何能波 吳紅樸 朱佳辰 侯 煒 汪 凱

（航天工程大學(xué) 北京 102206）

1 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，高新技術(shù)被用到裝備領(lǐng)域的程度越來(lái)越深，裝備保障對(duì)于保持和恢復(fù)裝備性能，保證裝備戰(zhàn)斗力的持續(xù)輸出起著至關(guān)重要的作用，部隊(duì)裝備保障效能的高低已經(jīng)成為影響和制約戰(zhàn)爭(zhēng)全局勝負(fù)的關(guān)鍵因素。

由于導(dǎo)彈武器系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、信息化程度高、儀器設(shè)備精密的特點(diǎn)，且由于戰(zhàn)場(chǎng)激烈的對(duì)抗性，以及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜性，其裝備保障效能影響因數(shù)多，效能評(píng)估難度大。但是裝備保障效能不僅是對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障能力的檢驗(yàn)，還是對(duì)部隊(duì)裝備保障建設(shè)的評(píng)估，更是部隊(duì)裝備保障建設(shè)的重要依據(jù)，因而進(jìn)行導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能評(píng)估是非常有利于未來(lái)對(duì)抗中保障效能最大發(fā)揮。效能指標(biāo)的構(gòu)建是進(jìn)行評(píng)估的基礎(chǔ)和前提，構(gòu)建科學(xué)合理貼近導(dǎo)彈部隊(duì)裝備實(shí)際的指標(biāo)顯得尤為重要，然而在進(jìn)行效能指標(biāo)構(gòu)建過(guò)程中，由于影響效能因素多和保障系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)整個(gè)裝備保障系統(tǒng)認(rèn)識(shí)不夠全面，導(dǎo)致在構(gòu)建效能指標(biāo)時(shí)會(huì)出現(xiàn)指標(biāo)與整體效能關(guān)聯(lián)度不大和指標(biāo)與指標(biāo)之間因存在關(guān)聯(lián)性而出現(xiàn)冗余的現(xiàn)象，這些都不利于裝備保障效能的評(píng)估，對(duì)構(gòu)建的效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行篩選優(yōu)化對(duì)裝備保障效能的有效評(píng)估有著非常重要的意義。

2 指標(biāo)體系優(yōu)化方法綜述

當(dāng)前關(guān)于指標(biāo)體系優(yōu)化研究較多，主要方法有解釋結(jié)構(gòu)模型法、灰色關(guān)聯(lián)度法、粗糙集屬性簡(jiǎn)約法、網(wǎng)絡(luò)分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法等，文獻(xiàn)［1］運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型的方法，通過(guò)構(gòu)建比較三角矩陣、可達(dá)矩陣、生成階梯有向圖、轉(zhuǎn)化模型圖的步驟將指標(biāo)體系優(yōu)化并確定了層級(jí)。文獻(xiàn)［2］運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型從定量和數(shù)據(jù)的可獲取性對(duì)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)化。文獻(xiàn)［3］闡述了使用解釋結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)急投送保障基地效能指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)化，克服了構(gòu)成因素的復(fù)雜性和不確定性的問(wèn)題。文獻(xiàn)［4］采用粗糙集的方法對(duì)航材保障效能的指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［5］論述了裝備保障指揮系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系相對(duì)于決策屬性的必要性和獨(dú)立性，運(yùn)用粗糙集方法進(jìn)行指標(biāo)簡(jiǎn)約。文獻(xiàn)［6］以專家對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦值為基礎(chǔ)，采用灰色關(guān)聯(lián)度法計(jì)算賦值后的各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)化。文獻(xiàn)［7］通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度方法對(duì)航天裝備在役考核指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化。文獻(xiàn)［8］通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度和專家打分的方法，將關(guān)聯(lián)度和重要性相結(jié)合篩選指標(biāo)。文獻(xiàn)［9］通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析方法對(duì)裝甲裝備在役考核指標(biāo)之間存在建立的指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)、重要性不突出的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。獻(xiàn)［10］運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法優(yōu)化了環(huán)境信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)。文獻(xiàn)［11］和文獻(xiàn)［12］針對(duì)非線性系統(tǒng)問(wèn)題，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)優(yōu)化方法。結(jié)合文獻(xiàn)資料研究，各優(yōu)化方法存在以下優(yōu)缺點(diǎn)：

1）解釋結(jié)構(gòu)模型法一般多用于將變量眾多、關(guān)系復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不清晰的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型，但其構(gòu)建過(guò)程復(fù)雜運(yùn)算量大，要求對(duì)研究系統(tǒng)掌握程度高。

