張 強，劉士通，王開勇

(1.軍事交通學院 研究生管理大隊，天津 300161； 2.軍事交通學院 軍事物流系，天津 300161)

?

模糊灰色關聯(lián)分析在戰(zhàn)儲維修器材品種優(yōu)化中的應用

張 強1，劉士通2，王開勇2

(1.軍事交通學院 研究生管理大隊，天津 300161； 2.軍事交通學院 軍事物流系，天津 300161)

科學合理地確定戰(zhàn)儲維修器材儲備品種，對提高戰(zhàn)時裝備維修效率，保持部隊戰(zhàn)斗力和裝備戰(zhàn)備完好率具有重要意義。從維修器材的屬性特點著手，逐一分析其品種確定的影響因素，并建立評判體系；通過借鑒模糊灰色關聯(lián)分析，對各影響因素進行定性與定量分析，建立維修器材儲備品種優(yōu)化模型。通過實例驗證，該方法能夠應用在戰(zhàn)儲維修器材品種的確定上。

模糊灰色關聯(lián)分析；維修器材；儲備品種

戰(zhàn)儲維修器材是裝備維修過程中所需要的重要保障資源，是構成裝備使用與維修保障的主要因素[1]。在實施戰(zhàn)場搶修時，大多利用更換配件的修理方法，維修工作對維修器材存在較大依賴性。目前，在維修器材組套保障、品種優(yōu)化研究方面，陳修學等[2]利用價值工程法，從備件功能和設置成本兩方面確定品種。尤勇生等[3]提出利用AHP和GDM方法確定備件品種，是一種直觀的決策方法。本文對需要組套的維修器材進行屬性分析，給出評判體系，將模糊理論和灰色理論結合，分析各影響因素的關聯(lián)性，建立品種優(yōu)化模型，并結合算例進行分析，對維修器材組套供應保障決策有一定參考作用。

1 器材組套品種篩選影響因素分析

1.1 重要性

重要性是由維修器材在裝備系統(tǒng)中所發(fā)揮的功能和作用所決定的。由于戰(zhàn)時修理并不要求將裝備恢復至全部功能狀態(tài)，而是在短時間內將裝備恢復至其作戰(zhàn)任務剖面的某一有用功能狀態(tài)[4]。所以，就要針對不同的作戰(zhàn)裝備確定具體的準則?？紤]某件維修器材的重要性時，首先要考慮該器材是否影響裝備的生存狀態(tài)，也就是基本的自行駛能力；其次要考慮該器材是否影響裝備完成其作戰(zhàn)任務。缺少該種維修器材，裝備就不具備基本的自行駛能力或者基本的作戰(zhàn)能力，那么它的重要性就大。

1.2 損耗性

損耗性就是在某次作戰(zhàn)任務中零部件或者總成出故障、損壞的概率。通常情況下，維修器材的損耗包括戰(zhàn)斗損傷、固定磨損以及非常規(guī)操作對零部件壽命的影響。戰(zhàn)斗損傷率是指作戰(zhàn)裝備在執(zhí)行任務過程中，受到敵人火力襲擊有可能毀壞或者相應功能失效的概率，通常和裝備的種類、作戰(zhàn)外部環(huán)境、作戰(zhàn)模式等因素相關[5]。固定磨損就是裝備只要運行使用就存在的磨損，與零部件的可靠性相關。受作戰(zhàn)環(huán)境嚴酷程度和作戰(zhàn)人員緊張程度的影響，難免出現(xiàn)裝備的非常規(guī)操作，差錯率明顯提高，這就會增加裝備發(fā)生故障或損壞的機率。

1.3 可更換性

裝備維修器材的可更換性是指某零部件、總成在確定的維修等級下能否拆裝、更換的特性[6]。在確定某種維修器材是否儲備時，首先應明確該零部件能夠拆卸；其次要針對戰(zhàn)爭的時效性特點，要求裝備零部件的拆裝也要有時效性，即能夠在完成作戰(zhàn)某個任務剖面時限內，用盡可能短的時間更換拆裝完畢。如果某零部件的拆裝所需時間大于完成任務的時限，該維修器材也就沒有儲備的必要，作戰(zhàn)任務結束后再進行維修即可。另外，考慮到體積、運輸保存等條件，零部件、總成在作戰(zhàn)條件下的可獲得性也是影響零部件、總成是否可以更換的因素。

