韓遠(yuǎn)馨，劉鎮(zhèn)承，陳潔華

(中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)的能力。維修性是保證飛機(jī)滿足適航要求的重要方面，可保證飛機(jī)初始適航和持續(xù)適航的有效銜接。良好的維修性可以提高飛機(jī)的簽派可靠度，減少對(duì)維修人力及其他資源的需求，降低運(yùn)營(yíng)成本，從而使得飛機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[1]。

進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從而提高飛機(jī)的維修性是民機(jī)設(shè)計(jì)師關(guān)注的問(wèn)題之一。不同的設(shè)計(jì)方案將會(huì)產(chǎn)生不同的維修方案。對(duì)維修方案進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)判，建立維修性評(píng)價(jià)體系可以幫助設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)化方案，從根本上提高飛機(jī)的維修性。

本文根據(jù)飛機(jī)運(yùn)營(yíng)期間用戶的直觀體驗(yàn)和易于評(píng)價(jià)的原則選取了5個(gè)維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查及分析的方式，從用戶的角度出發(fā)，分析這5個(gè)指標(biāo)對(duì)維修性評(píng)價(jià)的重要程度。

1 層次分析法原理

層次分析法(AHP)是一種非常實(shí)用的多因素決策方法。該方法以其具有定性與定量相結(jié)合處理各種決策因素的特點(diǎn)以及靈活、簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。AHP首先通過(guò)建立清晰的層次結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)化復(fù)雜問(wèn)題，然后引入測(cè)度理論，通過(guò)兩兩比較將決策者的主觀判斷與政策經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入模型，加以量化處理，建立判斷矩陣，求解各判斷矩陣的權(quán)重，最后計(jì)算方案的綜合權(quán)重并排序[2]。

2 基于層次分析法的維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)調(diào)查

2.1 調(diào)查對(duì)象

對(duì)于民機(jī)來(lái)說(shuō)，只有提高產(chǎn)品的維修性使適航審定、運(yùn)營(yíng)過(guò)程更加順暢，才能使用戶滿意，獲得更大的市場(chǎng)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)，以相關(guān)的從業(yè)人員作為調(diào)查對(duì)象，為避免因個(gè)人喜好或?qū)I(yè)知識(shí)局限性造成的調(diào)查結(jié)果不準(zhǔn)確，確保調(diào)查問(wèn)卷的主觀性，選取了在航空公司、審定中心、維修公司等不同單位任不同職務(wù)的20名專(zhuān)家進(jìn)行調(diào)研，以保證調(diào)研結(jié)果的全面性和權(quán)威性。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)飛機(jī)維修提出了5個(gè)用戶在運(yùn)營(yíng)、維修過(guò)程中有直觀體驗(yàn)且易于評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

1)可達(dá)性A。維修人員及維修工具能夠接觸目標(biāo)件，維修人員目視檢查及維修時(shí)能夠看到目標(biāo)件和自己的操作動(dòng)作且有足夠的操作空間。

2)防差錯(cuò)措施B。防誤安裝、防誤操作，并且有明確的維修指示標(biāo)識(shí)。

3)維修安全C。維護(hù)工作中不直接接觸毒性、腐蝕性液體和氣體，且具有防機(jī)械傷害設(shè)計(jì)和靜電保護(hù)措施等。

4)維修人為因素D。避免維修人員在維修時(shí)長(zhǎng)時(shí)間處于肢體困難的姿勢(shì)，避免產(chǎn)生超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的噪聲振動(dòng)和光照，避免產(chǎn)生操作困難的情況。

5)維修便利性E。維護(hù)口蓋的尺寸、位置應(yīng)便于觀察和操作。維修/維護(hù)工作盡量不依賴于特殊的設(shè)備和工藝。重要的系統(tǒng)、設(shè)備應(yīng)具有故障顯示、機(jī)內(nèi)自測(cè)功能，便于快速定位故障[3]。

3 基于層次分析法的維修評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

3.1 根據(jù)調(diào)查結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果得出20位專(zhuān)家對(duì)于5個(gè)指標(biāo)的判斷矩陣，分別為A1～A20，其中An中的aij代表第i個(gè)因素相較于第j個(gè)因素的重要程度(n=1,2,…,20；i=1,2,…,5；j=1,2,…,5)。判斷標(biāo)度準(zhǔn)則見(jiàn)表1。

表1 判斷標(biāo)度及意義

3.2 根據(jù)判斷矩陣計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)判斷矩陣計(jì)算出表示影響程度的值，也就是各個(gè)維修指標(biāo)的權(quán)重。層次單排序?qū)嵸|(zhì)上也就是計(jì)算判斷矩陣的特征根和特征向量，具體如下：

AnW=λmaxW

(1)

式中：λmax為判斷矩陣A的最大特征根；W為λmax對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量。則有：

∑Wi=1

(2)