2）灰色關(guān)聯(lián)度分析法不要求對(duì)所研究系統(tǒng)信息完全掌握，對(duì)于數(shù)據(jù)量的要求不高，可以減少信息不全帶來(lái)的損失，求解方法思路明確，計(jì)算量相對(duì)較小，但是存在只分析數(shù)據(jù)不結(jié)合實(shí)際的情況。

3）粗糙集優(yōu)化法能夠較好地處理不精確、不確定問(wèn)題，無(wú)需任何先驗(yàn)知識(shí)對(duì)不確定的描述，數(shù)據(jù)處理相對(duì)客觀，通過(guò)知識(shí)的簡(jiǎn)約刪除重復(fù)冗余指標(biāo)，但是在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)直接使用粗糙集進(jìn)行屬性簡(jiǎn)約會(huì)顯得笨拙且效率低。

4）網(wǎng)絡(luò)分析法考慮了各指標(biāo)之間的相互影響，它能夠較好地描述復(fù)雜系統(tǒng)，確定的各指標(biāo)的排序說(shuō)服力強(qiáng)，但由于網(wǎng)絡(luò)分析法需要構(gòu)建超矩陣，運(yùn)算過(guò)程復(fù)雜運(yùn)算量大［13］。

5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法方法模型的建立過(guò)程不復(fù)雜便于實(shí)現(xiàn)，不需先驗(yàn)假設(shè)，有效避免主觀因素對(duì)變量選取的干擾，但其需要大量的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，過(guò)程收斂速度慢等問(wèn)題。

3 導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能評(píng)估指標(biāo)體系建立

3.1 效能指標(biāo)體系構(gòu)建流程

效能指標(biāo)體系建立是導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了使裝備保障效能評(píng)估達(dá)到真實(shí)反映導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，促進(jìn)其裝備保障建設(shè)水平，提升裝備保障效能，在建立指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)確定對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行評(píng)估的目的，根據(jù)使命任務(wù)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境確定裝備保障需求和效能影響因素，并基于此初步建立指標(biāo)體系，通過(guò)科學(xué)的方法進(jìn)行指標(biāo)篩選，最終確定效能評(píng)估指標(biāo)體系，其構(gòu)建流程如圖1所示。

圖1 效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建流程

1）評(píng)估目的分析

通過(guò)對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)調(diào)研，一是了解導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障的實(shí)際情況，通過(guò)與裝備保障人員交流和調(diào)查問(wèn)卷，了解裝備保障效能主要指標(biāo)，二是了解部隊(duì)當(dāng)前擔(dān)負(fù)的使命任務(wù)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)，使指標(biāo)體系建立與實(shí)際需要一致。最終從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面即建設(shè)效能和運(yùn)行效能，確定裝備保障效能評(píng)估的目的。

2）影響裝備保障效能的因素分析

影響裝備保障效能的因素分析是指標(biāo)體系建立的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)調(diào)研的情況、環(huán)境特點(diǎn)和裝備保障的相關(guān)理論，全面分析影響裝備保障效能發(fā)揮的因素，并初步建立指標(biāo)體系。

3）指標(biāo)篩選

根據(jù)初步建立的指標(biāo)體系，按照結(jié)構(gòu)功能區(qū)分指標(biāo)層次，通過(guò)組織裝備保障領(lǐng)域的專家、裝備保障力量骨干、查閱資料合理選取方法，對(duì)效能指標(biāo)篩選優(yōu)化，最終確定具有導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障特色的裝備保障效能指標(biāo)體系。

3.2 效能指標(biāo)體系構(gòu)建原則

由于導(dǎo)彈部隊(duì)自身特點(diǎn)即裝備技術(shù)含量高、裝備種類多樣、作戰(zhàn)運(yùn)用靈活，對(duì)于部隊(duì)裝備保障效能評(píng)估的指標(biāo)必須做到科學(xué)、準(zhǔn)確、全面。建立指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1）完備性原則

效能指標(biāo)建立要立足保障導(dǎo)彈部隊(duì)裝備戰(zhàn)斗力持續(xù)輸出打贏未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，以導(dǎo)彈部隊(duì)履行的使命任務(wù)為基礎(chǔ)，結(jié)合裝備保障發(fā)展的軍事需求，對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障的各方面進(jìn)行分析，充分刻畫導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障的特征，以便全面反映裝備保障效能，但又各裝備保障效能指標(biāo)不能重復(fù)，每一個(gè)對(duì)效能評(píng)估值有影響的指標(biāo)都應(yīng)在指標(biāo)的屬性集之中。