1.4 經濟性

維修器材的經費約束是指儲存某種維修器材所產生的經濟價值，主要包括采購、儲存以及處理該維修器材所產生的費用。以往對于戰(zhàn)備物資儲備品種的優(yōu)化研究中，主要是從預測需求方面來考慮，通過消耗因子和相關計算方法來預測儲備品種、數(shù)量，這種需求預測是從部隊裝備的實際出發(fā)，對戰(zhàn)儲工作有很大幫助。但是，部隊戰(zhàn)儲部門在進行維修器材的儲備時，并不能夠儲備所有的器材種類，因為用于維修器材的購置費用、保管費用以及處理費用有限，并不能夠滿足裝備維修器材儲備的所有需求，因此，在對維修器材的儲備品種進行優(yōu)化選擇時，就不能忽略經濟性的影響。經費約束與維修器材的品種、數(shù)量之間存在反比例的關系。儲存單品種維修器材產生的費用越多，就要減少儲備；需要的費用越少，確定戰(zhàn)儲品種時要優(yōu)先考慮。

2 模型建立

模糊灰色關聯(lián)分析是由改進的德爾菲(delphi)法、層次分析法(analytic hierarchy progress,AHP)、灰色關聯(lián)(grey interconnect)分析法和模糊綜合(fuzzy evaluating)評價法結合而成的數(shù)學方法。將維修器材品種確定的各個影響因素中模糊性、灰度性和不容易進行量化的部分數(shù)值化，用定量的數(shù)學來進行計算。

2.1 指標體系確定

首先，要對戰(zhàn)儲維修器材的儲備品種進行優(yōu)化研究，目的就是使維修器材的儲備與戰(zhàn)時維修的需求相一致，做到儲用一體，提高戰(zhàn)儲物資的軍事效益和經濟效益。戰(zhàn)時影響裝備維修器材品種選擇的因素比較多，不確定性很大。依據作戰(zhàn)任務剖面的特點，結合維修器材使用人員的需求，將戰(zhàn)時確定裝備維修器材品種的影響因素分解為重要性、損耗性、可更換性和經濟性等4個相關屬性，構造出戰(zhàn)儲維修器材儲備品種評估指標體系(如圖1所示)。

圖1 戰(zhàn)儲維修器材儲備品種評估指標體系

2.2 權值確定

對上述影響因素中的第一層和第二層因素，采用AHP方法和德爾菲方法相組合，計算其中各影響因素的權重比例，構建比較判斷權重矩陣W：

W=[W1，W2，…，Wm]

(1)

指標相對權重：

AjWj=λmaxWj

(2)

式中：λmax為最大特征值；Wj為對應的特征向量。

一致性檢驗：

(3)

(4)

式中：m為矩陣階數(shù)；RI為平均一致性指數(shù)。

根據式(2)求得各影響因素矩陣的權重，并對成對比較判斷矩陣利用式(3)和式(4)進行一致性檢驗，當一致性比率CR<0．1時，表示權值計算合理。

2.3 評價模型構建

如果選擇r位評審專家對一已知裝備維修器材的n個二級指標進行分析評價，那么，第k位評審專家對第i個因素指標的評價結果記為dki，則待選樣本評價矩陣為

確定評估灰類就是確定評價灰類的等級數(shù)、灰類的灰數(shù)以及灰數(shù)的白化權函數(shù)[7]?；翌惪梢砸罁u價級別進而從定性分析中得出，常用的白化權函數(shù)有以下幾種。

(1)第Ⅰ灰類(上分段)，e=1，規(guī)定灰數(shù)?∈[d1，∞]。

(2)第Ⅱ灰類(中分段)，e=2，規(guī)定灰數(shù)?∈[0,d2，2d2]。

(3)第Ⅲ灰類(下分段)，e=3，規(guī)定灰數(shù)?∈[0,d3，2d3]

對于第e類影響因素評價指標dki的權重fe(dki)，可以按照確定的各評價標準灰類函數(shù)求解出，再利用公式(5)求出灰數(shù)統(tǒng)計數(shù)(記為xie)和總灰色統(tǒng)計數(shù)(記為xi)。

(5)

由r位專家對第i個影響因素在第e種評價灰類標準時的灰色權值rie可以構造出評價權矩陣為

其中：

(6)

根據影響因素權值及各因素模糊評判矩陣可以得到白化后的模糊綜合評判矩陣為

P=W·R=[W1，W2，…，Wm]·R

最終求得評價結果Rs=P·V，其中V為閾值。根據評價結果，可以確定維修器材是否儲備以及器材組套儲備級別。

3 模型驗證

本文以某車輛維修器材為例，對該品種器材進行評價，確定是否儲備。

(1)確定指標權重。結合AHP方法和德爾菲方法，計算各級因素評價指標的權重為

Ws=[0.48,0.16,0.09,0.27]

