(1.中國人民解放軍92941部隊41分隊，遼寧 葫蘆島 125000； 2.中國人民解放軍92493部隊13分隊，遼寧 葫蘆島 125000)

0 引言

定量評估武器系統(tǒng)綜合狀態(tài)是當前全軍及學術(shù)界面臨的難以解決的問題之一，在實踐和理論上挑戰(zhàn)性極強。層次分析法可實現(xiàn)定性分析向定量分析的轉(zhuǎn)換，靈活性極強，是評估武器系統(tǒng)狀態(tài)行之有效的方法。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要形式是層次性，它是建立層次分析法的基礎(chǔ)。層次分析法是把龐大的有限方案多目標決策問題拆分為多個因子，依據(jù)隸屬關(guān)系將這些因子分層組合，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，以此進行全面的定性及定量分析。層次分析法將決策思維過程完整地體現(xiàn)了出來，即拆分—判決—合成。拆分就是深入分析問題實質(zhì)、干擾要素及潛在聯(lián)系，采用條理化理念，形成層次結(jié)構(gòu)模型；判決就是綜合考慮領(lǐng)域?qū)＜业南嚓P(guān)知識和經(jīng)驗，相互對比某一規(guī)則下的各個因子，建造判決矩陣，以便于得到各個因子的相對重要程度，完成了從定性分析到定量分析的轉(zhuǎn)變；合成就是計算出準則層的各個因子相對于目標層的權(quán)重向量、方案層的各個因子相對于準則層的權(quán)重向量，最終推算出方案層的各個因子相對于對目標層的權(quán)重向量，以實現(xiàn)最優(yōu)方案的決策目標[1]。

1 基本思路

綜合保障系統(tǒng)評估基本思路：基于武器系統(tǒng)狀態(tài)的特點、對接聯(lián)調(diào)方法和綜合評估基本特征，從構(gòu)建原則、維度與遴選分析和對照對接聯(lián)調(diào)項目及方法總結(jié)歸納指標說明等方面，為層次分析法構(gòu)建指標體系；構(gòu)造判斷矩陣，計算指標權(quán)重，制定指標分值，確定狀態(tài)等級，建立對接聯(lián)調(diào)綜合保障評估模型；給出層次總排序權(quán)重和一致性檢驗結(jié)果；逐級給出評估狀態(tài)結(jié)論；對評估狀態(tài)依據(jù)對接聯(lián)調(diào)綜合評估等級劃分原則進行劃分；實現(xiàn)對典型案例進行分析[2]。綜合保障系統(tǒng)評估模型如圖1所示。

2 評估指標體系

綜合保障系統(tǒng)評估指標體系模型可依次分為目標層、準則層和方案層。從模型可以看出，評估模型有一個總目標層：武器系統(tǒng)對接聯(lián)調(diào)綜合保障評估；準則層共有四個分目標：單機功能與性能檢查、接口性能檢查、系統(tǒng)功能與性能檢查、發(fā)控對接試驗及作戰(zhàn)使用性能檢查；方案層共有四十五個底層指標，這些底層指標又有不同的表征指標，如圖2所示。

圖2 綜合保障系統(tǒng)評估指標體系

3 層次分析法的使用

3.1 構(gòu)造判斷矩陣

在建立層次結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，明確各指標的隸屬關(guān)系，假若A1、A2、…、An，均隸屬于準則A，于是就對A1、A2、…、An進行兩兩對比，以構(gòu)造判斷矩陣，以A為準則所構(gòu)造的n階判斷矩陣如下：

關(guān)于目標A的準則層判斷矩陣如表1所示。

專家咨詢是構(gòu)造判斷矩陣的基礎(chǔ)，其本質(zhì)是將吸收來的專家知識和經(jīng)驗以矩陣的形式表示出來，通過相互對比的形式建立各個層次指標的判斷矩陣，其中，aij就是在準則A下Ai與Aj相比較的重要程度，若Ai與Aj相比較，Ai與Aj重要，那么標度值就取大于1的數(shù)值，重要程度越大數(shù)值越大；若Ai與Aj相比較，Ai與Aj次重要，那么標度值就取大于1的數(shù)值的倒數(shù)[3-5]。

本文主要選擇以下幾類專家：一是武器系統(tǒng)設(shè)計人員(專家1)；二是部隊裝備操作人員(專家2)；三是靶場武器裝備試驗鑒定人員(專家3)；四是武器系統(tǒng)軍代表人員(專家4)。以上四類人員各選取1名，共4名咨詢專家。