2）客觀性原則

裝備保障活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)綜合功能發(fā)揮的過(guò)程，為了能夠客觀地反映導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的變化，正確反映裝備保障系統(tǒng)有關(guān)的不確定性，建立的效能指標(biāo)應(yīng)從裝備保障的客觀實(shí)際出發(fā)，基于效能評(píng)估目標(biāo)，逐層分解裝備保障系統(tǒng)，客觀地展現(xiàn)裝備保障系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。

3）科學(xué)性原則

影響導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能的因素有較多，應(yīng)該分清主要因素和次要因素，抓住影響裝備保障效能的主要因素，對(duì)于次要即不重要的因素可以忽略，使得指標(biāo)體系相對(duì)簡(jiǎn)單，不影響對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能的評(píng)估。另外，在建立裝備保障效能指標(biāo)時(shí)應(yīng)使用科學(xué)的方法，分析導(dǎo)彈部隊(duì)裝備過(guò)程和組成各系統(tǒng)之間的特點(diǎn)、聯(lián)系，使確立的指標(biāo)名稱及評(píng)價(jià)、計(jì)算的方式都是科學(xué)合理的。

4）系統(tǒng)性原則

指標(biāo)體系的建立應(yīng)以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法，把指標(biāo)體系看作是一個(gè)系統(tǒng)，從不同的層面和角度來(lái)反映導(dǎo)彈部隊(duì)履行裝備保障任務(wù)的特征，展現(xiàn)導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障結(jié)構(gòu)的整體邏輯，體現(xiàn)裝備保障變化趨勢(shì)和發(fā)展動(dòng)態(tài)。

5）實(shí)用性原則

在建立裝備保障系統(tǒng)指標(biāo)體系時(shí)既要考慮建立的指標(biāo)是否利于量化，也要兼顧到數(shù)據(jù)獲取的可行性和可操作性，使建立的指標(biāo)貼近裝備保障活動(dòng)容易把握其本質(zhì)，指標(biāo)與指標(biāo)之間相互獨(dú)立，確保數(shù)據(jù)便于獲取，保證效能評(píng)估的準(zhǔn)確性。

3.3 裝備保障效能指標(biāo)體系構(gòu)建

通過(guò)對(duì)某任務(wù)的裝備保障綜合情況了解和裝備保障效能影響因素分析，采用層次分析法的思路，將指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層的層次結(jié)構(gòu)，分級(jí)建立裝備保障效能評(píng)估指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 效能評(píng)估指標(biāo)體系

4 基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度的指標(biāo)篩選優(yōu)化

4.1 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法

從初步構(gòu)建的效能指標(biāo)中可以看出既有正向指標(biāo)即指標(biāo)值越大對(duì)裝備保障效能的貢獻(xiàn)就高，如指標(biāo)“情況判斷效能”，也有負(fù)向指標(biāo)即指標(biāo)值越小對(duì)裝備保障效能的貢獻(xiàn)度就越高，如指標(biāo)“裝備故障發(fā)生率”，為了不同屬性指標(biāo)能在相同層面進(jìn)行度量，采用如下公式標(biāo)準(zhǔn)化：

正向指標(biāo)：

負(fù)向指標(biāo)：

其中，xmk是第m 組數(shù)據(jù)的第k 個(gè)指標(biāo)的實(shí)際采樣值，分別是實(shí)際采集到的效能指標(biāo)數(shù)據(jù)中相對(duì)最優(yōu)的值。

通過(guò)在部隊(duì)調(diào)研期間對(duì)保障人員交流、調(diào)查問(wèn)卷和最近三年演練與考核的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)既有定性數(shù)據(jù)，又有定量數(shù)據(jù)，定性數(shù)據(jù)通過(guò)與裝備保障方面的專家和骨干通過(guò)德爾菲法取得，定量數(shù)據(jù)是通過(guò)查閱相關(guān)考核、演練成績(jī)?nèi)〉?，利用采用?biāo)準(zhǔn)化的方法分別對(duì)正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，如表1所示。

