翟楠楠，劉曉東，吳詩輝，包呈

（空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051）

基于CCA/DEA的裝備維修保障績效評價*

翟楠楠，劉曉東，吳詩輝，包呈

（空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安710051）

運用典型相關(guān)分析方法（CCA）和數(shù)據(jù)包絡(luò)法（DEA），從純技術(shù)效率、規(guī)模效率和綜合效率3方面對空軍飛行團(tuán)維修保障績效進(jìn)行計算分析，結(jié)果表明，飛行團(tuán)維修費使用效益方面經(jīng)費配置效率整體不高，特別是對于中修費和維修器材購置費，須采取管控措施提高經(jīng)費利用效率。

典型相關(guān)，數(shù)據(jù)包絡(luò)，飛行團(tuán)，維修保障，績效

0 引言

在未來高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中，裝備向技術(shù)復(fù)雜度高、種類多樣化的方向發(fā)展，裝備維修保障任務(wù)繁重，作戰(zhàn)能力的有效發(fā)揮依賴于高效的裝備維修保障活動［1］。隨著空軍“轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略的實施和軍事技術(shù)的發(fā)展，“過度修理”、“高投入、高消耗”的老路子已難以適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭和信息化武器裝備發(fā)展的新趨勢［2］。因此，開展裝備維修保障績效評價工作，針對財務(wù)資源的有限性對其進(jìn)行優(yōu)化配置，合理規(guī)劃和使用保障資源，“管好”、“用好”有限的維修經(jīng)費，對于緩解費用供需矛盾和保持、提升部隊?wèi)?zhàn)斗力，具有重要的現(xiàn)實意義。

CCA-DEA模型為了達(dá)到降維和消除輸入/輸出指標(biāo)之間相關(guān)性的目的，采取數(shù)據(jù)包絡(luò)分析由典型相關(guān)分析綜合的典型相關(guān)變量［3-5］。本文采用CCA主要解決輸入/輸出指標(biāo)間的相關(guān)性分析及指標(biāo)設(shè)置合理性驗證，與DEA相結(jié)合，對裝備空軍某型飛機(jī)的飛行團(tuán)進(jìn)行績效評價，可以了解該型飛機(jī)維修費使用現(xiàn)狀，結(jié)合經(jīng)費使用和戰(zhàn)斗力提升為各團(tuán)提供具體的改進(jìn)策略，為下一步的建設(shè)和發(fā)展提供有力的理論支撐。

1 CCA/DEA方法相關(guān)理論

1.1 CCA方法

典型相關(guān)分析（Canonical Correlation Analysis，CCA）［6］相對于傳統(tǒng)的簡單相關(guān)分析、多元回歸分析和因素分析方法，避免了統(tǒng)計中一類錯誤的產(chǎn)生，抽取了組內(nèi)的共同變異和特定變異，體現(xiàn)了兩組變量之間的整體性、實質(zhì)性關(guān)系，具體可實現(xiàn)3個層次的分析［7-8］，見圖1所示。①典型相關(guān)系數(shù)反映了各對典型變量是否顯著相關(guān)，如典型變量U1與V1；②典型負(fù)載系數(shù)反映了原始變量與相對應(yīng)的典型變量之間的相關(guān)程度，如原始變量X1、X2、X3、X4與典型變量U1；③冗余分析反映了各典型變量對兩個原始變量組總方差的解釋比例，如典型變量U1對原始變量組X的變異解釋，以及對原始變量組Y的變異解釋。

圖1 典型相關(guān)分析層次圖

1.2 DEA方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是根據(jù)多指標(biāo)投入和產(chǎn)出從相對效率角度對決策單元（Decision Making Units，DMU）進(jìn)行有效性或效益評價的系統(tǒng)分析方法［9］，分為基于投入型和基于產(chǎn)出型。因本文針對飛行團(tuán)的維修保障績效進(jìn)行評價，投入指標(biāo)-經(jīng)費相比于產(chǎn)出指標(biāo)更易于調(diào)整和控制，故采用基于投入型的DEA模型，這里僅對引入非阿基米德無窮小量的DEA經(jīng)典模型C2R模型和BC2模型進(jìn)行介紹。

