0.137×40=76.23

方案1：

F=0.639×90+0.165×80+0.155×60+

0.040×40=81.61

方案2：

F=0.670×90+0.158×80+0.097×60+

0.048×40=80.68

通過評(píng)價(jià)結(jié)果可知，按照方案1和方案2進(jìn)行改進(jìn)性維修都能取得良好的效果，方案1優(yōu)于方案2。

4結(jié)束語

運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)改進(jìn)性維修效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合了可靠性指標(biāo)和維修性指標(biāo)等多種評(píng)價(jià)元素，減少了人為主觀的判斷，通過對(duì)需改進(jìn)部件和各改進(jìn)方案的綜合分析得出具體量化結(jié)果，能夠直觀的反映改進(jìn)性維修效果。該方法對(duì)改進(jìn)性維修效果的評(píng)價(jià)有重要的參考價(jià)值。

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(責(zé)任編輯唐定國(guó))

收稿日期：2015-10-10；修回日期：2016-01-05

作者簡(jiǎn)介：羅九林(1966—)，男，副教授，主要從事裝備維修保障研究。

doi:10.11809/scbgxb2016.07.016

中圖分類號(hào)：E237; F272.92

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-2304(2016)07-0069-05

Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance

LUO Jiu-lin1，GUO Zhen1，LI Ai-min1，DENG Zheng-chun2

(1.Department of Technical Repair Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2.Department of Militaryl Training, Shijiazhuang Army Command College, Shijiazhuang 100072, China)

Abstract:To abstain the subjectivity and different variable weight in evaluation on the effect of corrective maintenance, the fuzzy synthetical evaluation model was established. Through analyzing the important index of corrective maintenance effect evaluation, and establishing the reliability and maintenability index model, we used fuzzy synthetical evaluation to evaluate and analyzed adaptability and carried out verification by case. The model can acquire precious quantities data and evaluation result of corrective maintenance effect. It provides theory basis for corrective maintenance effect evaluation.

Key words:corrective maintenance; effect; fuzzy synthetical evaluation

【后勤保障與裝備管理】