4.2 指標(biāo)篩選方法

部隊(duì)裝備保障系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及的方面較多，對(duì)于裝備保障系統(tǒng)的效能認(rèn)識(shí)及相關(guān)效能指標(biāo)的認(rèn)識(shí)還存在不完全掌握的情況，符合“灰色系統(tǒng)”條件。灰色理論中的關(guān)于灰色關(guān)聯(lián)度的相關(guān)內(nèi)容，可以運(yùn)用到指標(biāo)體系篩選中，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度表示各效能指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度，灰色關(guān)聯(lián)度越大對(duì)應(yīng)的指標(biāo)與整個(gè)裝備保障系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性就越強(qiáng)，在整個(gè)效能體系中發(fā)揮作用就越重要，但是有時(shí)單獨(dú)使用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由于數(shù)據(jù)的偏差，造成與實(shí)際不符的情況，為了指標(biāo)篩選情況與實(shí)際情況更加貼近，將灰色關(guān)聯(lián)度與德爾菲結(jié)合的方法進(jìn)行篩選。

基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度指標(biāo)篩選步驟：

步驟1 確定效能指標(biāo)參考序列D0和比較序列Dm，表達(dá)式為

D0={d0(1)，d0(2)，…，d0(k)}

Dm={dm(1)，dm(2)，…，dm(k)}

其中d0(k)表示第k個(gè)指標(biāo)的參考值或最優(yōu)值，dm(k)表示第m 組數(shù)據(jù)的第k個(gè)指標(biāo)實(shí)際采樣值。

步驟2 計(jì)算序列差Δ0m(k)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，求出參考序列與比較序列的差值Δ0m(k)表達(dá)式分別為

其中Δ0m(k)為第m 組數(shù)據(jù)中第k個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值與參考序列中第k個(gè)指標(biāo)的參考值之差的絕對(duì)值。

步驟3 求出序列差的最大值Q和最小值q。

步驟4 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)λm(k)即

其中λm(k)為第m組數(shù)據(jù)中第k個(gè)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，θ(0 ≤θ≤1)為分辨系數(shù)，一般取0.5。

步驟5 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度βk。

步驟6 運(yùn)用德爾菲方法，邀請(qǐng)裝備保障方面的p 位專家為效能指標(biāo)的重要性打分，得到分值矩陣S，求出專家對(duì)每個(gè)指標(biāo)打分的平均值，再求出每個(gè)指標(biāo)值相對(duì)于最大分值指標(biāo)比值。其中S、、表達(dá)式分別為

步驟7 通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度和專家打分值綜合篩選指標(biāo)，即φi=βi*綜合值大小排序篩選指標(biāo)，剔除φi值較小即相關(guān)性小的指標(biāo)。

4.3 指標(biāo)篩選

1）確定指標(biāo)篩選參考序列D0，由表1可知：

D0={d0(1)，d0(2)，…，d0(k)}={1，1，1}

2）求序列差，由公式（3）可算出序列差，見表2。

表2 效能指標(biāo)數(shù)據(jù)序列差值

3）求序列差中最大值Q 和最小值q。由表2 可求得最大值和最小值分別為

Q=0.5454，q=0.0136

4）灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)λm(k)，由式（6）可得，見表3。

表3 數(shù)據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)及關(guān)聯(lián)度

5）計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度βk。由式（7）可算出，βk值見表3。

6）邀請(qǐng)裝備保障領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)效能指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分，按照非常重要、重要、一般重要、不重要、非常不重要，對(duì)應(yīng)分值分別為5、4、3、2、1 的分值進(jìn)行打分，專家打分情況見表4 所示，由式（7～9）分別求出S、、。

表4 效能指標(biāo)專家打分及數(shù)據(jù)處理

7）根據(jù)指標(biāo)綜合值φi大小排序篩選指標(biāo)。由表4可知指標(biāo)最后指標(biāo)D7、D32的φi值均為0.3，值最小，可以將其刪除。通過(guò)咨詢專家，指標(biāo)D7即維修技術(shù)水平與維修工具指標(biāo)在進(jìn)行效能評(píng)估時(shí)存在重復(fù)評(píng)價(jià)的情況，指標(biāo)D32即核生化防護(hù)效能指標(biāo)由于局部對(duì)抗使用核生化武器的概率不高，因此對(duì)可以將其優(yōu)化刪減。

5 結(jié)語(yǔ)

本文采用灰色關(guān)聯(lián)度和德爾菲法相結(jié)合的思路對(duì)導(dǎo)彈部隊(duì)裝備保障效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行篩選優(yōu)化，將收集的部隊(duì)裝備保障效能相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證計(jì)算，將篩選結(jié)果通過(guò)咨詢專家解釋分析，驗(yàn)證了采用灰色關(guān)聯(lián)度與德爾菲方法相結(jié)合的思路是正確的，為下一步進(jìn)行保障效能評(píng)估奠定了基礎(chǔ)，有利于檢驗(yàn)部隊(duì)裝備保障效能實(shí)際情況。