1.2.1 DEA模型

設(shè)某個DMU有m種類型的輸入X=（x1，x2，…，xm）T和s種類型的輸出Y=（y1，y2，…，ys）T，則整個生產(chǎn)活動可以用（x，y）來表示。引入非阿基米德無窮小量的C2R模型［10］如式（1）所示：

引入非阿基米德無窮小量的BC2模型［11］如式（2）所示：

1.2.2 非DEA有效DMU的分析方法

通過各個指標(biāo)的改進(jìn)百分比可以表征影響DEA無效的程度，分析出投入產(chǎn)出指標(biāo)中導(dǎo)致DEA無效的主要指標(biāo)因素，計算公式如下：

1.3 CCA/DEA方法評價原理

CCA/DEA理論是在采用CCA方法考察投入/產(chǎn)出指標(biāo)兩組變量相關(guān)性以保證評價體系設(shè)置合理的基礎(chǔ)上，采用DEA方法對多投入、多產(chǎn)出決策單元從相對效率角度進(jìn)行的績效評價，在不損失原始信息的情況下，CCA方法保證了作為DEA分析依據(jù)的績效評價體系指標(biāo)設(shè)置的合理性，有效提高了評估的有效性和準(zhǔn)確性?；贑CA/DEA方法的績效評價原理如下頁圖2所示。

2 案例實證

2.1 指標(biāo)體系設(shè)置

2.1.1 經(jīng)費投入指標(biāo)與效益產(chǎn)出指標(biāo)

裝備維修費使用效益，是維修費使用開支所取得的成果與維修費使用投入量的比較。本案例選取了從不同維修效果層面反映維修工作成效的3個關(guān)鍵性產(chǎn)出指標(biāo)：飛行團(tuán)機(jī)隊規(guī)模、完好率及飛行小時；按經(jīng)費使用性質(zhì)，主要選取飛行團(tuán)維修管理費投入的3個指標(biāo)：大修費、中修費、小修維護(hù)費，因現(xiàn)代高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭要求裝備在平時和戰(zhàn)時都應(yīng)具有較高的完好率和持續(xù)的作戰(zhàn)能力，而最直接的影響因素就是維修器材保障，故本案例試圖將維修器材購置費作為經(jīng)費投入的一項指標(biāo)，從相關(guān)性對比分析的角度求證其納入投入指標(biāo)體系是否合理。

為促使團(tuán)一級作戰(zhàn)單元由維修費投入量的增長切實轉(zhuǎn)化為維修效益的提高，樣本方面，本案例選取空軍具有代表性的20個飛行團(tuán)作為評價單元集合，收集2015年度各飛行團(tuán)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行CCA/DEA方法的可行性與有效性驗證。

圖2 CCA/DEA方法績效評價原理圖

2.1.2 經(jīng)費投入與效益產(chǎn)出的典型相關(guān)分析

將未納入維修器材購置費的指標(biāo)體系稱為IS1，將納入維修器材購置費的指標(biāo)體系稱為IS2。采用SAS統(tǒng)計軟件的CANCORR過程進(jìn)行處理，對仿真結(jié)果分析如下：

①典型相關(guān)系數(shù)及其檢驗

經(jīng)CANCORR過程處理，其典型相關(guān)系數(shù)經(jīng)整理后如表1所示。IS1，IS2的第一個典型相關(guān)系數(shù)較高，分別為0.855 267，0.858 448，表明相應(yīng)典型變量之間關(guān)系密切相關(guān)；用似然比法檢驗典型相關(guān)系數(shù)與零的差別是否顯著，其H0為小于此對典型變量的典型相關(guān)系數(shù)的所有典型相關(guān)系數(shù)都為0，IS1中p依次為0.007 8，0.713 4，0.518 3，IS2中p依次為0.015 2，0.526 1，0.665 4，在顯著水平取為0.1時，0.007 8＜0.1，0.015 2＜0.1，說明IS1、IS2只有第一個典型相關(guān)系數(shù)具有顯著意義。

