徐孫慶

（92493部隊(duì)60分隊(duì)，葫蘆島 125000）

0 引言

裝備技術(shù)狀態(tài)評(píng)估是裝備保障工作中不可忽視的一環(huán)，對(duì)裝備技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估有利于及時(shí)準(zhǔn)確地掌握裝備技術(shù)狀態(tài)的水平[1]。通過對(duì)裝備的技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)估了解，便能夠有預(yù)防性地、針對(duì)性地解決裝備可能存在的問題，使其始終保持良好的技術(shù)狀態(tài)[2]。

為了能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地了解裝備的技術(shù)狀態(tài)，有效地為艦員提供指導(dǎo)維修的建議，擬開發(fā)智能化的技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件，從而能夠高效地整合資源，實(shí)現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)的智能評(píng)估。

在眾多的評(píng)估方法中，證據(jù)理論能夠很好地處理不確定信息，并且不需要先驗(yàn)概率，具有很大的優(yōu)勢(shì)[3]。因此，本文擬使用證據(jù)理論這一方法對(duì)裝備技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行建模評(píng)估，然后采用visual studio 2010開發(fā)工具上的visual basic開發(fā)語言進(jìn)行編程，開發(fā)技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估軟件，使技術(shù)狀態(tài)評(píng)估可軟件實(shí)現(xiàn)，便于工程化。

1 技術(shù)狀態(tài)評(píng)估方法

裝備技術(shù)狀態(tài)評(píng)估有其自身的特點(diǎn)與難點(diǎn)，即裝備技術(shù)狀態(tài)存在多樣性，狀態(tài)間的聯(lián)系復(fù)雜，影響技術(shù)狀態(tài)的潛在因素眾多，且評(píng)估過程中存在較大的不確定性[4]。在眾多的評(píng)估方法中，D-S證據(jù)理論能夠較好地融合多源證據(jù)，D-S證據(jù)理論是一種不確定性、非精確推理方法，能夠很好地處理由不知道引起的不確定性[5，6]。因此，本文選用D-S證據(jù)理論對(duì)裝備技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估建模。

定義1-1：假設(shè)在識(shí)別框架中，若集函數(shù)m：2Θ→[0，1]表示從集合2Θ映射到區(qū)間[0，1]（2Θ為Θ的冪集），并且滿足以下條件：

則稱m為識(shí)別框架Θ上的基本信任分配函數(shù)。

定義 1-2：假設(shè)在識(shí)別框架 Θ 中，m：2Θ→[0，1]是識(shí)別框架Θ上的基本信任分配函數(shù)，則由公式（3）定義的函數(shù)Bel：2Θ→[0，1]稱作識(shí)別框架Θ上的信度函數(shù).

假設(shè)E1，E2分別是識(shí)別框架下的兩個(gè)證據(jù)，Bel1，Bel2是同一識(shí)別框架上的兩個(gè)信任函數(shù)，m1、m2分別是兩個(gè)證據(jù)所對(duì)應(yīng)的基本信任分配函數(shù)，焦元分別為 A1，…，Ak和 B1，…，Bj，若：

那么D-S證據(jù)理論的合成規(guī)則為：

證據(jù)理論的評(píng)估過程可以用圖1表示：

圖1 證據(jù)理論評(píng)估過程

2 軟件整體架構(gòu)

本文開發(fā)的技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件以簡(jiǎn)單易于操作為主，根據(jù)軟件的主體功能，本軟件主要可以分為四個(gè)界面，分別是軟件首頁界面、軟件技術(shù)狀態(tài)評(píng)估界面、軟件決策建議界面和軟件幫助界面。軟件的基本架構(gòu)如圖2所示。

圖2 技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件基本架構(gòu)

（1）軟件首頁界面是技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件的主頁面。該頁面主要是軟件登錄后顯示的歡迎頁，同時(shí)界面上有不同功能界面的按鈕，方便操作人員根據(jù)需要便捷地進(jìn)入所需功能界面。

（2）軟件技術(shù)狀態(tài)評(píng)估界面。該界面的主要功能就是對(duì)裝備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。該界面含有數(shù)據(jù)輸入接口、評(píng)估計(jì)算接口。只要輸入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，即可利用算法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)評(píng)估，并顯示評(píng)估結(jié)果。于此同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保存及歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取查看功能。操作人員僅需對(duì)裝備的各狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行輸入即可，只要點(diǎn)擊“技術(shù)狀態(tài)評(píng)估”按鈕，界面會(huì)自動(dòng)輸出評(píng)估結(jié)果，該操作簡(jiǎn)單易行，十分容易掌握。