以武器系統(tǒng)設(shè)計人員(專家1)咨詢結(jié)果為例，構(gòu)造準則層相對于目標層的重要性判斷矩陣如下：

3.2 計算權(quán)重向量

得到判斷矩陣后，計算各指標的權(quán)重值，如果精度要求不高，可近似計算λmax，本文采用常用的求和法，具體計算步驟如下。

歸一化判斷矩陣A的每一列，獲得矩陣B=(bij)n×n，然后求和B的行，即：

其中：

計算最大特征值：

式中，(AW)i為AW的第i個分項[6-7]。

判斷矩陣A的最大特征值相應(yīng)的特征向量W用求和法計算過程如下。

即W=(0.278857,0.154921,0.284548,0.281674)T，判斷矩陣A的最大特征值:

3.3 檢驗一致性

判斷矩陣如果滿足以下三個條件，可被稱為“完全一致性條件”：

aij=1i=j=1,2,…,n

(1)

(2)

(3)

由于問題的不確定性和人為的偏差，使得判斷矩陣可能不完全滿足“完全一致性條件”，即偏離一致性。如果偏離較大，分析結(jié)果就沒有了可靠性，因此要檢驗判斷矩陣的一致性，檢驗步驟如下：

(1)偏離一致性指標CI是評定判斷矩陣A偏離一致性矩陣的程度，其計算公式為：

(4)

式中，λmax為判斷矩陣A的最大特征根，n為判斷矩陣的階數(shù)。

(2)相對一致性指標CR的計算公式為：

(5)

式中，CI偏離一致性指標，RI為平均隨機一致性指標。

如果CR數(shù)值越大，則判斷矩陣的一致性越差，當CR.>0.1時，判斷矩陣A是不能令人信服的，需要對其進行修正；如果CR數(shù)值越小，代表一致性越好，極限是0。因此，要保證判斷矩陣的相對一致性指標CR.≤0.1。平均隨機一致性指標RI是同階判斷矩陣偏離一致性指標的平均值，它隨階數(shù)的變動而變動，1～30階隨機判斷矩陣隨機試驗1000次的平均隨機一致性指標，如表2[8-10]。

表2 1～30階平均隨機一致性指標

其它專家打分結(jié)果均按照上述方法構(gòu)造判斷矩陣，得出各自的權(quán)重值，然后采用算術(shù)平均法，求得各分目標的綜合權(quán)重值為：{單機功能與性能檢查，接口性能檢查，系統(tǒng)功能與性能檢查，發(fā)控對接試驗及作戰(zhàn)使用性能檢查}={A1,A2,A3,A4}= {0.28444455, 0.150864225, 0.289685877, 0.275005349}。平均法求得的權(quán)重值見表3所示。

表3 平均法求權(quán)重值

4 狀態(tài)等級劃分

以是否具備作戰(zhàn)能力為中心，將對接聯(lián)調(diào)綜合評估等級劃分為3級，即當重要程度1、2、3的各指標均合格時，對接聯(lián)調(diào)綜合評估為I級即具備完備的作戰(zhàn)、訓練和維護的能力；當重要程度3的各指標均合格，重要程度1、2指標不合格時，對接聯(lián)調(diào)綜合評估為II級即具備基本的作戰(zhàn)能力；當重要程度3指標中有一個以上的指標不合格時，對接聯(lián)調(diào)綜合評估為III級即不具備作戰(zhàn)能力。

通過評估得出的武器系統(tǒng)艦面設(shè)備對接聯(lián)調(diào)綜合狀態(tài)的評估分值，其分值處于0～1之間。為了便于指導武器系統(tǒng)艦面設(shè)備的管理和使用，針對對接聯(lián)調(diào)綜合評估分值，給出一下建議：

P=1：評估等級為“I級”，武器系統(tǒng)艦面設(shè)備具備完備的作戰(zhàn)、訓練和維護的能力，各項指標均處于合格水平，能夠完成作戰(zhàn)任務(wù)，只需堅持例行的維護保養(yǎng)制度；

0.963044≤P<1：評估等級為“II級”，武器系統(tǒng)艦面設(shè)備具備基本的作戰(zhàn)能力，重要指標處于合格水平，可以參與作戰(zhàn)，需根據(jù)檢測結(jié)果及時進行檢測，排除故障隱患；