表1 典型相關(guān)系數(shù)

典型相關(guān)分析中的冗余分析是對分組原始變量總變化的方差分析，如下頁表2所示。

表2中，IS1中對U1-V1對方變量組的解釋能力分別為49.16%、46.22%，IS2中為53.16%、45.49%，對于經(jīng)費投入和效益產(chǎn)出解釋能力較強；U2-V2和U3-V3對對方變量組解釋能力的累積比例IS1中為2.52%、3.37%，IS2中為2.18%、7.3%，解釋能力較差，均不具備較好的代表和預(yù)測能力。

基于典型相關(guān)系數(shù)分析和典型冗余分析，第一對典型變量U1-V1之間相關(guān)關(guān)系顯著，對于經(jīng)費投入和效益產(chǎn)出解釋能力較強，表明能夠用經(jīng)費投入變量組來解釋效益產(chǎn)出變量組，可以作為分析依據(jù)。

2.1.3 維修購置費變量設(shè)置合理性分析

對于IS2指標(biāo)體系，其Pearson相關(guān)系數(shù)、結(jié)構(gòu)分析及多元判定系數(shù)如表3所示。

表3可分析出，對于Pearson相關(guān)系數(shù)（X和Y1、Y2之間相關(guān)系數(shù)）和結(jié)構(gòu)分析，均有X4＞X3＞X2，表明X4（維修器材購置費變量）對于Y（效益產(chǎn)出水平）的貢獻(xiàn)比X3（小修維護(hù)費變量）、X2（中修費變量）要大；由多重相關(guān)系數(shù)的平方表明，第一對典型變量中U1對大修費變量X1（0.680 6）、維修器材購置費變量X4（0.649 5）、小修維護(hù)費變量X3（0.482 7）、中修費變量X2（0.313 6）均有較強的預(yù)測作用，且預(yù)測強弱為X1＞X4＞X3＞X2。結(jié)論：基于以上3種分析，對于將維修器材購置費變量X4納入作為經(jīng)費投入指標(biāo)體系下的一個變量是合理的。

表2 典型變量的解釋能力

表3 IS2的CANCORR過程處理結(jié)果匯總

2.2 DEA實證

2.2.1 模型運行結(jié)果

應(yīng)用DEAP2.1軟件，對20個飛行團(tuán)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，結(jié)果經(jīng)過整理見表4（僅對TA、TE、TH、TJ、TL、TM、TO、TS、TT飛行團(tuán)運算結(jié)果進(jìn)行列表說明）。

2.2.2 純技術(shù)效率分析

平均純技術(shù)效率由表4可以看出達(dá)到0.953，相對較高，說明各飛行團(tuán)基于目前的大修費、中修費、小修費和維修器材購置費投入水平，取得保障機(jī)隊規(guī)模、完好率及飛行小時的維修保障效果較好，經(jīng)費使用效率比較高。

純技術(shù)效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比經(jīng)式（3）～式（6）計算整理如表5所示。由表5可以看出導(dǎo)致飛行團(tuán)純技術(shù)效率DEA無效的前兩項指標(biāo)主要集中在維修器材購置費（25.36%）和中修費（16.98%）兩項投入指標(biāo)上，說明在維修工作方面，這兩項指標(biāo)控制較差，投入經(jīng)費使用效率較低，存在浪費現(xiàn)象，是今后管理工作的重點。

表4 各飛行團(tuán)效率、DEA有效性、權(quán)重系數(shù)及規(guī)模效率增減性匯總表

表5 各飛行團(tuán)純技術(shù)效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比

下面以TT飛行團(tuán)為例就無效原因分析如下：

導(dǎo)致TT飛行團(tuán)無效原因的主導(dǎo)因素是維修器材購置費指標(biāo)（31.46%）和飛行小時指標(biāo)（29.93%），基于飛行團(tuán)維修保障績效屬于投入主導(dǎo)型，要提高其維修保障績效，應(yīng)根據(jù)部隊任務(wù)、作戰(zhàn)需求的實際需要做好維修器材的籌措、準(zhǔn)備工作，加強采購經(jīng)費標(biāo)準(zhǔn)化、制度化管理，提高其維修器材整體的使用效益，突出其經(jīng)濟(jì)、高效的管控理念。