（3）決策建議界面。該界面包含故障分析級(jí)決策建議功能。主要是根據(jù)技術(shù)狀態(tài)評(píng)估的結(jié)果，給出相應(yīng)的維修決策建議，使操作人員能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)裝備進(jìn)行維修保養(yǎng)活動(dòng)，大大的提高了效率。

（4）幫助界面。該界面的功能是向操作人員介紹本開發(fā)軟件的功能界面與軟件架構(gòu)，以便于操作人員能夠快速了解軟件，并熟練的上手操作運(yùn)行。

3 編程實(shí)現(xiàn)

本文擬采用visual studio 2010開發(fā)工具上的visual basic開發(fā)語言進(jìn)行編程，開發(fā)技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估軟件。與此同時(shí)軟件內(nèi)算法的計(jì)算部分使用MATLAB編程語言，編寫完成算法功能后形成M文件，然后利用MATLAB程序里的deploytool工具將該M文件進(jìn)行打包處理，形成一個(gè).net組件，從而方便在利用visual basic語言里進(jìn)行開發(fā)技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件的過程中進(jìn)行調(diào)用。這種混合編程的方法能夠充分的發(fā)揮MATLAB卓越的計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的數(shù)值分析能力，與此同時(shí)，visual basic中提供的非常便捷和功能強(qiáng)大的編輯工具，使編程人員能夠利用這些工具很方便地設(shè)計(jì)出應(yīng)用程序，并且其面向?qū)ο蟮目梢暬缑妫彩咕幊踢^程變得更為簡(jiǎn)單，能夠在較好的滿足開發(fā)需求的基礎(chǔ)上，保證技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件所應(yīng)有的功能，為艦員開發(fā)一個(gè)高效、友好的人機(jī)界面，以便于實(shí)際應(yīng)用。

評(píng)估基本流程如圖3所示。

圖3 評(píng)估流程

評(píng)估算法部分代碼如下；

function[bba，nbba]=xsq1（ i1 ，i2）

n_class=3；

p=[1 2 3 4 12345]；

q=[0.2 0.2 0.2 0.2 0.2]；

L=length（p）；

mp=zeros（1，L）；

nbba=zeros（1，L）；

for k=1:L

F_k=zeros（L，L）；

label=num2str（p（k））；

for i=1:L

label_i=num2str（p（i））；

for j=1:L

label_j=num2str（p（j））；

itersect_ij=intersect（label_i，label_j）；

if strcmp（itersect_ij，label）

F_k（i，j）=1；

end

end

end

mp（k）=sum（sum（i1'*i2.*F_k））；

guiyi=sum（mp（:））；

chongtu=1-guiyi；

bba=mp./guiyi；

end

4 案例應(yīng)用

本文的技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件以主汽輪機(jī)為對(duì)象，選取用于主汽輪齒輪機(jī)組進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)評(píng)的估指標(biāo)主要有：主汽輪機(jī)的功率、主冷凝器真空、高低壓缸相鄰兩次間隙測(cè)量絕對(duì)誤差值、減速器相鄰兩次間隙測(cè)量絕對(duì)誤差值、平均故障間隔時(shí)間以及振動(dòng)幅度這六個(gè)指標(biāo)。

主汽輪機(jī)各選定的指標(biāo)參數(shù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 主汽輪齒輪機(jī)組技術(shù)狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)的檢測(cè)數(shù)據(jù)

運(yùn)用技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件對(duì)主汽輪機(jī)組進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)評(píng)估，評(píng)估結(jié)果如圖4所示。

圖4 評(píng)估結(jié)果

從圖4可知，主汽輪機(jī)的最終評(píng)估等級(jí)為一般。通過與實(shí)際情況對(duì)比可知，本軟件簡(jiǎn)易有效，易于操作。

5 結(jié)束語

有效掌握裝備保技術(shù)狀態(tài)評(píng)估能夠有預(yù)防性地、針對(duì)性地解決裝備可能存在的問題，本文利用證據(jù)理論處理不確定問題，對(duì)裝備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估建模。為了實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)狀態(tài)評(píng)估的智能化，利用MATLAB編程與visual studio中的visual basic語言開發(fā)了一款技術(shù)狀態(tài)評(píng)估軟件，并對(duì)軟件的相應(yīng)功能界面進(jìn)行介紹，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)狀態(tài)評(píng)估過程的自動(dòng)化，使操作者能夠快速地獲取得到艦船裝備的技術(shù)狀態(tài)等級(jí)。

由于裝備技術(shù)狀態(tài)評(píng)估涉及因素非常多，本文僅選用幾個(gè)簡(jiǎn)單因素進(jìn)行建模，不夠全面，有待進(jìn)一步的研究。同時(shí)評(píng)估軟件只是初步實(shí)現(xiàn)，有待進(jìn)一步研究，需要進(jìn)一步完善。