0≤P<0.963044：評估等級為“III級”，武器系統(tǒng)艦面設(shè)備不具備作戰(zhàn)能力，重要指標中至少有一項以上處于不合格水平，不能夠完成作戰(zhàn)任務(wù)，需根據(jù)檢測結(jié)果及時進行故障診斷和定位，排除故障。

5 綜合保障評估系統(tǒng)軟件設(shè)計

綜合保障評估系統(tǒng)具有針對定量指標通過網(wǎng)絡(luò)自動獲取數(shù)據(jù)或針對定性指標依據(jù)領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗判斷指標狀態(tài)的功能，具有逐級評估給出一級、二級指標權(quán)重值的功能，具有根據(jù)等級劃分原則對導彈武器系統(tǒng)綜合狀態(tài)進行評定并為作戰(zhàn)使用提供建議的功能。綜合保障評估系統(tǒng)顯示界面見圖3～4所示。

圖3 顯示界面1

圖4 顯示界面2

5.1 軟件流程圖

軟件工作流程如下：首先，按層次結(jié)構(gòu)模型劃分評估指標體系，然后從對接聯(lián)調(diào)中采集數(shù)據(jù)或通過專家經(jīng)驗判斷，運用層次分析法，把武器系統(tǒng)綜合狀態(tài)評估這個復雜問題拆分為若干相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，使得層次清晰、明了，可以更加高效地剖析問題，解決問題，最終得出評估結(jié)果，并對結(jié)果進行分析，劃分等級，從而判定武器系統(tǒng)的狀態(tài)，為武器系統(tǒng)作戰(zhàn)使用提供依據(jù)。其軟件計算流程如圖5所示。

圖5 武器系統(tǒng)綜合保障評估系統(tǒng)軟件工作流程

5.2 軟件實現(xiàn)方法

5.2.1 系統(tǒng)連接

在綜合保障評估系統(tǒng)使用之前，必須先將其各個接口與外部連接好。檢查各供電系統(tǒng)是否完好，有無異常。確定數(shù)據(jù)錄取分析設(shè)備工作正常，以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)正確后啟動該系統(tǒng)。

5.2.2 開機

在確認綜合保障評估系統(tǒng)與外部系統(tǒng)連接好以后，合上開關(guān)POWER按鍵，等待其進入操作系統(tǒng)。

5.2.3 啟動綜合保障評估系統(tǒng)程序

雙擊桌面上的“執(zhí)行文件”文件夾的“綜合保障評估系統(tǒng)”軟件，顯示程序主界面1，如圖3所示。界面中顯示了指標體系，評估模型，評估步驟等相關(guān)內(nèi)容，在了解掌握相關(guān)內(nèi)容后，開始評估。進入主界面2，如圖4所示。

5.2.4 進入二級評估

點擊“進入二級評估”按鈕，根據(jù)檢查項目順序進入單機功能與性能檢查、接口性能檢查、系統(tǒng)功能與性能檢查、發(fā)控對接試驗及作戰(zhàn)使用性能檢查界面。定量指標通過網(wǎng)絡(luò)自動獲取數(shù)據(jù)判斷指標狀態(tài)，定性指標依據(jù)領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗判斷指標狀態(tài)，完成對指標狀態(tài)的打分，計算并顯示本機指標的權(quán)重值，給出本級評估結(jié)果。返回上一級。

5.2.5 進入一級評估

此時，界面2將自動顯示單機功能與性能檢查、接口性能檢查、系統(tǒng)功能與性能檢查、發(fā)控對接試驗及作戰(zhàn)使用性能檢查二級評估權(quán)重值。點擊“生成一級評估結(jié)果”，顯示計算出一級評估權(quán)重值，根據(jù)等級劃分規(guī)則給出評價等級。

6 結(jié)論

武器系統(tǒng)的狀態(tài)等級直接關(guān)系到其作戰(zhàn)效能，目前無法定量、直觀的顯示對接聯(lián)調(diào)武器系統(tǒng)狀態(tài)，通過對綜合保障評估系統(tǒng)方法的研究，實現(xiàn)了對武器系統(tǒng)狀態(tài)等級的劃分，并給出合理化的作戰(zhàn)使用建議。同時，武器系統(tǒng)對接聯(lián)調(diào)綜合評估結(jié)果可以有效指導裝備裝備操管人員的使用和維修，并及時采取有效的處理措施，確保武器系統(tǒng)實裝始終處于良好的狀態(tài)水平。