2.2.3 規(guī)模效率分析

根據(jù)表4，各飛行團(tuán)的規(guī)模效率平均值為91.19%，表明在目前維修條件下，各飛行團(tuán)的經(jīng)費投入規(guī)?？傮w來說是相對合理的；規(guī)模效率DEA有效有2個飛行團(tuán)占10%，說明其經(jīng)費投入合適；規(guī)模效率DEA無效有18個飛行團(tuán)，其中8個飛行團(tuán)占40%，為規(guī)模效率遞增，表明基于目前維修水平，要提高產(chǎn)出比例可增大經(jīng)費投入；其余10個飛行團(tuán)占50%，為規(guī)模效率遞減，表明應(yīng)縮減經(jīng)費投入規(guī)模以提高產(chǎn)出效率。

2.2.4 綜合效率分析

根據(jù)表4，其平均綜合效率為0.869，表明飛行團(tuán)總體維修水平不高，經(jīng)費有13.1%的浪費；TJ飛行團(tuán)和TO飛行團(tuán)綜合效率達(dá)到DEA有效占10%，表明其投入經(jīng)費利用率高，規(guī)模已處于最佳配置狀態(tài)。

綜合效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比經(jīng)式（3）～式（6）計算整理如表6所示?？煽闯?，18個綜合效率DEA無效飛行團(tuán)的產(chǎn)出指標(biāo)中，均有一項指標(biāo)改進(jìn)百分比為0，表明其產(chǎn)出量相比TJ、TO飛行團(tuán)已達(dá)到最大；而投入指標(biāo)改進(jìn)百分比總體明顯偏高，分別為18.61%、21.23%、18.56%、37.16%，綜合效率DEA無效的原因是由維修經(jīng)費投入與保障效果產(chǎn)出的不匹配造成的［12］。

表6 各飛行團(tuán)綜合效率達(dá)到DEA有效改進(jìn)百分比

3 結(jié)論

本文基于CCA在分析相關(guān)性方面優(yōu)勢，建立了飛行團(tuán)維修保障績效評價體系，在證明其合理性的基礎(chǔ)上，凸顯DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)法在裝備維修保障績效評價中的顯著優(yōu)點，分析出了某型飛機(jī)目前的維修費使用現(xiàn)狀及各飛行團(tuán)為提高維修保障效果具體的改進(jìn)方向、改進(jìn)措施。此研究方法使CCA和DEA方法拓展到了飛行團(tuán)維修保障績效評價領(lǐng)域，但基于維修費使用效益評價的側(cè)重面不同，CCA和DEA方法還有很大的研究空間，今后應(yīng)深入研究，使CCA/DEA方法逐漸成熟起來，為裝備維修保障績效評價提供理論指導(dǎo)。

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Evaluation Research on Equipment Maintenance Support Performance Based on CCA/DEA

ZHAI Nan-nan，LIU Xiao-dong，WU Shi-hui，BAO Cheng
（Materiel Management&Safety Engineering College，Air Force Engineering University，Xi’an 710051，China）

The paper applies the combination methods of Canonical Correlation Analysis（CCA）and Data Envelopment Analysis（DEA）to evaluate the efficiency of air regiment，from the perspectives of the efficiency of pure technology，intensification and integration，the results show that，the utilization efficiency of air regiment’s maintenance costs management is wholly not high，especially for middle repair cost and maintenance equipment purchase cost，control measures should be taken to raise the utilization efficiency of costs.

canonical correlation analysis，data envelopment analysis，air regiment，maintenance support，performance

E92

A

1002-0640（2016）12-0044-06

2015-11-02

2015-12-29

國家自然科學(xué)基金資助項目（61601501）

翟楠楠（1988-），男，河南洛陽人，碩士。研究方向：裝備經(jīng)濟(jì)管理。