W1=[0.67,0.33]

W2=[0.56,0.32,0.12]

W3=[0.65,0.12,0.23]

W4=[0.68,0.22,0.1]

(2)確定評價量樣本矩陣。根據相關標準和規(guī)定，將影響因素量化(量化值見表1—表4)，并邀請10位相關專業(yè)的專家、教授和相關業(yè)務人員分別對各影響因素進行打分。打分范圍為1～9，結果見表5。

表1 維修器材重要程度

表2 維修器材損耗性

表3 維修器材可更換性

表4 維修器材經濟性

表5 樣本評價結果

(3)確定評估灰類。依據WER思想(物理—事理—人理)和測度理論的相關內容，將評價級別劃分為4個等級，分別為特別關鍵、關鍵、普通、很普通，對應閾值為V=[9，7，5，3]T。

由式(6)得灰色評估權值，并構成權重矩陣為

同理，損耗性、可更換性、經濟性的權重矩陣為

(4)計算評估結果。

重要性的評判結果：

Rs1=W1×R1×V=7．600 9

損耗性評判結果：

Rs2=W2×R2×V=7．169 6

可更換性評判結果：

Rs3=W3×R3×V=7．368 7

經濟性評判結果：

Rs4=W4×R4×V=7．310 6

所以，該車輛維修器材的總評價結果為

根據評價等級設定和計算結果可知，該車輛維修器材的權重等級介于關鍵與特別關鍵之間，即該維修器材要優(yōu)先儲備。通過查詢，該車輛維修器材符合《軍隊戰(zhàn)備物資儲備目錄》的規(guī)定，表明模型合理。

4 結 語

維修器材的使用主體是維修單元，器材的品種、數(shù)量確定得是否合理，直接關系到戰(zhàn)時裝備的維修效率。對維修器材的品種進行優(yōu)化，涉及到諸多因素，難以進行定量化。本文利用模糊灰色關聯(lián)分析建立優(yōu)化模型，為戰(zhàn)儲維修器材的儲備、組套集裝保障提供了一定的理論支撐。

[1] 孫雷.車輛維修器材戰(zhàn)備儲備決策研究[D].大連：大連理工大學，2007.

[2] 陳修學，趙建忠.價值工程法在導彈裝備備件品種確定中的應用[J].航空兵器，2009(2)：57-60.

[3] 尤勇生，武婧.基于AHP及GDM的備件品種確定法[J].軍民兩用技術與產品，2010(9)：44-45.

[4] 張建，李鐵驪. 基于DHFG法的船舶操縱性綜合評價[J]. 中國艦船研究，2010,5(6):57.

[5] 夏志安, 李源, 楊建軍. 基于灰色評估法的戰(zhàn)時車輛裝備備件儲備品種確定[J]. 陜西師范大學學報(自然科學版)，2008,36(19):53-56.

[6] 張仕念，劉春和，劉雪峰，等．戰(zhàn)儲備件儲備品種選擇的屬性分析法[J]．系統(tǒng)工程理論與實踐，2007(10)：118-123．

[7] 藺東偉，劉高飛.DHGF法在氣象水文戰(zhàn)儲備件組套包裝中的應用研究[J].包裝工程，2013，34(23)：92-96.

(編輯：史海英)

Application of Fuzzy Grey Correlation Analysis in Optimization of Warfare Maintenance Equipment Varieties

ZHANG Qiang1, LIU Shitong2, WANG Kaiyong2

(1.Postgraduate Training Brigade, Military Transportation University, Tianjin 300161, China;2.Military Logistics Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

Confirming warfare maintenance equipment varieties scientifically and reasonably has great significance for improving wartime equipment maintaining efficiency and keeping fighting capacity and equipment in good condition. After introducing characteristics of maintenance equipment, the paper analyzes factors that influencing variety determination and constructs an evaluation system, and establishes a maintenance equipment variety optimization model by qualitative and quantitative analysis on each influencing factor with fuzzy grey correlation analysis. This method is proved to be applicable in maintenance equipment variety determination through an example.

fuzzy grey correlation analysis; maintenance equipment; storage varieties

2016-07-03；

2016-09-04．

張 強(1991—)，男，碩士研究生；

劉士通(1958—)，男，博士，教授，碩士研究生導師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.11.015

E233

A

1674-2192(2016)11- 0063- 05