式中：Wi為W的分量，是各指標(biāo)因素相對(duì)重要性的排序權(quán)重。

由于人們認(rèn)識(shí)的多樣性和客觀事物的復(fù)雜性，專(zhuān)家給出的判斷矩陣并不總能滿足一致性要求，因此需要對(duì)判斷矩陣做一致性檢查。計(jì)算一致性指標(biāo)CI和平均隨機(jī)變量指標(biāo)RI，當(dāng)隨機(jī)一致性比例CR=CI/RI≤0.1時(shí)，則認(rèn)為所得到的層次分析排序的結(jié)果符合一致性要求，即權(quán)重的分配是合理的。當(dāng)一致性比例CR>0.1時(shí)，說(shuō)明該位專(zhuān)家給出的5個(gè)指標(biāo)的判斷矩陣不一致，該份問(wèn)卷存在前后判斷矛盾的情況，應(yīng)該聯(lián)系專(zhuān)家重新填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷或是舍棄該份問(wèn)卷[4]。

通過(guò)計(jì)算得到A1～A20的最大特征值、特征向量和一致性比例，符合一致性要求的判斷矩陣計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 符合一致性的判斷矩陣計(jì)算結(jié)果

根據(jù)上述符合一致性要求的10份問(wèn)卷，統(tǒng)計(jì)出5個(gè)指標(biāo)的權(quán)重排序，如圖1所示。

圖1 部分問(wèn)卷指標(biāo)權(quán)重排序

3.3 利用群決策分析調(diào)查結(jié)果

從圖1可以看出，由于每個(gè)調(diào)查對(duì)象的崗位不同，對(duì)5個(gè)指標(biāo)的理解不同，考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)和角度不盡相同，對(duì)于5個(gè)指標(biāo)的權(quán)重判斷也不同，因此需要集合群體智慧來(lái)消除因個(gè)人因素而產(chǎn)生的判斷偏差。

在各個(gè)專(zhuān)家判斷矩陣已知的情況下，有兩種方法進(jìn)行決策分析：第一種是根據(jù)各個(gè)專(zhuān)家的判斷矩陣得出綜合判斷矩陣，利用綜合判斷矩陣進(jìn)行排序；第二種是對(duì)每個(gè)專(zhuān)家的判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算，對(duì)不同專(zhuān)家的權(quán)值進(jìn)行綜合排序，最后得到綜合的權(quán)值排序。由于第一種方法可能會(huì)嚴(yán)重影響綜合后判斷矩陣的一致性，因此采用第二種方法對(duì)各個(gè)專(zhuān)家的結(jié)論進(jìn)行綜合研究。

3.3.1對(duì)符合一致性要求問(wèn)卷的分析

由表2可知，有10份問(wèn)卷的調(diào)查結(jié)果符合一致性要求，可以直接采用并分析。對(duì)這10份問(wèn)卷的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，一般采用的方法有加權(quán)幾何平均法和加權(quán)算術(shù)平均法，計(jì)算得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重分別如圖2和圖3所示。從圖2,3可以看出，利用這兩種方法得到的5項(xiàng)指標(biāo)的重要性程度排序結(jié)果相同，均為維修安全>防差錯(cuò)措施>維修人為因素>可達(dá)性>維修便利性。

圖2 加權(quán)幾何平均法權(quán)重計(jì)算結(jié)果(滿足一致性)

圖3 加權(quán)算術(shù)平均法權(quán)重計(jì)算結(jié)果(滿足一致性)

3.3.2針對(duì)所有問(wèn)卷的分析

由于樣本數(shù)量過(guò)少，在不重新進(jìn)行調(diào)查的情況下，除了分析上述符合一致性要求的問(wèn)卷以外，用層次分析相關(guān)軟件對(duì)不符合一致性要求的判斷矩陣進(jìn)行一定的調(diào)整，使其在不背離被調(diào)查對(duì)象真實(shí)想法的情況下滿足一致性要求，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)合表2中的權(quán)重信息，用加權(quán)幾何平均法和加權(quán)算術(shù)平均法計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果分別如圖4和圖5所示。

表3 判斷矩陣計(jì)算結(jié)果

圖4 加權(quán)幾何平均法權(quán)重計(jì)算結(jié)果

圖5 加權(quán)算術(shù)平均法權(quán)重計(jì)算結(jié)果

利用加權(quán)幾何平均法和加權(quán)算術(shù)平均法得到的排序結(jié)果相同，5個(gè)指標(biāo)的重要性程度排序?yàn)榫S修安全>防差錯(cuò)措施>可達(dá)性>維修人為因素>維修便利性，與根據(jù)符合一致性要求的問(wèn)卷得出的結(jié)論有一些差別。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文選取了5個(gè)用戶有直觀體驗(yàn)且易于評(píng)價(jià)的維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用層次分析法進(jìn)行分析計(jì)算，符合一致性要求的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果為維修安全>防差錯(cuò)措施>維修人為因素>可達(dá)性>維修便利性；對(duì)不符合一致性要求的10份調(diào)查問(wèn)卷的判斷矩陣進(jìn)行一致性調(diào)整，計(jì)算分析后結(jié)果為維修安全>防差錯(cuò)措施>可達(dá)性>維修人為因素>維修便利性。

雖然調(diào)查樣本較少，但是大體可以看出維修安全和防差錯(cuò)措施等與飛行安全息息相關(guān)的指標(biāo)受到了用戶的重視，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)應(yīng)重點(diǎn)考慮。另外，維修人為因素和可達(dá)性指標(biāo)直接影響到用戶的感受，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中持續(xù)關(guān)注。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)不同設(shè)計(jì)方案的這5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分，再結(jié)合各指標(biāo)的權(quán)重來(lái)確定維修性較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。